随机波浪作用下底层水沙运动的试验研究

牛建伟,徐继尚,董 平

(中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛266100)

随机波浪作用下底层水沙运动的试验研究

牛建伟,徐继尚,董 平*

(中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛266100)

通过一系列室内水槽试验,对规则波与不规则波浪荷载作用下的粉土质海床内的孔隙水压力、底层悬沙浓度以及底层水体流速的变化进行了比较分析。结果表明:波浪荷载的能量分布对床土的响应强度有着重要影响,尤其低频(大周期)部分的影响尤为强烈;随着超孔隙水压力累积,进而影响到底层悬沙浓度的变化;悬沙颗粒的结构和性质同样随着水动力的变化而变化,不同强度的水动力通过影响颗粒的絮凝特性而影响到悬沙颗粒的沉降和悬浮。另外,随机波浪所伴随的较强的非线性作用同样影响着悬浮体的絮凝与解体,这大大加剧了细颗粒沉积物的悬浮、运动的复杂性。

随机波;超孔隙水压力;底层悬沙浓度;底层流速

三角洲、缓陆坡等快速沉积环境中,沉积物松散程度较高,波浪与海床交互作用强烈。波浪与海床的交互作用是非常复杂的物理过程,一方面,由于细颗粒土的排水条件差,当波浪达到一定程度时,海床很容易由于超孔隙水压力累积而导致海床强度减弱、甚至丧失;而另一方面,波浪等水动力作用下的床土体的变化,如渗流性、土体颗粒组成和结构、孔隙比以及强度特性的变化,也在不断地影响着底层水动力以及底层悬沙的运动。……