基于AHP-模糊评价方法的莱州湾西部人工岛稳定性分析

论文摘要

莱州湾是我国重要的浅海油气区,随着海洋资源和海洋空间的开发利用,对莱州湾西部工程地质环境需要一个全面的认识。本文在实测资料和实验数据的基础上,从地壳稳定性、海床稳定性、地基稳定性和海洋环境四方面着手,对人工岛的安全稳定性进行系统研究,采用理论分析计算和数值模拟的方法对人工岛及工程地质环境稳定性进行研究,采用模糊综合评价方法对人工岛稳定性做出评价。莱州湾西岸区域地壳属于次稳定区域,工程区所在的莱州湾西岸附近,断裂主要有东侧的NNE向郯庐断裂带西支;北侧的NW向张家口-蓬莱强断裂带,晚更新世-全新世垂向运动强烈;北侧的NEE-EW向弱断裂带,规模小,数量多。海域内未有原发性强震出现,周围地区地震大都为浅源地震,北部断裂交汇带有7级以上地震发生,工程区周边陆域地震烈度为Ⅶ度。工程区域海底,地貌单一,坡度约为0.6‰。海床以粉土和粉质粘土为主,较稳定,表层及上部的粉土层和粘性土层不易滑坡,不易发生剪切破坏;但是粉土层及粘性土层中的粉土夹层易发生液化,三角洲沉积粉土层粘粒含量较高不易液化。三角洲沉积层下部的工程软弱层承载力较强（≥200kpa）,对工程影响不大;埋藏古河道位于拟建工程区北,要特别注意埋藏古河道边缘的地基强度差异。一般情况下,潮流作用对人工岛影响较小,达到平衡状态需要较长时间,距人工岛90m处冲蚀最深达3m;一般的波浪作用对人工岛的影响也较少,根脚冲蚀较弱;风暴潮对人工岛影响作用较大,一次风暴潮作用能在平衡的人工岛根脚底床上冲蚀3m左右。要特别注意人工岛的护底工程。人工岛稳定性评价研究以区域工程地质为基础,以灾害地质为对象,根据莱州湾西岸工程地质环境特点采用地壳稳定性、海床稳定性、地基稳定性和海洋环境稳定性四大类13个因素作为评价指标,采用基于AHP的模糊综合评价方法,建立“稳定”、“较稳定”、“较不稳定”、“不稳定”四级评价体系,最终得出人工岛所处区域,工程地质环境条件“较稳定”。影响稳定性的主要因素为持力层性质、工程软弱层、海床液化和风暴潮,在设计及施工过程中一定要做好应对。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 海洋建筑物稳定性研究现状
• 1.2 海洋人工岛稳定性研究现状
• 1.3 选题依据
• 1.4 本文主要内容
• 2 人工岛工程地质环境背景
• 2.1 黄河三角洲叶瓣发育对工程区影响
• 2.2 气象条件
• 2.2.1 气温和水温
• 2.2.2 雾
• 2.2.3 降水
• 2.2.4 风
• 2.2.5 寒潮与台风
• 2.3 海洋水文
• 2.3.1 潮汐与海流
• 2.3.2 波浪
• 2.3.3 风暴潮
• 2.3.4 海冰
• 2.4 海底地形地貌
• 2.4.1 水深地形特征
• 2.4.2 海底地貌特征
• 2.4.3 表层沉积物特征
• 2.5 工程区浅地层及工程地质特性
• 2.5.1 浅地层结构
• 2.5.2 垂向沉积物工程物理力学特征
• 2.6 区域地壳稳定性
• 2.6.1 构造特征
• 2.6.2 地震活动
• 2.6.3 第四纪地壳升降及活动速率
• 2.7 灾害地质状况
• 2.7.1 三角洲体系蚀退和工程软弱层
• 2.7.2 古河道体系
• 2.7.3 古砂坝浅层气体系
• 2.8 小结
• 3 人工岛稳定性分析
• 3.1 人工岛工程结构参数
• 3.2 潮流作用下的人工岛稳定性分析
• 3.2.1 潮流分析
• 3.2.2 冲於分析
• 3.3 一般波浪作用下的人工岛稳定性分析
• 3.3.1 一般波浪状况分析
• 3.3.2 波浪作用下人工岛周围冲刷深度实验公式计算
• 3.4 极端风暴潮条件下的分析
• 3.4.1 50 年一遇NE 向风暴潮条件下的冲淤变化
• 3.4.2 风暴潮作用下人工岛周围冲刷深度实验公式计算
• 3.4.3 风暴潮作用下人工岛周围冲刷深度数值模拟
• 3.4.4 冲刷结果分析
• 3.5 地基稳定性分析
• 3.5.1 工程软弱层验算分析
• 3.5.2 人工岛沉降计算
• 3.5.3 抗滑稳定性验算
• 3.6 海床稳定性分析
• 3.6.1 土体滑坡分析
• 3.6.2 土体的液化分析
• 3.7 小结
• 4 人工岛稳定性系统评价
• 4.1 评价体系的建立
• 4.2 基于AHP 的模糊综合评价方法
• 4.2.1 层次分析法（AHP）
• 4.2.2 模糊综合评价法
• 4.3 基于工程地质环境稳定性的人工岛稳定性综合评价体系可行性
• 4.4 人工岛稳定性评价因素及评语集
• 4.4.1 海床稳定性因素分析
• 4.4.2 地基稳定性因素分析
• 4.4.3 海洋环境稳定性因素
• 4.4.4 地壳稳定性影响
• 4.4.5 灾害地质
• 4.4.6 评价指标体系及其分类
• 4.4.7 评价指标体系及分级依据
• 4.5 评价指标体系中评价因素权重计算
• 4.5.1 一级评价因素权重
• 4.5.2 二级评价因素权重
• 4.5.3 层次总排序及一致性检验
• 4.6 模糊综合评价模型
• 4.6.1 隶属度确定
• 4.6.2 评价结果
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文