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快速沉积作用对海底滑坡的贡献机制及影响因素研究

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岩石力学与工程学报 2023年第5期42卷 1225-1236页

作者：李正辉杨迎朱超祁贾永刚寇海磊中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学工程学院山东青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100

众多海底滑坡都与快速沉积作用相关,然而,对海底滑坡的贡献机制以及影响因素缺乏系统研究。通过收集与快速沉积作用相关的海底滑坡相关案例,归纳和总结了海底滑坡基本特征。在此基础上,阐明了快速沉积作用触发海底滑坡机制,并给出在ABA... 详细信息

众多海底滑坡都与快速沉积作用相关,然而,对海底滑坡的贡献机制以及影响因素缺乏系统研究。通过收集与快速沉积作用相关的海底滑坡相关案例,归纳和总结了海底滑坡基本特征。在此基础上,阐明了快速沉积作用触发海底滑坡机制,并给出在ABAQUS中的实现方法,最后对快速沉积作用触发海底滑坡的影响因素进行系统分析。研究结果表明:快速沉积作用导致海底地层超孔隙水压力累积,造成地层有效应力和强度增长减缓甚至降低,形成类似于“低重力场”环境,使海底斜坡在抵御地震、水合物分解、底辟等地质作用下能力减弱。此外,随着海底斜坡坡度的增加,沉积速率的加快,沉积物压缩性的增大,海底斜坡更易出现短滑动周期的浅层破坏。在低沉积速率,沉积物高压缩性条件下,也会导致海底地层欠固结,最终对海底斜坡稳定性产生不利影响。

关键词：海洋地质灾害海底滑坡快速沉积作用滑坡特征斜坡稳定性超孔隙水压力

Forward Modeling of Different Types of Landslides with Multi-electrode Electric Method

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Applied Geophysics 2005年第1期2卷 14-20,i001页

作者： GuoXiujun HuangXiaoyu jiayonggang OceanUniversityofChina Qiangdao266003China

Multi-electrode Electric Method (MEM) is an effective tool in landslide survey. A suitable working scheme in-situ and the corresponding data interpretation approach are the fundamentals for obtaining believable results. Finite element 2D forward modeling was conducted on four types of standard electric models; respectively named the homogeneous soil landside, bedding landside, sliderock landside, and beveling landside; under the utilizations of four different types of electrode arrays;respectively namely the Wenner array, Schlumberger array, dipole-dipole array and pole-pole array.The capacities of different arrays and the resistivity responses of different types of sliding faces were determined based on the resultant standard electric profiles. An innovative data processing procedure called the ratio parameter method was proposed for locating sliding faces under complex geological conditions. A series of case histories for landside survey were given.

关键词：崩塌模型多电极电子法地形观察相对灵敏度

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海底滑坡典型特征及石油地质学意义

海洋地质与第四纪地质 2023年第1期43卷 94-104页

作者：张云山吴南贾永刚尉建功中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室青岛266100 中国海洋大学三亚海洋研究院三亚572000 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237 中国地质调查局广州海洋地质调查局三亚南海地质研究所三亚572000 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458

海底滑坡是一种由于重力失稳导致的广泛发生在外陆架-上陆坡-深海平原的沉积物搬运体,是海底沉积物重要的搬运过程,具有较强的侵蚀能力和搬运能力,可将大量陆架沉积物搬运至深海,为深海带来丰富的沉积物。再沉积后的滑坡体因其特殊的内... 详细信息

海底滑坡是一种由于重力失稳导致的广泛发生在外陆架-上陆坡-深海平原的沉积物搬运体,是海底沉积物重要的搬运过程,具有较强的侵蚀能力和搬运能力,可将大量陆架沉积物搬运至深海,为深海带来丰富的沉积物。再沉积后的滑坡体因其特殊的内部结构,对海洋油气成藏有重要影响。综合国内外研究,对海底滑坡空间展布特征和垂向结构特征进行总结,对滑坡体岩石物理特征进行梳理,揭示海底滑坡边界特征、内部结构以及岩石物理特征。结合海底滑坡特征,从提供物源、储层、盖层、改变海底温压等方面分析海底滑坡对海底油气藏的积极意义,从破坏盖层、改变海底土体温压环境等方面分析海底滑坡对海底油气藏的负面影响。最后结合国内外研究现状,指出未来应对海底滑坡微尺度特征识别、进一步开展海底滑坡与海底油气藏联系以及加强海洋油气开发致灾风险等方面进行深入研究。

关键词：海底滑坡结构特征岩石物理特性海洋油气

注意力机制改进轻量SSD模型的海面小目标检测

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中国图象图形学报 2022年第4期27卷 1161-1175页

作者：贾可心马正华朱蓉李永刚常州大学计算机与人工智能学院阿里云大数据学院常州213000 嘉兴学院数理与信息工程学院嘉兴314001

目的海面目标检测图像中的小目标数量居多,而基于深度学习的目标检测方法通常针对通用目标数据集设计检测模型,对图像中的小目标检测效果并不理想。使用一般目标检测模型检测海面目标图像的特征时,通常会出现小目标漏检情况,而一些特定... 详细信息

目的海面目标检测图像中的小目标数量居多,而基于深度学习的目标检测方法通常针对通用目标数据集设计检测模型,对图像中的小目标检测效果并不理想。使用一般目标检测模型检测海面目标图像的特征时,通常会出现小目标漏检情况,而一些特定的小目标检测模型对海面目标的检测效果还有待验证。为此,在标准的SSD(single shot multi Box detector)目标检测模型基础上,结合Xception深度可分卷积,提出一种轻量SSD模型用于海面目标检测。方法在标准的SSD目标检测模型基础上,使用基于Xception网络的深度可分卷积特征提取网络替换VGG-16(Visual Geometry Group network-16)骨干网络,通过控制变量来对比不同网络的检测效果;在特征提取网络中的exit flow层和Conv1层引入轻量级注意力机制模块来提高检测精度,并与在其他层引入轻量级注意力机制模块的模型进行检测效果对比;使用注意力机制改进的轻量SSD目标检测模型和其他几种模型分别对海面目标检测数据集中的小目标和正常目标进行测试。结果为证明本文模型的有效性,进行了多组对比实验。实验结果表明,模型轻量化导致特征表达能力降低,从而影响检测精度。相对于标准的SSD目标检测模型,本文模型在参数量降低16.26%、浮点运算量降低15.65%的情况下,浮标的平均检测精度提高了1.1%,漏检率减小了3%,平均精度均值(mean average precision,mAP)提高了0.51%,同时,保证了船的平均检测精度,并保证其漏检率不升高,在对数据集中的小目标进行测试时,本文模型也表现出较好的检测效果。结论本文提出的海面小目标检测模型,能够在压缩模型的同时,保证模型的检测速度和检测精度,达到网络轻量化的效果,并且降低了小目标的漏检率,可以有效实现对海面小目标的检测。

关键词：深度学习目标检测注意力机制深度可分卷积 SSD 海面小目标检测

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海底冷泉原位观测装置研究回顾与展望

海洋地质与第四纪地质 2022年第2期42卷 200-213页

作者：张云山贾永刚尉建功中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266061 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 中国地质调查局广州海洋地质调查局广州510760

海底冷泉多由海底天然气渗漏形成,是以水、碳氢化合物、硫化氢或二氧化碳为主要成分的流体。它既是海底天然气水合物存在的标志,又与温室效应、海洋生态环境、冷泉生物群落等问题密切相关,对海底冷泉的流体渗漏通量和化学组成进行测定,... 详细信息

海底冷泉多由海底天然气渗漏形成,是以水、碳氢化合物、硫化氢或二氧化碳为主要成分的流体。它既是海底天然气水合物存在的标志,又与温室效应、海洋生态环境、冷泉生物群落等问题密切相关,对海底冷泉的流体渗漏通量和化学组成进行测定,对认识上述问题有重大意义。与实验室化学分析和数值模拟相比,原位观测可保证数据的可靠性和真实性,作为冷泉原位观测的主要手段,冷泉原位观测装置在近20年发展迅速。本文根据观测目标和观测原理将海底冷泉原位观测装置分为3类,即冷泉渗漏气体通量原位观测装置、冷泉渗漏液体通量原位观测装置以及冷泉渗漏流体化学组分原位观测装置,并从设计意义、工作原理以及解决的科学问题等方面梳理了国内外海底冷泉原位观测装置的发展,分析了各个装置的优势、局限性以及适用范围,最后展望了海底冷泉原位观测装置未来的发展方向。

关键词：冷泉甲烷渗漏原位观测观测装置

Development of Steel Slag-Based Solidification/Stabilization Materials for High Moisture Content Soil

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Journal of Renewable Materials 2022年第3期10卷 735-749页

作者： Yu jia Sudong Hua Liying Qian Xiaojian Ren Jie Zuo Yanfang Zhang College of Materials Science and Engineering Nanjing Tech UniversityNanjing210009China Jangsu yonggang Group Co. Ltd.Suzhou215628China China Construction Installaction Engineering Co. Ltd.Nanjing210023China

To solve the problems of high moisture content,high viscosity,and poor engineering mechanical properties of soil,this paper using with steel slag(SS)and desulfurization ash(DS)as initial raw materials,realizing the coop-erative treatment of solid waste and solidification of silt soil.The synergistic utilization of SS and DS can reduce the production cost of curing agent and promote its own consumption.According to blended cement of various SS contents and inspected compressive strength performances,the most suitable raw materials ratio was selected.The best formula for this curing agent is cement:steel slag=3:7 with 5%DS,and its 28-day compressive strength can reach 30 MPa.The experiment shows that the effect of DS and Na_(2)SO_(4) reagent with the same quality on early compressive strength improvement of cement and SS system is not much different.In this study,the mineral composition and microstructure of different gel system blocks were characterized by XRD,SEM and EDX,and a large number of webbed structures were found in the SEM test,which was not seen in previous studies.Besides,unconfined compressive strength(UCS),water resistance,and toxic characteristic leaching procedure(TCLP)were used to evaluate silt solidified soil properties.The results demonstrated that the solidified silt could meet not only the standard of general subgrade;but also has a partial stabilization effect of heavy metal ions.

关键词： Steel slag desulfurization ash high moisture content soil synergistic effect strength stabilized soil

GH720Li时效态合金一次γ′相的微观形态和三维EBSD表征

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稀有金属材料与工程 2023年第4期52卷 1410-1418页

作者：韩小磊杜志伟车聪彭永刚贾荣光李婷李聪有研科技集团有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心北京101407 国合通用测试评价认证股份公司北京101407 国标(北京)检验认证有限公司北京101407

GH720Li合金是航空发动机涡轮盘首选材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)对GH720Li双时效态合金中3种γ′相的微观形貌、结构和微区成分进行了研究。基于聚焦离子束-电子束双束系统并应用EBSD-EDS联用技... 详细信息

GH720Li合金是航空发动机涡轮盘首选材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)对GH720Li双时效态合金中3种γ′相的微观形貌、结构和微区成分进行了研究。基于聚焦离子束-电子束双束系统并应用EBSD-EDS联用技术对合金γ相和一次γ′相进行了分析,并应用Avizo软件对一次γ′相进行了三维重构。获得了合金一次γ′相的三维形态以及形态参数,给出了一次γ′相的体积分数,并与二维切片的分析结果进行了对比。结果表明,合金基体相和一次γ′相都存在大量的Σ3孪晶界。一次γ′相在三维尺度上存在多种形态,一些较大尺寸γ′相在二维截面上呈现不连续分布。三维EBSD可更全面反映一次γ′相的真实形态。一次γ′相三维信息的获得为改进合金的热处理工艺提供了依据。

关键词： GH720Li合金 3D EBSD γ′相一次γ′相

海底沉积物孔隙压力原位长期观测技术回顾和展望

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地学前缘 2022年第5期29卷 229-245页

作者：陈天贾永刚刘涛刘晓磊单红仙孙中强中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 自然资源部海岸带科学与综合管理重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061

海底沉积物孔隙压力对海底地质灾害过程反应敏感,是表征海床稳定性的一个重要指标,通过海底沉积物的孔隙压力观测可以判断海床的稳定状态,对于海底地质灾害预测预警具有重要意义。海底沉积物孔隙压力观测存在(1)超高背景压力下的高精度... 详细信息

海底沉积物孔隙压力对海底地质灾害过程反应敏感,是表征海床稳定性的一个重要指标,通过海底沉积物的孔隙压力观测可以判断海床的稳定状态,对于海底地质灾害预测预警具有重要意义。海底沉积物孔隙压力观测存在(1)超高背景压力下的高精度测量;(2)贯入过程传感器超量程破坏;(3)系统长期供电及传感器漂移;(4)深海海底布放和回收等技术难点。国际上海底孔隙压力观测技术从20世纪60年代开始发展,逐渐形成了系列核心监测技术和成熟的商业化设备产品。挪威岩土工程研究所NGI与美国伊利诺伊大学共同研发的NGI-Illinois压差式孔隙压力观测系统,是已知最早的海底沉积物孔隙压力观测设备。此后,美国地质调查局USGS、美国桑迪亚国家实验室、英国牛津大学等相继研发了不同结构的观测设备,覆盖浅海到深海。其中,英国海洋科学研究所研发成功的深海孔隙压力原位长期观测设备PUPPI是一个重要的历史节点,该设备能够在6 000 m水深的环境中连续运行一年,成为当时最成功的海底孔隙压力观测设备,其现代化的设备结构和设计理念被后续的观测设备广为借鉴。21世纪以来,得益于海洋科学技术的整体进步,国际孔隙压力观测技术发展呈现加速趋势。法国海洋开发研究院IFREMER研发的Piezometer系列孔隙压力观测探杆,代表了当今世界的先进水平,可能是目前应用次数最多的海底孔隙压力观测设备。我国在深海探测、观测技术领域起步较晚,在深海沉积物孔隙压力原位长期观测技术方面几乎空白,发展很不成熟。其中,中国海洋大学、自然资源部第一海洋研究所等单位进行了较多的探索性研发工作。近年来,以港珠澳大桥建设、南海天然气水合物试采等为标志的大批国家级海洋建设项目如火如荼,深海油气矿产资源开发、深海天然气水合物开采利用等海洋新兴产业快速起步,深海孔隙压力原位长期监测关键核心技术等“卡脖子”问题仍然突出,严重制约了我国海洋工程产业发展的步伐。因此,迫切需要发展具有自主知识产权和关键核心技术的国产深海沉积物孔隙压力原位长期监测技术。本文回顾了国际、国内海底孔隙压力观测技术的相关研究进展,旨在分析总结孔隙压力观测技术及其应用中涉及的一些核心技术和亟待解决的关键问题,以期为我国该项技术的发展和应用提供借鉴。

关键词：原位长期观测孔隙压力海洋沉积物地质灾害海洋工程

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波浪作用下沉积物中总石油烃的迁移释放规律

海洋通报 2023年第4期42卷 375-384页

作者：卢芳王卉贾永刚刘文全山东科技大学海洋科学与工程学院山东青岛266590 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

海底石油管线泄漏可能导致海床内部形成高浓度石油污染。在波浪作用下,海床沉积物易发生再悬浮甚至液化失稳现象,进而导致海床内部石油类污染物通过多种途径向水体再次释放并在土体内部发生迁移,造成更大范围的石油扩散。本研究以总石油... 详细信息

海底石油管线泄漏可能导致海床内部形成高浓度石油污染。在波浪作用下,海床沉积物易发生再悬浮甚至液化失稳现象,进而导致海床内部石油类污染物通过多种途径向水体再次释放并在土体内部发生迁移,造成更大范围的石油扩散。本研究以总石油烃(Total Petroleum Hydrocarbon,TPH)设为代表性污染物,将污染泥浆以椭球状埋设在沉积物内部,采用波浪水槽试验研究不同强度波浪作用下TPH向上覆水体的释放规律及在沉积物内部的迁移规律。结果表明,在沉积物静置固结阶段前期,TPH随孔隙水由沉积物向上覆水体迁移释放,固结阶段前期TPH向上覆水体的释放量高于后期。在波浪作用未引起沉积物液化阶段,波浪促进石油类污染物向水体释放的作用较弱,由于悬浮泥沙对石油类污染物的吸附作用,水体中石油类污染物的浓度略低于静置固结阶段。在波浪作用引起沉积物液化阶段,随着悬浮泥沙浓度升高,TPH向上覆水体释放量加大;TPH在沉积物内部垂向迁移及平面扩散迁移距离加大,平面迁移距离大于垂向迁移距离,垂向扩散深度与液化深度基本一致,污染土体体积占比约为土体未液化时的3倍。

关键词：波浪沉积物液化总石油烃(TPH) 迁移释放