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文档简介

ICS 93.010CCSP13辽 宁 省 地 方 标 准DB21/T4413—2026软土海床资源开发与灾害预警勘察技术规程Specificationforsurveyanddisasterwarninginresourcedevelopmentofsoftseabedsoil2026-03-30发布 2026-04-30实施辽宁省市场监督管理局  发布DB21/T4413DB21/T4413—2026目 次前言 III范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1勘察阶段与勘察等级 2勘察阶段 2勘察等级 3地质测绘调查 4一般规定 4软土海床资源开发地质测绘和调查 4致灾作用调查 4一般规定 4风作用 5波流作用 5地震作用 5海冰作用 5钻探、取样与原位测试 5一般规定 5钻探设备及机具选择 6钻探方法 6取样要求和方法 6钻探编录 7底质声学原位测试 7静力触探试验(CPT) 8原位十字板剪切测试 9标准贯入试验(SPT) 10波速测试 10船基土工测试 10一般规定 10微型十字板剪切试验 10海洋土落锥试验 12全流动贯入试验 12室内试验 14一般规定 14分级加载标准固结试验 14应变控制加荷固结试验 14I静态直剪试验 14单调加载单剪试验 14循环单剪试验 14叠环单剪试验 14共振柱试验 15不固结不排水静三轴试验 16固结不排水静三轴试验 16固结排水静三轴试验 16固结不排水动三轴试验 16弯曲元试验 16软土海床灾害隐患识别与预警 17一般规定 17软土海床灾害识别基本要求 17风荷载隐患识别与预警 18波流荷载隐患识别与预警 19地震隐患识别与预警 19滑坡隐患识别与预警 20沉降隐患识别与预警 21隐患认定与管控 22分析评价与勘察报告 22一般规定 22资源开发勘察参数的分析和选定 22灾害参数的分析和选定 23资源开发部分的基本要求 23灾害预警部分的基本要求 24附录A(资料性)灾害隐患识别记录表 25IIDB21/T4413DB21/T4413—2026前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由辽宁省自然资源厅提出并归口。本文件起草单位:大连理工大学、辽宁地矿建设集团、中国建筑东北设计研究院有限公司。本文件主要起草人:王胤、张剑、孙振华、任玉宾、高源、韦桐忠、辛全明、李观。归口管理部门通讯地址:辽宁省自然资源厅(沈阳市皇姑区北陵大街29号),联系电话文件起草单位通讯地址:大连理工大学(辽宁省大连市甘井子区凌工路2号),联系电话III软土海床资源开发与灾害预警勘察技术规程范围本文件适用于在软土海床上进行资源开发与灾害预警的勘察工作。规范性引用文件(包括所有的修改单适用于本文件。GB/T12763海洋调查规范GB18306中国地震动参数区划图GB/T50011建筑抗震设计标准GB50021岩土工程勘察规范GB/T50123GB/T50783GB51395海上风力发电场勘测标准GB55017工程勘察通用规范HG/T20716海洋静力触探测试技术规程JGJ83软土地区岩土工程勘察规程JTS133水运工程岩土勘察规范JTS145港口与航道水文规范JTS146水运工程抗震设计规范NB/T10105海上风电场工程风电机组基础设计规范SY/T4094浅海钢质固定平台结构设计与建造技术规范SY/T6707海洋井场调查规范SY/T10030海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法工作应力设计法术语和定义下列术语和定义适用于本文件。海床软土 softsoiloftheseabed分布在海底表层,天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土海床 softsoilseabed富含多金属结核、水合物、油气等自然资源的软土沉积物构成的浅层海床。1DB21/T4413—2026船基土工测试ship-basedsoiltesting在自然资源开发海域依托船上设备开展的海床软土性质测试与测量。叠环单剪试验stackedringsimplesheartest试样有多个侧向剪切环,对试样施加垂直压力后,直接在试样上下面施加剪应力,直至发生剪切破坏的剪切试验。共振柱试验resonantcolumntest弯曲元试验benderelementtest通过对土体试样中的剪切波传播速度进行测量以确定土体的小应变剪切模量试验。全流动贯入试验fullflowpenetrationtest通过测量土体对全流动贯入仪的抗剪阻力并结合灵敏度量化分析来精确评估地基承载力的试验。循环本构关系cyclicconstitutiverelation循环荷载作用下软土海床的应力和应变关系。软土海床灾害Hazardofsoftclayseabed由于软土特殊物理力学性质而引起的风荷载、波流荷载、地震、滑坡、沉降等类型的灾害。海底滑坡Underwaterlandslide海底未固结的松软沉积物或存在软弱结构面的岩石,在重力作用下沿斜坡发生的快速滑动过程。海床沉降Seabedsettlement海底地表因人类资源开采活动而引起的急剧下沉现象。勘察阶段与勘察等级勘察阶段软土海床资源开发与灾害预警勘察可划分为可行性研究勘察阶段、初步勘察阶段和详细勘察阶段,当资源开发工程需要时,应增加施工勘察阶段。可行性研究勘察阶段应以搜集资料为主,结合工程地质测绘、勘探、原位测试和室内试验,初步查明对场址适宜性有影响的海床软土的空间展布和工程地质特征。初步勘察阶段应深化分析前一阶段成果资料,进一步查明海床软土的类型、成因、分布规律及工程特性,提出初步工程技术措施建议。详细勘察阶段应通过钻探、物探、原位测试、取样及室内试验等综合手段,详细查明海床软土的物理力学性质、动力学参数及循环本构关系,为灾害预警提供精准岩土参数支撑。施工勘察阶段主要针对资源开发工程实施中出现的地质问题,或验证前期勘察成果的可靠性,2DB21/T4413—2026开展补充勘察工作。JTS133勘察等级软土海床资源开发与灾害预警的勘察等级,应结合工程重要性等级、地基等级及场地等级综合划定。GB500211表1 软土海床地基等级划分地基等级场地的复杂程度(符合下列条件之一者)一级(复杂地基)岩土种类多,极不均匀,性质变化大。严重盐渍、污染的特殊性岩土以及其他情况复杂需做专门处理的岩土。二级(中等复杂地基)岩土种类较多,不均匀,性质变化较大。一般性岩土。注:地基等级划分从一级开始逐级递推,以首先满足的条件确定对应等级。2表2 软土海床场地等级划分分级要求一级(复杂场地)二级(中等复杂场地)三级(简单场地)水深(m)≥205~20≤5地形地貌地形地貌复杂,地形起伏大,暗礁分布较多,海床冲沟发育地形地貌较复杂,地形起伏大,暗礁分部少,海床冲沟不发育地形地貌简单,地形平坦,无暗礁地层结构岩土体性质变化大,或需特殊处理岩土种类多,岩土层结构较复杂,岩土体性质变化较大岩土种类单一,岩土层结构简单,岩土体性质变化小不良地质作用及障碍物海底滑坡、浅层气、活动沙丘沙坡等不良地质作用强烈发育;海底障碍物分布较多海底滑坡、浅层气、活动沙丘沙坡等不良地质作用中等发育;海底障碍物分布较少海底滑坡、浅层气、活动沙丘沙坡等不良地质作用不发育;无海底障碍物分布注:场地等级划分从一级开始逐级递推,以首先满足的条件确定对应等级。软土海床资源开发与灾害预警的工程地质勘察等级可按工程重要性等级、软土场地和地基的复3。3DB21/T4413—2026表3 软土海床资源开发工程地质勘察等级划分场地、地基复杂程度工程重要性等级一级二级三级复杂甲级甲级甲级中等复杂甲级乙级乙级简单甲级乙级丙级注:1勘察级别按表中指标划分分属不同级别时,按最高级别确定。2地质测绘调查一般规定软土海床资源开发地质测绘和调查软土海床资源开发与灾害预警勘察的地质测绘和调查应包括下列内容:海床软土及其他土层的成因类型、沉积年代、埋藏条件、分布范围及空间变化规律;场地地形地貌特征、海底微地貌单元划分及障碍物(如废弃构筑物、管线等)探测;水位变化幅度及其与潮汐的水力联系,水位观测期间的天气状况等气象和水文条件;工程海域航线分布及周边航运活动对工程地质环境的潜在影响;场区地震烈度、历史震害记录及软土震陷等地震响应特征;拟建场地附近已建类似工程的相关变形监测数据及软土地基处理经验。软土海床资源开发与灾害预警勘察的地质测绘和调查的范围,应包括拟开发场地及其周边对工程有影响的相关地段。软土海床资源开发与灾害预警勘察的测绘和调查的比例尺应符合下列规定:a) 可行性研究勘察可选用1:5000~1:10000;b) 1:2000~1:5000;c) 1:500~1:1000;d) 当场地条件复杂或对资源开发有重要影响的地质单元体,应适当放大比例尺。测绘与调查的成果资料应包括实际材料图、综合工程地质图、工程地质分区图、综合地质柱状图、工程地质剖面图以及各种素描图、照片和文字说明等。GB/T12763.11致灾作用调查一般规定软土海床资源开发与灾害预警勘察应包含致灾作用调查、分析及记录,调查成果应作为室内试验输入荷载参数、软土海床灾害识别及预警阈值确定的核心依据。致灾作用分析应至少涵盖风作用、波流作用、地震作用、海冰作用四类核心作用。4DB21/T4413—2026风作用风作用的调查与监测应结合离岸距离、监测时间选用合适的测风方法,可采用下列方式:浮标监测:固定或漂流浮标配备传感器,长期记录海面风况;船舶观测:使用手持风速计或船舶自动气象站收集数据,一般用于补充短期数据;卫星遥感:采用散射计、微波辐射计、云导风技术等反演风速和风向,可用于近海或远海监测;雷达监测:采用多普勒雷达、高频地波雷达等技术实现长期监测,一般用于近海。风的强弱以风速为量化指标,风荷载由长周期平均风与短周期脉动风组成。平均风为定常风,给定时间间隔内风力大小、方向保持稳定,周期通常≥10min;脉动风为平均风基础上的紊流脉动,周期通常为几秒,可近似按零均值、各态历经的平稳随机过程考量。波流作用波流作用主要包括波浪和水流引起的荷载,应根据监测时间和水深要求选择合适的方法,主要包括:直接传感器测量法:在海洋结构物表面安装波流监测专用传感器,实现长期连续监测,适用水深由结构物布设深度确定;浮标与潜标系统:通过内置传感器的浮标和潜标,开展深水区长期监测;声学方法:采用声学多普勒流速剖面仪,通过发射与接收反射声波实现波流参数监测,适用于短期补充数据采集;雷达与激光测波:采用高频雷达、激光雷达反演波浪参数,适用于浅海长期监测。地震作用GB18306可结合工程需求,采用地震仪、光纤传感器、水声监测等方法获取地震反应谱等关键参数。海冰作用海冰作用调查应根据水深要求选择合适的方法,主要包括:遥感监测:采用高时空分辨率卫星组网、微波辐射反演技术、激光测高技术,适用于深水区监测;浮标阵列:通过内置传感器的浮标阵列,开展深水区监测;声学方法:采用水下声阵技术,实现浅海区海冰参数监测。钻探、取样与原位测试一般规定5H)≥.0m≥6(原位测试方法应根据底质特征、各种测试方法的使用条件、准确度和难易程度、场地条件、设5DB21/T4413—2026计对参数的要求和地区经验等因素选用。根据原位测试成果确定岩土工程特性参数、对岩土工程问题做出评价时,应结合钻探与室内土工试验等勘察资料和地区经验,必要时应与工程反算参数比较,检验其可靠性。原位测试的仪器设备应定期检验和标定。分析原位测试成果资料时,应充分考虑仪器设备精度、试验条件、试验方法及操作流程等因素对试验结果的影响,结合岩土体性质,对异常数据进行合理剔除。在海上或冰上勘探平台开展原位测试时,勘探平台需具备满足原位测试要求的反力提供能力,保障平台稳定安全运行,同时确保测试成果的准确性。海上开展原位测试,应尽量选在海况较好时进行,否则须考虑不良海况对试验过程和结果产生的影响。钻探设备及机具选择海上钻探设备及机具选择应根据作业海域海况和钻孔技术要求等确定。根据海上钻探作业特点,宜选择具有波浪补偿功能的钻机和隔水套管。50m。勘探作业平台应搭建牢固、布局合理,并设置完善的安全防护措施,保障作业安全。钻探方法勘探作业平台抛锚定位锚型、锚缆和系缆长度应按作业海域海况和海底底质选择。抛锚定位作业应选择能见度好,风浪较小的时段开展。钻孔孔身结构应根据钻孔任务书要求确定,并采取可靠的护孔技术措施,防止孔壁坍塌。孔口管规格和长度应根据水深、潮差、浪高及钻孔技术要求等因素确定;采用伸缩套管作导向套管时,其长度应满足最大潮差与波浪起伏的使用要求。孔口管安装应选在无风浪或风浪小的时段,其轴线应与钻机立轴、天车大致保持在同一垂线。钻进方法的钻进工艺应根据钻探作业区域海况、地层特性和钻孔技术要求等确定。钻进回次进2m。钻孔冲洗液和护壁堵漏材料应根据钻孔技术要求、地层、钻进方法、设备条件和环境保护要求钻孔孔内原位测试宜在固定式勘探平台上进行;当在漂浮式勘探平台进行孔内原位试验时,应保持平台稳定,并采用多重套管。必要时,应增设防止海洋生物撞击钻管的保护装置。GB55017取样要求和方法4表4 岩芯采取率岩土层岩芯采取率(%)黏土层≥90粉土层≥7056DB21/T4413—2026表5 土试样质量等级划分等级扰动程度试验内容Ⅰ不扰动土类定名、含水率、密度、力学性质试样Ⅱ轻微扰动土类定名、含水率、密度Ⅲ显著扰动土类定名、含水率Ⅳ完全扰动土类定名海底底质采样应在孔口管安装前进行。底质采样可分为表层采样和柱状采样。表层采样可采用65mm,黏2m1kg。土样标识应清晰、详实,对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级试样应妥善封存;Ⅰ、Ⅱ级试样运输过程中应避免振动;对易于振动液化和水分离析的土试样,宜在现场土工试验室进行试验。GB/T12763.11钻探编录钻探编录工作应及时、清晰、详实,记录需按钻进回次逐段填写,严禁事后追记。钻探编录内容应包括钻探作业海域海况、设备类型及参数、套管规格及长度、钻孔护壁及堵漏措施、钻进及取样情况、孔内异常现象及处理过程等关键信息。钻孔终孔后,应进行钻孔验收和质量评定。SY/T6707底质声学原位测试底质声学原位测试应满足下列要求:调查船实验条件的要求、仪器设备及其使用要求、原始观测资料记录和验收、海洋调查报告编写等内容应符合GB/T12763.1中的相关规定;DP(动力定位)系统,保障测量精度;宜结合海水温盐深测量、海底土取样和浅地层剖面探测等方式综合开展。不同测量内容应保证站位或测线相统一,便于资料相互对比和综合解释。原位调查站位布设应满足下列要求:根据目标海域地貌单元、海底土类型和测量水深等因素合理布站,在重点关注区可加密站位测量;应考虑测区的海底土类型,站位应覆盖测区内所有海底土类型;测区内有历史的柱状样或钻孔位,原位测量站位宜与之相重叠,辅助测量站位应与海底土原位声学特性测量站位相对应;海水声速、海水温度和水深测量应与声学原位测量站位同步测量;如任务需要,辅助参数测量则根据调查测量任务设计进行测量,宜与声学原位测量站位重叠;10m。海上调查和作业过程应满足下列要求:海底土声学特性原位测量作业应两次定位,分别在调查船到站时和原位测量设备到达海底时测定船位;10%;设备入水后,在距离海底5m7DB21/T4413—20263m~5m声学换能器应无扰动贯入海底土中,待姿态稳定后立即启动测量;测量应根据设备的工作频率调节声波信号增益,确保采集到完整波形数据;值班记录应登记值班人姓名、海区、海况、站位等情况、周围环境状况及特殊情况处理过程等内容。海底土声学原位测量获得的原始数据为原位系统各接收通道接收到的声波波形数据,即各采样u12/12 ()insitu20og1f/s2fog1fw2f/12 ()式中:insitu(/s;1(m;2m;1—(s;2—(s;insitu—B/m;—f2—f—水中近接收通道接的声波信号在频率f—f静力触探试验(CPT)静力触探试验应满足下列要求:CPTCPT时,电缆长度应满足作业需求;探头应具备测量锥尖阻力、侧壁摩阻力及孔隙水压力的功能;HG∕T20716触探探头应定期进行标定,并出具探头标定证书;或在每次试验前进行标定,且标定次数不得少于三次。对于可测量孔隙水压力的探头,试验前应用硅油或甘油进行饱和处理,饱和度95%;传感器参数可参照表6CPT208DB21/T4413—2026表6 传感器参数规定传感器准确度灵敏度非线性误差重复性误差滞后性误差取零误差温度漂移绝缘度新探头旧探头≤1%≤1%≤1%≤1%≤1%≤1%<0.0005/℃≤500m≤200m静力触探试验的具体试验方法应满足下列要求:探头在数据采集开始前和结束后,均应进行归零操作,并检查前后归零数据的一致性,最大10%;若超出允许误差,应及时检查探头,必要时更换探头;贯入速率应恒定为(2±0.5)cm/s,且推力方向应保持垂直;每次触探连续进行,获得连续完整的锥端阻力、侧壁摩擦力或孔隙水压力等参数的深度变化曲线;试验过程中应实时监测采集数据,若发现异常,应立即停止采集并进行系统检查;t0即0%孔隙压力耗散所需时间)。数据记录频率应符合:0min~1min阶段按0.5s/次、1min~10min阶段按1s/次、10min~100min阶段按2s/次、100min以上阶段按5s/次。静力触探试验完成后的相关资料处理应满足下列要求:原始记录曲线进行修正,修正内容包括初读数校正、曲线形状校正及深度校正等;测试完工后需提交测试报告、测试曲线和图表、现场测试记录表和探头标定结果图表等资料;测试报告应包含试验目的与任务、试验坐标、标高、水深、作业时间、仪器型号及探头编号、测试结果曲线、试验中的异常情况、基于锥端阻力和摩阻比的工程地质分层、测试质量验收等内容;测试数据修正、资料处理、土层划分、土的液化判别、物理力学指标及承载力计算等,应符合HG∕T20716的相关规定。原位十字板剪切测试原位十字板剪切测试的规格和实施过程应满足下列要求:十字板头叶片两端可为907确定;原位十字板测试在取芯钻孔中进行,适用于均质饱和黏性土;厚度大于1m2m测试一次;每次测试时,十字板头贯入黏土的深度不应小于十字板头直径的5倍;20.62min~5min,对于较硬土体,若其变形较小即达到破坏状态,应降低角速度,以确保应力应变参数的准确测定;十字板转动过程中,应保持其标高恒定,并记录最大转矩;1019DB21/T4413—2026DB21/T4413—2026表7 原位测试所需十字板尺寸钻孔外径尺寸(mm)直径(mm)高度(mm)叶片厚度(mm)十字板钻杆直径(mm)57.238.176.21.612.773.050.8101.61.612.788.963.5127.03.212.7101.692.1184.13.212.7标准贯入试验(SPT)标准贯入实验应满足下列要求:试验设备应符合GB50021试验前清孔时,应避免扰动土层;测试前应先将贯入器击入15cm,该段击数不计入试验结果;下放贯入器时不得冲击孔底;试验过程中,探杆应拧紧并保持垂直,避免晃动;对于非均质土层,应增加试验点密度,确保测试结果的代表性;NN根据标准贯入试验击数,结合相关区域地质资料,确定黏性软土的无侧限抗压强度,进而开展地基承载力及土层液化可能性等评价工作。波速测试波速测试可用于测定各类土体的纵波、剪切波或瑞利波速度,根据测试数据可计算土体动力参数、JTS133船基土工测试一般规定船基土工测试应包含微型十字板剪切试验、海洋土落锥试验及全流动贯入试验(T-bar试验),试验开展需遵循本章节规定的仪器参数、操作流程、数据处理及成果计算要求,确保测试结果科学可靠。微型十字板剪切试验(1)。试验操作应符合下列规定:试验前进行十字板剪切仪率定,率定精度控制在1~2kPa;十字板插入指定试验深度后,应静置2~3min,待土体状态稳定后再启动试验;2min稳定值后,继续旋转测读1min,该峰值读数或稳定值读数即为原状土剪切破坏时量表的最大读数;610逆时针快速转动手柄十余圈,使轴杆与十字板头脱离,再顺时针方向匀速转动手柄,测记轴杆与土摩擦时的量表读数;试验结束后,取出钻杆和十字板头,清洗十字板头表面土体,检查钻杆是否存在弯曲等损伤,确保仪器后续正常使用。标引序号说明:1—手摇柄;2—齿轮;3—涡轮;4—开口钢环;5—导杆;6—特制键;7—固定夹;8—量表;9—支座;10—压圈;11—平面弹子盘;12—锁紧轴;13—底座;14—固定套;15—横销;16—制紧轴;17—导轮。图1微型十字板剪切仪示意图采用微型十字板剪切仪测量的结果,应按下式计算软土原状土的不排水抗剪强度、重塑土的不排水抗剪强度、土的灵敏度:111uyC10K'R1uy

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······················································(2)u 11K'212

c·················································(3)DDH1 3H 3HSC

/C' (4)t u u式中:Cu(Pa;uC'(Pa;u—传感器率定系数,由仪器标定提供[N·(cm/µε)];Ry—原状土剪切破坏时的读数;—重塑土剪切破坏时的读数;1K'—(m3;1D—m;H—(m;St—土的灵敏度。海洋土落锥试验0.01~200kPa,仪器参数应符合表8试验步骤及强度确定方法如下:根据试验土体的预估强度,选择匹配规格的锥体;将制备完成的试样置于锥架正下方,调整试样位置,使锥顶与试样表面准确接触;释放锥体(从磁铁固定器中脱离),测量锥体穿透试样的深度;8表8 试样的剪切强度表椎体质量q(g)椎体角度(°)贯入深度h(mm)不排水剪切强度s(kPa)10605.0-20.00.063-1.060605.0-15.00.67-6.0100305.0-15.04.5-40400304.0-15.018-250注:不排水抗剪强度可以根据椎体质量、角度和贯入深度进行内插取值。全流动贯入试验20kPa(T-barT-bar12探头连续贯入土样,获取贯入阻力-贯入深度曲线,经计算转换得到土样的不排水抗剪强度及残余强度等参数。全流动贯入仪(图2)由T形探头、刚性细杆、圆柱形金属外壳、压力传感器、连接底座、导轨式滑动支架、滑动导轨及支座组成(各组件编号对应图2)。试验方法应符合下列规定:12V220V探头标定:每次进行T-bar试验前,均需对探头进行标定,标定组数不应少于5组。标定方法为:在探头上分级施加已知荷载,同步记录数据采集终端输出的电压值,绘制应力-电压关系曲线,拟合得到线性关系方程,完成探头标定;T-bar70300mm,土样应保持原状,避免扰动;2mm/s,探头下贯位移范围为4cm~8cm;T-barT-bar探头高度,使探头底面与土样表面齐平;贯入测试:接通压力传感器电源,启动数据采集软件;通过控制系统操控电机,带动探头及探杆垂直、匀速贯入土样内部;当探头到达指定贯入位移(8cm)时,立即停止下贯,记T-bar4m,再次启动下贯流程,循环次数不应少于10次;试验全部完成后,将探头移出土样,切断所有电源,清洗并擦干探头表面土体;成果处理:根据探头标定得到的应力-电压线性关系方程及试验过程中记录的电压变化值,换算得到探头贯入阻力值,绘制贯入阻力-贯入深度(q-z)曲线;根据曲线线型特征,取单次贯入试验最大阻力区间的平均值作为该次贯入的特征阻力值,进而计算得到土样的不排水抗剪强度;取第10次循环贯入阻力区间的平均值作为循环特征阻力值,计算得到土样的残余强度值。标引序号说明:131—T型探头;2—刚性细杆;3—圆柱形金属外壳;4—压力传感器;5—连接底座;6—导轨式滑动支架;7—滑动导轨;8—支座。图2全流动贯入仪示意图室内试验一般规定应依据现场测试数据对土样进行分层,结合分层结果规室内土工试验。优先开展以下试验:分应基于试验过程数据判断土样的扰动等级,分析试验数据的可靠性与精度;可结合工程经验,对试验结果进行修正。分级加载标准固结试验GB/T50123应变控制加荷固结试验GB/T50123静态直剪试验GB/T50123单调加载单剪试验GB/T50123循环单剪试验GB/T50123叠环单剪试验14叠环单剪试验适用于软土等易侧向鼓胀土体的抗剪强度测试,其剪切盒采用多层式结构,可形试验方法应符合下列规定:设备校准:检查水平剪切系统运行平稳性,设定剪切速率;校准位移传感器,确保数据采集0.001mm;确认相邻环段间隙均匀(0.1~0.2mm),内壁粗糙处理且无磨损,环段定位槽对齐无偏差;土样制备:对层状土体进行定向取样,保证土体层理方向与预设剪切面平行;采用环刀垂直切入原状土,削平试样上下端面,确保端面平行度偏差≤0.5mm;试样安放:在剪切盒底座铺设滤纸,依次放入多层剪切环段,环段间涂抹少量凡士林以减小摩擦;将试样放入环段组合体,确保试样层理与剪切面完全平行;在试样上下端面铺设滤纸和透水石(饱和土采用饱和透水石),安放上剪切盒并对准定位槽;垂直压力施加:将组装完成的剪切盒移至加载台中心,安装垂直位移传感器,确保探头与上剪切盒顶面垂直接触;根据试验目的确定试验类型,分级施加预设垂直压力;水平剪切加载:安装水平位移传感器和量力环,使量力环探头与上剪切盒侧面水平贴合;连接数据采集仪,启动水平剪切系统,按预设速率进行加载;数据采集:每隔固定时间(或固定位移增量),记录量力环读数、水平位移及垂直位移,直至试样破坏;试样破坏判定:若量力环读数出现峰值后明显下降,判定对应剪切面发生破坏,记录峰值读数;继续加载后其他剪切面依次出现峰值读数时,分别记录各阶段峰值;若无峰值出现,取水平位移达到试样直径15%时的读数作为破坏值。同一种土样应完成至少4组不同垂直压力下的平行试验。试验数据处理应符合以下要求:在叠环单剪试验中,水平剪应力应按下式计算:K·R (7)A式中:K(/001m;R.01m;Am²;根据计算得到的不同时刻水平剪应力,绘制剪应力-水平位移曲线(τ-Δl):曲线出现多个峰值时,每个峰值对应一个剪切面的破坏,取各峰值对应的剪应力作为该层面的峰值剪应力;仅出现1个峰值时,该峰值对应的剪切面即为最弱剪切面,其剪应力为土体最5%;绘制抗剪强度-垂直压力曲线(τ-σ曲线),根据库仑定律τf=c+anφ对数据点c(kPa)tanφ,τ-σ数据进行拟合,得到不同层面的c、φ共振柱试验1~41~3GB/T5012315不固结不排水静三轴试验(含压力室和加载器GB/T50123固结不排水静三轴试验GB/T50123固结排水静三轴试验9.9.1GB/T50123固结不排水动三轴试验(含压力室和激振器GB/T50123弯曲元试验x.01%。最大剪切模量x)是小应变动态分析的关键参数之一,用于预测振动期间土体或土体结构的相互作用。试验主要设备包括波形发生器、示波器、弯曲元接收器和发射器,可与三轴压力室一起使用。试验方法应符合下列规定:试样称量:使用电子天平称量出称量盒质量,精度至0.01g;取有代表性的细粒土试样15g~30g0.01g;记录称量盒质量及装入试样后的总质量,二者差值即为试样质量;弯曲元安装:将弯曲元元件安装于土样帽和底座上,试验时插入土体中;试样烘干与冷却称量:将装有试样的称量盒烘干后取出,盖好盒盖冷却至室温,称量总质量并记录;减去称量盒质量,得到干土质量;(S施加激发信号电压脉冲后,压电陶瓷片一片伸长、一片缩短,产生弯曲运动并在土体中激发横向振动(S);SS(P);PP试验数据处理应符合以下要求:x模量);)sVd (8)sts16VdP t

…………………(9)P式中:d(m;ts、tp剪切波和压缩波在试样中的传播时间(s,确定传播时间的方法可采用时域初达波法、特征点法和互相关法;)xs2 (10)spMmax2 (11)p式中:(g/m;xx:max 1max E(12)软土海床灾害隐患识别与预警一般规定

vMmax2Mmax

……………………(13)9划分为一级、二级和三级:表9 灾害防治工程等级划分灾害防治工程等级一级二级三级潜在经济损失(万元)≥5000<5000,且≥500<500威胁对象威胁人数(人)≥500<500,且≥100<100威胁设施的重要性重要较重要一般注:表中只要满足一项评价指标,即按就高原则划定对应灾害防治工程等级。软土海床灾害识别基本要求灾害识别应包括以下内容:自然地理条件,包括区域位置与航运状况、气象条件、水文条件、海床利用状况、社会经济概况等;17孕灾地质环境条件,包括地形地貌、地质构造、工程地质岩组、易崩易滑地层、斜坡结构、软弱层、风化程度、岩体结构、沟谷特征、人类工程活动、海洋生物活动影响等;灾害或灾害隐患基本特征,包括灾害类型、变形破坏模式、分布范围、发育现状、规模、形态、地质结构特征、岩土体结构及物理力学性质、滑动面或软弱结构面位置、变形迹象与活动历史、运动形式及路径、影响因素和诱发因素、威胁对象及其易损性等;灾害发生的成因,评价灾害体在不同工况条件下的稳定性、可能的变形破坏模式、运移路径、致灾范围、危险性和危害性;提供防治工程设计所需的地质资料、参数、建筑材料相关信息及防治建议等。风荷载隐患识别与预警SY/T4094F可按下式计算:FKKzp0A (14)式中:F—风荷载N;K—风荷载形状系数,梁及建筑物侧壁取1.5,对圆柱体侧壁取0.5,对平台总投影面积取1.0;Kz—海上风压高度变化系数,取值应符合NB/T10105的相关规定;0a;Am。基本风压应按照下式进行计算:p2 (15)0 t式中:T0.25s1.25T0.5s1.45T0.25s0.5s值可根据内插法确定;—风压系数,取0.613;t—时距为tin(/s0m3s或时距为1min的最大持续风速。50年一遇台风为分析对象时,按以下要求执行:依据风速将台风全过程划分为若干阶段,各阶段选取0分钟平均风速、有效波高(H)及波TH(台10);分别针对最大下压荷载与最大上拔荷载两种工况开展时域分析,求解泥面处的等效荷载;采用雨流计数法对各阶段的循环荷载进行统计,确定荷载包络特征,所得结果用于后续软土海床的循环弱化效应计算。表10 台风各阶段分组时间(h)风速(m/s)Hs(m)T(s)始终-24-1129.986.229.27-11-539.456.6110.2018时间(h)风速(m/s)Hs(m)T(s)-5252.607.7810.842431.567.0010.44SY/T10030波流荷载隐患识别与预警作用在单位长度结构物上波流力的计算公式如下:ftf

tft1CDututC

2………(16)D I 2

wDc

Mw4Dcat式中:CD—拖曳力系数;CM—惯性力系数;w(g/m;wc(m。(单元的波流力可FtL1CDutuC

2

……………(17)02wD

Mw4Datdl式中:L采用oison方程(式(7))进行计算时,拖曳力系数D和惯性力系数M的取值是关键。TS45D取值为.2M取值为.0。SY/T10030地震隐患识别与预警JTS146地震惯性力应根据软土海床拟建设工程的整体结构质量分布,采用多质点体系进行计算。地震会导致软土海床承载性能降低,当承载性能低于工程需求时,应启动预警:19GB/T50011当软土海床无法采用标准贯入试验进行液化判别时,应依据软土海床物理力学性质建立仿真模型,开展地震隐患识别分析,其中软土海床物理力学性质的勘察和测试方法必须符合本文件的规定。软土震陷判别,可按以下方法进行:当软土的临界等效剪切波波速大于表11规定的数值时,可不考虑震陷影响;表11 临界等效剪切波速设防烈度Ⅶ度Ⅷ度IX度临界等效剪切波速(m/s)90140200对于我国渤海、黄海海域常见的饱和粉质黏土,其震陷判别还可采用下列方法:当设防烈度0.3g式中:—天然含水率;

0IL075

………………(18)LIL—液限指数;饱和粉质黏土震陷的危害性和抗震陷措施,应根据沉降量和横向变形大小等因素综合研究确定。滑坡隐患识别与预警易滑坡体的识别与预警应遵循以下准则:由软黏土构成、坡度>15°且相对高差大于5m的海床斜坡,易发生滑动变形失稳,其滑面多呈弧形;表层由人工堆填软土构成的坡体,若存在倾向坡外的下伏基岩面或堆积界面,易发生滑动变形失稳;陡倾坡内层状坡体,当倾倒变形强烈且折断面基本贯通时,易发生滑动变形失稳。滑坡发生迹象的识别应遵循以下准则:滑坡变形失稳通常表现为坡体开裂、鼓胀、海床表面构筑物异常等迹象,其中坡体开裂可作为滑坡隐患识别的主要依据;当坡体后部陡缓交界处出现弧形拉张裂缝或拉陷槽,且坡体前缘出现鼓胀及纵向开裂时,可识别为滑坡隐患;当坡脚受洋流侧向掏刷或人为开挖扰动,上方由松散结构软土组成的较陡坡体由下而上出现一级或多级错台,且弧形及侧缘裂缝贯通时,可识别为滑坡隐患。出现以下现象时,应视为临滑前兆:坡体周界裂缝持续扩展、位错加速且呈贯通趋势;坡体内部裂缝快速增多;坡体前缘出现持续小规模溜滑、垮塌等现象,且短时间内发生频率不断增大;后缘张开的裂缝突然封闭,或后缘地堑式拉张作用突然加剧。滑坡体边界的确定应遵循以下准则:20滑坡边界宜借助遥感影像,结合坡体结构面、周界形变差异等综合确定。后缘边界多依据拉张裂缝弧形延展方向及附近陡缓急变地带确定;侧缘边界以两侧裂缝及自然冲沟确定;前缘边界以鼓胀变形或剪错底部为界;新近发生且具有变形破坏迹象的堆积体,可将堆积体(新土)与周围老土的分界线作为滑坡边界;存在复活迹象的老滑坡,其边界可根据圈椅状地形、后缘拉陷槽、侧缘冲蚀沟谷及前缘舌状地形确定;当两侧沟谷有出露或坡体具备地质勘探资料时,可推测滑动面的位置及形态;对于地震抛射型滑坡堆积体隐患,可将堆积体底部扰动带作为滑面;当滑坡改造严重导致边界确定困难时,可结合微地貌、冲沟及堆积体结构综合判定滑坡体边界。经验判断法:应考虑滑坡位置、滑体规模、岩土体类型、形态结构、失稳模式、前方地形等影响因素,并符合等效摩擦角基本原理;工程地质类比法:可通过对比临近斜坡或类似斜坡的历史滑动影响范围进行预估;数值模拟法:宜采用能够模拟滑坡运动过程的软件工具,根据软土海床物理力学性质建立仿真模型,其中软土海床物理力学性质的勘察和测试方法应符合本文件的规定。对于软土海床,宜预估滑坡体转化为碎屑流后对危险区扩大的影响,以及受前方地形限制可能导致滑动路径转折等情况对危险区扩大的影响。沉降隐患识别与预警采用多波束声呐探测技术,定期对比海底地形数据,当发现局部凹陷或坡度突变时,应予以警惕;在海床布设海底监测站点,通过位移计、压力计、加速度传感器等仪器,持续监测地形变形情况;在工程结构物布设监测站点,通过位移计、压力计、陀螺仪、加速度传感器、应变传感器等仪器,持续监测结构物的位移、倾斜度、应变量等参数。SY/T10030软土海床沉降预警应划分为三个等级,具体预警分级与响应要求应符合表12表12 软土海床沉降预警分级及响应要求预警等级预警阈值响应要求三级预警软土海床表面沉降速率达到10~20mm/d加密监测频次至每日2次,启动海二级预警软土海床表面沉降速率达到20~30mm/d;局部表面出现隆起或裂缝暂停海上作业,撤离作业人员与设备;制定应急加固方案一级预警软土海床表面面沉降速率>30mm/d;出现突沉、滑动等迹象开展应急监测,评估灾害影响范围,实施临时加固注:1应结合数值模拟、现场原位测试等结果,按照设计的允许变形值,确定项目专属的预警阈值;2在台风或强浪期:循环荷载会加速软土弱化,预警阈值应按实际下调30%~50%;21预警等级预警阈值响应要求3对于海底管线、码头等重要构筑物,其预警阈值应结合构筑物抗沉降能力单独计算,并经专家评审确定。隐患认定与管控隐患识别完成后,识别单位应规范填写灾害隐患识别记录表,滑坡与沉降灾害隐患按附录A统一格式填写,记录表应完整涵盖隐患位置、类型、特征、风险评估结果及初步管控建议等核心信息。满足以下

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