海底沉积物中气囊产生过程超孔隙水压力变化特征分析
雷诗芸1
刘慧芳1
郭秀军2
孙浩1
邢程1
1.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛 2661002.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛 266100;山东省海洋环境地质工程重点实验室,山东青岛 266100
摘要：在外部因素的作用下,海底沉积物中向上运移的深源气体在浅层粗-细沉积物界面处形成气囊,气囊中的气体逸出将带来一定危害.对气囊进行实时监测,能有效判定其发展规律并预测后续相关灾害发生.本研究利用多点孔隙水压力监测技术,通过数学模拟实验和物理模拟实验两种方式模拟饱和细粒沉积物中气囊的发生和消散过程,重点讨论裂缝产生、气囊形成、气体释放的典型超孔隙水压力变化特征和变化机制.在理论分析的基础上,根据数学模拟和物理模拟实验的结果,将气囊的形成-生长-消散过程分为横向裂缝产生、气囊纵向膨胀、斜/竖向裂缝产生三个阶段,对应的超孔隙水压力时间序列呈"凹"字形.气囊形成始于粗-细沉积物界面处横向裂缝产生,此时超孔隙水压力值迅速衰减;之后气囊纵向腔膨胀发育,超孔隙水压力保持相对稳定;气囊演化末期出现斜/竖向裂缝,超孔隙水压力再次累积与消散.气体释放阶段的超孔隙水压力变化曲线呈锯齿状波动,可根据压力锯齿状波动的差异性区分气体是间歇性释放还是连续性释放.土层经历气体释放过程后,再次注气时超孔隙水压力能够累积的极值降低,这意味着较小的压力就能产生裂缝再次打开气体通道,破坏沉积物使气体逸出.
关键词：孔隙水压力监测超孔隙水压力气囊裂缝气体运移
分类号：21X()
资助基金：自然科学基金项目(41977234)国家重点研发计划(2017YFC037701)
论文发表日期：2024-04-28
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 51-61 )
英文信息