水合物分解对海底边坡稳定影响的数值模拟分析

水合物分解对海底边坡稳定影响的数值模拟分析

论文摘要

海底边坡失稳会给人类造成巨大危害,部分海底边坡失稳案例被证实与水合物分解有关。由于海底条件的复杂性,人们很难直接观察水合物分解引起的海底边坡失稳过程。数值模拟可以相对准确地预测水合物分解可能引起的海底边坡失稳状况。通过选用基于ABAQUS软件的有限元强度折减法,模拟海底边坡失稳的过程并得到相应结果,分析了水合物分解程度、水合物带上覆厚度、边坡角度等因素对海底边坡稳定性的影响。结果表明,正常情况下,塑性区首先在坡脚区域出现并逐渐向上发展至坡顶;当水合物分解达到一定程度后,塑性区首先出现在水合物带,随后自水合物带向上发展至坡顶,并和随后在坡脚出现的塑性区形成贯通边坡的塑性带。水合物埋藏越深,越有可能造成大规模的滑坡;边坡角度高于15°时,水合物分解会急剧促进边坡失稳。

论文目录

  • 1 模型建立
  •   1.1 水合物本构模型
  •   1.2 基于ABAQUS的有限元强度折减法
  •   1.3 边坡失稳准则
  • 2 水合物边坡模型
  •   2.1 数值模型建立
  •   2.2 边界条件和初始状态
  • 3 模型计算分析
  •   3.1 水合物分解程度对边坡稳定性影响
  •   3.2 不同上覆厚度下水合物带分解对边坡稳定性影响
  •   3.3 水合物带分解对不同角度边坡稳定性影响
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 宋本健,程远方,李庆超,韩忠英,吕亚慧

    关键词: 水合物分解,海底边坡,有限元,强度折减法,安全系数

    来源: 海洋地质与第四纪地质 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 海洋学,石油天然气工业,新能源

    单位: 中国石油大学(华东)

    基金: 国家重点研发计划“海洋水合物钻完井及安全监测技术”(2016YFC0304005),国家重点基础研究发展计划(973计划)“海洋深水油气安全高效钻完井基础研究”(2015CB251201),青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金“天然气水合物开发储层失稳机制及控制技术研究”(QNLM2016ORP0212)

    分类号: P744.4

    DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018031602

    页码: 182-192

    总页数: 11

    文件大小: 1838K

    下载量: 280

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