岩土力学 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (10): 2755-2762.doi: 10.16285/j.rsm.2020.1906

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑能源土渗透性影响的水合物分解 超孔压特性研究

胡伟1,朱海涛1, 2,蒋明镜1, 2,李文昊1   

  1. 1. 天津大学 建筑工程学院,天津 300072;2. 天津大学 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津 300072
  • 收稿日期:2020-12-22 修回日期:2021-06-27 出版日期:2021-10-11 发布日期:2021-10-20
  • 通讯作者: 朱海涛,男,1979年生,博士,教授,博士生导师,主要从事结构随机振动和可靠度方面的研究。E-mail: htzhu@tju.edu.cn E-mail: David940817@tju.edu.cn
  • 作者简介:胡伟,男,1994年生,硕士,主要从事深海能源土和海底滑坡方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51639008)

Characteristics of excess pore pressure of hydrate decomposition considering the effect of energy soil permeability

HU Wei1, ZHU Hai-tao1, 2, JIANG Ming-jing1, 2, LI Wen-hao1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. Key Laboratory of Coast Civil Structure Safety of Ministry of Education, Tianjin University, Tianjin 300072, China
  • Received:2020-12-22 Revised:2021-06-27 Online:2021-10-11 Published:2021-10-20
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51639008).

摘要: 天然气水合物分解会产生超孔隙压力,导致深海能源土工程性质劣化,引发海底滑坡等地质灾害。考虑深海能源土渗透性的影响,建立修正的Grozic-Nixon超孔隙压力模型,以Storegga海底滑坡为研究案例与Grozic-Nixon模型和Xu-Leonid模型的研究结果进行对比分析。基于修正模型开展超孔隙压力时变规律研究和参数研究,揭示超孔隙压力的时变规律和不同参数对超孔隙压力的影响效应。结果表明:采用修正模型计算的超孔隙压力最大值相比于原模型减小约21.5%;超孔隙压力先累积后消散,累积速率逐渐减小,消散速率先增大后减小;水合物分解速率和深海能源土渗透率对超孔隙压力的影响最为显著,超孔隙压力最大值可相差6倍。

关键词: 深海能源土, 超孔隙压力, 渗透性, 时变规律, 参数分析

Abstract: The decomposition of natural gas hydrate generates excess pore pressure, which will lead to the deterioration of the engineering properties of deep-sea energy soil and cause geological disasters such as submarine landslides. Considering the effect of deep-sea energy soil permeability, a modified Grozic-Nixon excess pore pressure model is established. The Storegga submarine landslide, as the research case, is compared with the modified Grozic-Nixon model and Xu-Leonid model, and the research results are analyzed. Based on the modified model, further research is carried out to reveal the time-varying law of excess pore pressure and the effect of different parameters on the excess pore pressure. The results show that the maximum value of excess pore pressure calculated by the modified model reduces by about 21.5% compared with the original model. The excess pore pressure first accumulates and then dissipates, and the accumulation rate gradually decreases, while the dissipation rate first increases and then decreases. The effects of hydrate decomposition rate and deep-sea energy soil permeability on the excess pore pressure have the most significant correlation to excess pore pressure, and the maximum excess pore pressure at selected conditions can differ by 6 times at most.

Key words: deep-sea energy soil, excess pore pressure, permeability, time-varying law, parametric analysis

中图分类号: TU 431
[1] 姜启武, 黄明, 崔明娟, 靳贵晓, 彭仪欣, . 酶诱导碳酸钙沉淀技术加固TBM壁后吹填豆砾石最优配比试验及机制研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 2037-2049.
[2] 张希栋, 董晓强, 段伟, 谢明星, . 基于纤维加固砂土静力液化评估的超孔隙压力系数研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(3): 714-724.
[3] 刘忠玉, 黄通通, 曹永青, 刘朝凡. 生物炭水泥土渗透特性试验及细观结构分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 2929-2936.
[4] 李敏, 李辉, 于禾苗, 赵博华, 齐振霄, . 石灰粉煤灰固化石油污染土的渗透特性及其工程再利用探讨[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 108-116.
[5] 刘映晶, 杨杰, 朱汉华, 尹振宇, . 一种新的高渗透性地层中盾构隧道同步注浆浆液损失的多物理场模拟方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2744-2756.
[6] 张延杰, 何萌, 宋萌, 曹立, 赵海涛, 李梅. 富水砂卵石地层力学特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1739-1747.
[7] 汪洋, 陈文化. 基于裂隙形状函数的自然环境高温下花岗岩 裂隙尖部非线性温度场[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 267-274.
[8] 张虎元, 王赵明, 朱江鸿, 周光平, . 混合型缓冲材料砌块渗透性及其各向异性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 573-581.
[9] 谭洵, 何星星, 陈亿军, 刘磊, 万勇, . 陈化污泥理化特性对泥饼渗透性的影响研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 479-488.
[10] 梁冰, 张柴, 刘磊, 陈锋, . 垃圾土现场渗透性测定与土水特性反演[J]. 岩土力学, 2021, 42(6): 1493-1500.
[11] 朱秦, 苏立君, 刘振宇, 杨世豪, . 颗粒迁移作用下宽级配土渗透性研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 125-134.
[12] 甘一雄, 吴顺川, 任义, 张光, . 基于声发射上升时间/振幅与平均频率值的花岗岩劈裂破坏评价指标研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2324-2332.
[13] 李华, 李同录, 江睿君, 范江文. 基于滤纸法的非饱和渗透性曲线测试[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 895-904.
[14] 程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[15] 李玲, 刘金泉, 刘造保, 刘桃根, 王伟, 邵建富, . 砂-黏土混合物高压压实性能试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3502-3514.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!