柱状珊瑚砂静水沉降试验研究

沉降速度是珊瑚砂的一个重要物理参数。由于柱状珊瑚砂与其他形状的珊瑚砂有着明显的差异,套用现有珊瑚砂的沉速公式进行计算并不合适。本文选取柱状珊瑚砂进行单颗粒沉降试验,研究静水中柱状珊瑚砂沉降速度及其影响因素,通过讨论分析不同的等效粒径和形状系数对柱状珊瑚砂沉降速度的影响,发现柱状珊瑚砂的沉降速度与等容粒径和Corey形状系数密切相关,基于本文试验数据推求了适用于计算柱状珊瑚砂沉降速度的经验公式,丰富了海岸泥沙理论。     

填充砂对多宫格块体抗波浪侵蚀性影响的试验研究

海岸侵蚀是世界范围内普遍存在的地质灾害,其中砂质海岸侵蚀会导致生态环境的破坏以及优质旅游资源的损失.本文针对多宫格块体固砂护岸效果开展研究,通过室内水槽试验测量了波浪作用下多宫格块体空腔内部填充珊瑚砂和石英砂的侵蚀深度,分析了泥沙侵蚀过程,研究了珊瑚砂和石英砂两种砂的抗侵蚀性.结果表明砂的抗侵蚀性与泥沙的种类、粒径有关...     

金属离子种类对珊瑚砂微生物固化影响研究

选用巴斯德芽孢杆菌,对微生物诱导钙离子、镁离子以及铁离子形成碳酸盐固化松散珊瑚砂颗粒的效果进行对比研究。试验结果表明,在相同试验方法、相同注入次数的条件下,微生物诱导形成的碳酸钙和碳酸镁能将珊瑚砂松散颗粒固化成为整体,加入铁离子的试样因为反应过程的原因没有成功。通过渗透性、干密度变化、无侧限抗压强度及微观结构等方面进行对比分析,钙离子试样相对于镁离子试样,具有固化过程平稳、干密度增量大、强度高、微观颗粒包裹更好的优点。综合试验结果得出,钙离子是现阶段微生物固化珊瑚砂较为理想的金属离子。本试验首次探讨了金属离子种类对珊瑚砂微生物固化效果的影响,为微生物固化技术提供了一定理论基础,对该技术的进一步应用具有一定借鉴意义。     

海水珊瑚砂混凝土的实验研究Ⅰ

海水珊瑚砂混凝土的实验研究结果表明，这种混凝土的社会效益和经济效益都较显著，是一种可推广应用的特殊海工混凝土。     

南沙群岛珊瑚砂工程性质研究

珊瑚砂是发育于热带海洋环境中的一种特殊的岩土介质类型 ,主要由珊瑚碎屑和其他海洋生物碎屑组成 ,碳酸钙含量高达 96 %。特殊的物质组成、结构和发育环境导致珊瑚砂具有独特的工程性质。文章综述了珊瑚砂的压缩性、破碎性、剪切特性和强度特性 ,指出了其显著的土力学特点 :高孔隙比、高摩擦角和低强度值。颗粒破碎是影响珊瑚砂变形和强度特性的主要因素 ,深入研究珊瑚砂的工程性质对珊瑚岛礁工程设计和施工、加强国防建设、开发热带海洋渔业资源和海底石油资源具有重要的意义。     

钙质砂颗粒形状及破碎特性试验研究

单颗粒强度及形状是影响钙质砂强度、变形和破碎的重要因素。以0.5～1.0 mm和1.0～2.0 mm粒径范围的钙质砂颗粒为研究对象,开展了颗粒形状及尺寸分类统计和单颗粒破碎试验,研究了力—位移关系、单颗粒强度—平均粒径关系和单颗粒破碎能量。结果表明：块状颗粒是钙质砂的主要形状颗粒,粒径较大颗粒的形状不规则程度较高。块状颗粒的破碎过程根据力—位移关系曲线中第一次颗粒破碎力、颗粒破碎峰值力和颗粒完全破碎力出现位置的不同分成5种情况,以颗粒发生多次破碎为特征的情况Ⅰ和情况Ⅱ出现次数最多,其余情况仅在0.5～1.0 mm粒径范围的颗粒中出现。单颗粒强度随平均粒径的增大而减小,1.0～2.0 mm和0.5～1.0 mm粒径范围的单颗粒强度分形维数分别为2.95和1.53,粒径较大的钙质砂颗粒更容易破碎。提出了钙质砂单颗粒破碎能量的简化计算公式,1.0～2.0 mm粒径范围的单颗粒破碎能量较0.5～1.0 mm的更大。     

南沙群岛珊瑚砂物理力学性质研究

珊瑚砂是发育于热带海洋环境中特殊的岩土介质类型,主要由珊瑚碎屑和其它海洋生物碎屑组成,碳酸钙含量高达96％。特殊的发育环境、物质组成和结构导致了珊瑚砂具有独特的物理力学性质。本文对采白南沙群岛珊瑚岛礁的珊瑚砂样品进行了。系列室内土力学试验,根据试验结果讨论了珊瑚砂的比重、孔隙比、压缩性、破碎性、剪切特性等,指出了珊瑚砂具有不同于石英砂的比重和孔隙比等物理特性,力学性质的特殊性表现在三个方面：内摩擦角大,高压缩性和易破碎。作者认为颗粒破碎是影响珊瑚砂变形和强度特性的主要因素。全面深入地研究珊瑚砂的基本物理力学性质,可为珊瑚岛礁工程建设提供科学合理的设计参数,避免工程事故的发生。     

波流耦合下桩周珊瑚砂冲刷机理研究

针对我国南海某岛礁珊瑚砂地基上的圆形桩基础,采用N-S方程k-ε模型、双向耦合方式跟踪流场中颗粒运动轨迹的方法,对桩周珊瑚砂的冲刷规律进行了求解,分析了桩体周围流体的速度场以及桩体表面剪应力场的分布规律,同时对桩周珊瑚砂冲刷坑的形成过程进行了模拟。计算结果表明,在桩体周围形成的马蹄形漩涡和桩柱后方的尾涡作用下,桩周土体出现了较为明显的冲刷现象,涡旋的释放显著地影响着珊瑚砂地基上桩基的冲刷坑形状;而且,由于珊瑚砂颗粒密度较石英砂小,水动力作用下桩周冲刷坑更容易形成,所以实际工程中需要考虑有效的防护措施。     

南海南部海域岛礁区海底珊瑚砂声速影响因素的初步研究

通过对南海南部海域岛礁区科学考察数据资料的分析研究,得出了岛礁区海底珊瑚砂的纵波声速随孔隙度、含水量增大而减小,以及声速随中值粒径、湿密度增大而增大的统计结果,并在Biot和Wyllie的松散饱和水沉积物声速理论公式与模型基础上,解释了物理力学因素对海底珊瑚砂声速的影响机制,阐明了固相因素和液相因素的强弱变化引起声速增大或减小的理论原因,分析了各种声速经验公式在海底珊瑚砂声速估算上的精度差异,得出了有必要建立包括海底珊瑚砂在内的单一类型声速经验公式的初步结论。     

非成岩水合物储层降压开采过程中出砂和沉降实验研究

天然气水合物多赋存在非成岩地层中,在开采过程中易出现出砂和沉降情况,制约了天然气水合物的安全高效长期开采。为研究水合物开采过程中的温压、产气、产水、出砂和沉降情况,在自主研发水合物出砂及防砂模拟装置上进行了不同条件下的开采模拟实验。研究表明,在前两个生产阶段,产水含砂率和出砂粒径随着水合物开采而逐渐增大;水合物细砂储层产气速率增加会增大携液能力,导致携砂能力增强而增大出砂风险,同时高产气速率促进井筒温度降低导致冰相生成,存在冰堵的风险;开采过程中的储层沉降与储层水合物含量相关性较大,而产气速率和降压速率对储层沉降的影响与产气模式有关。水合物开采中后期进行增产作业会增加储层出砂风险和沉降速率,进一步探讨了该实验对日本2013年第一次海域水合物试采出砂情况的推测,提出水合物开采分阶段分级防砂的概念。     

膨胀蔷薇珊瑚与壮实鹿角珊瑚的胚胎和幼虫发育

造礁石珊瑚的有性繁殖是修复珊瑚礁生态系统的有效途径之一.文章为国内首次报道造礁石珊瑚有性繁殖和幼体发育过程,为利用有性繁殖技术恢复珊瑚礁生态系统提供了发育生物学上的理论基础.海南省三亚市鹿回头海域的大部分珊瑚在2009年3月底至4月中发生有性繁殖行为.2009年4月11日晚采集膨胀蔷薇珊瑚Montipora turgescens和壮实鹿角珊瑚Acropora robusta自然排放的受精卵,研究其胚胎及幼虫发育的过程.通过连续观察和显微拍摄记录了2种珊瑚的受精卵发育过程,结果显示,受精卵经过分裂变为桑葚胚;桑葚胚经过进一步发育变形为虾片状,进而发育成盘状幼体;盘状幼体由四周向内弯曲形成碗状的结构,进而出现原肠胚及纤毛,发育成为椭圆型或圆形的浮浪幼虫;浮浪幼虫发生附着变态,长出触手,发育成珊瑚幼体.通过观察还发现,膨胀蔷薇珊瑚的卵母细胞中本身就含有黄褐色虫黄藻,壮实鹿角珊瑚的卵母细胞中没有虫黄藻,其共生的虫黄藻足在发育过程中从周围环境获得的.     

南黄海第四纪时期石英砂表面结构特征及其环境意义

石英砂表面结构的特定标志及组合特征是判别沉积环境的重要依据。南黄海第四纪时期沉积相中石英砂表面结构因沉积作用的不同而有差异，磨圆度、表面形态是反映高能和低能环境的灵敏指标，典型环境的特有标志和某种表面结构出现的几率以及这些标志形成顺序的识别，均是环境判定和解释的重要内容。南黄海潮流砂物质来源复杂，强劲的潮流是其形成的主要动力因素；晚更新世末期的石英砂具有河漫滩相沉积的特点，颗粒的溶蚀程度似乎反映了一种“温凉”的气候条件。     

岛礁工程海水拌养珊瑚礁、砂混凝土修补与应用研究

对用海水拌养珊瑚礁、砂混凝土修补与抢修远离大陆的岛碾损坏工程进行应用研究和调研,对该种混凝土的原材料和物理力学性能进行检测,研究了修补界面剂的配合比与修补工艺以及操作方法,并进行了海水拌养珊瑚礁、砂混凝土与海水拌养普通混凝土修补的粘结强度对比测试和海水拌养快凝快强混凝土快速抢修的工程应用实践检验,为岛礁工程修补和抢修提供技术参考资料。