论文部分内容阅读
曹妃甸位于河北省东部,环渤海中心地带,是东北、华北的进出口货物的重要口岸,是河北省国家级沿海战略的核心。本文于2015年在曹妃甸人工岛相关海域进行野外调查,掌握现阶段的水深、底质、悬砂及潮流资料,结合曹妃甸区域的长期监测,对比分析得到人工岛建设前后的海域各项指标的分布特征及变化规律;并通过对海底地貌稳定性产生影响因素进行赋值计算,得到海底地形地貌稳定性评价分区;利用GEO-SLOPE进行计算得到海床剖面的安全系数,了解曹妃甸区域发生滑坡的可能性。通过ABAQUS进行有限元计算了解滑坡的发生过程,通过以上研究,得到曹妃甸的海底边坡的特征,总结如下:(1)曹妃甸海域水动力及地形地貌变化特征总结如下,就潮汐特征而言,填海后潮流场未发生较大变化,只有局部海洋水动力发生明显变化;就底质特征而言,在曹妃甸东西两侧均有细化的趋势;甸头较为稳定,变化不大。就水深变化特征而言,总体上曹妃甸甸头区域表现为侵蚀;曹妃甸西侧海域总体上表现为淤积;东侧海域表现为有冲有淤。就波浪特征而言,波浪受水深的影响较大,开敞海域的波浪高度较大,而在围垦工程及沙岛地区,由于受障碍物遮挡,波高骤减。(2)曹妃甸人工岛海域海底边坡地形地貌稳定性大部较好。稳定性较好区域的分布在距海岸较近的区域,主要为港池内、甸头东侧滩地与龙岛北侧区域。稳定性中等的区域分布在潮沟内,主要为渤海深槽、老龙沟和南堡深槽。稳定性差的区域分布较少,面积不足研究区的1%,主要位于口门、龙岛的西南端和曹妃甸甸头东南侧的小块区域。(3)曹妃甸人工岛边坡发生滑坡的可能性较小,在日常工况下,曹妃甸区域的海床的滑坡稳定性较好,有较大的安全储备,曹妃甸区域海底边坡最危险的区域位于5万吨级散杂货码头附近;分析甸头区域的3号剖面模型发现,在发生破坏时,整个模型的塑性屈服区主要在坡度最大的离岸200m-400m范围内,且竖向影响距离较小。对于边坡的稳定性影响因素研究发现,坡度是研究区边坡稳定性的主要影响因素,波浪荷载对边坡稳定性影响较小,地震荷载的作用下海底边坡稳定性下降且地形因素对稳定性的影响大大降低。