海洋含氣土工程特性研究現(xiàn)狀

趙陽(yáng)陽(yáng)，劉 潤(rùn)

（天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072）

0 引言

隨著世界上石油、天然氣資源的日趨枯竭，天然氣水合物作為傳統(tǒng)石化原料代替品，被稱(chēng)為21世紀(jì)最理想的、最具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的海洋新型能源。然而，由于天然氣水合物對(duì)溫壓條件非常敏感，溫度和壓強(qiáng)的改變或者環(huán)境的輕微擾動(dòng)，都會(huì)使天然氣水合物分解產(chǎn)生大量的水，從而釋放巖層孔隙空間使含氣土層的固結(jié)性變差，嚴(yán)重破壞海洋地基的結(jié)構(gòu)，易觸發(fā)海岸滑坡、土體液化、基礎(chǔ)沉陷、油氣井噴、鉆機(jī)平臺(tái)傾覆、井壁垮塌、管道斷裂等災(zāi)害事故[1]。因此，研究海洋含氣土的工程特性，探索這種特殊土在擾動(dòng)前后的工程性質(zhì)變化規(guī)律，建立合理的理論體系揭示含氣土獨(dú)特的力學(xué)性狀及災(zāi)變機(jī)理，成為保障天然氣水合物開(kāi)發(fā)利用和海洋工程基礎(chǔ)建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

本文針對(duì)海洋含氣土工程特性的相關(guān)研究，討論了室內(nèi)試驗(yàn)的樣本來(lái)源，總結(jié)了微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)試驗(yàn)、聲學(xué)特性測(cè)試試驗(yàn)和土體力學(xué)特性試驗(yàn)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展，并對(duì)含氣土工程特性研究中存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了討論。

1 含氣土室內(nèi)試驗(yàn)樣本的來(lái)源

1.1 原狀土樣鉆取

由于海底含氣土中的天然氣水合物不穩(wěn)定，易于分解、脫溶、逸散，破壞土體的原狀結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)取樣技術(shù)無(wú)法獲取海底原狀含氣土樣，最早的相關(guān)研究只能基于擾動(dòng)后的土樣展開(kāi)，圖1所示的是美國(guó)海洋鉆探計(jì)劃中鉆取的含氣土樣。1981年，Denk[3]改進(jìn)了取樣方法，發(fā)明雙筒保壓取樣器，能夠在維持土樣原有的壓力狀態(tài)下獲取現(xiàn)場(chǎng)原狀含氣土樣，而后再將樣品轉(zhuǎn)入人工高壓艙內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。隨后Zuidberg[4]、Murray等人相繼對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)和完善。

圖1 美國(guó)海洋鉆探計(jì)劃中鉆取的含氣土樣 （摘自文獻(xiàn) [2]）

近年來(lái)，加拿大和日本先后在加拿大Mallik多年凍土區(qū)和日本南海海槽地區(qū)成功地獲得了原狀天然氣水合物巖芯樣，物理力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，土樣性質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定，說(shuō)明土樣擾動(dòng)很小，獲得的數(shù)據(jù)能比較真實(shí)地反映自然狀態(tài)下含氣土的工程性質(zhì)。

1.2 室內(nèi)試樣的制備

對(duì)于含氣土基本力學(xué)性質(zhì)的室內(nèi)試驗(yàn)研究，盡管技術(shù)上可以通過(guò)獲取現(xiàn)場(chǎng)原狀土開(kāi)展試驗(yàn)，但受到取樣費(fèi)用高昂、運(yùn)輸保護(hù)要求過(guò)高等問(wèn)題的困擾，促使學(xué)者們積極發(fā)展室內(nèi)人工制備重塑土樣的方法來(lái)模擬海底天然氣水合物的自然存在狀態(tài)。研究表明，天然氣水合物飽和度控制在30%左右比較接近含氣土的天然礦藏飽和度平均值[5]。1987年，Sobkowikz[6]采用CO2飽和水，用控制試樣反壓不變，逐漸降低圍壓的方法來(lái)制備土樣?？琢顐7]1991年采用使N2逐步驅(qū)替飽和砂土中水分的方法，制備初始飽和度較低的含氣砂樣；2002年，日本HyodoM等[8]將水和天然氣在低溫高壓 （10℃、10 MPa）條件下混合生成水合物，多余的水分在16 MPa的壓力晶析裝置中析出，含氣土樣被壓實(shí)成型，其示意過(guò)程如圖2所示。

圖2 含氣土土樣的制備過(guò)程 （摘自文獻(xiàn) [9]）

2005年Grozic[9]借鑒Sobkowikz的方法，但通過(guò)控制圍壓不變，逐漸降低反壓的方式制備含氣土樣。

2 微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)試驗(yàn)研究

微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)試驗(yàn)是研究海洋含氣土工程特性機(jī)理的重要手段，其目的是研究海底地基含氣土的顆粒尺寸、孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙分布、膠結(jié)特性等微觀結(jié)構(gòu)及變化特征，主要的觀測(cè)手段包括CT技術(shù)、核磁共振技術(shù) （NMR）、電阻法探測(cè)技術(shù)、超聲探測(cè)技術(shù)、掃描電鏡技術(shù) （SEM）、時(shí)域反射技術(shù)（TDR）等。Jin[10]等通過(guò)X射線掃描直接觀測(cè)低溫高壓條件下松散沉積物中水合物的微觀分布。Santamarina[11]在5.1 MPa，278 K條件下通過(guò)X射線觀察4種不同粒徑大小的含氣土微觀結(jié)構(gòu)，如圖3所示，對(duì)含氣土的力學(xué)特性和三相動(dòng)力相平衡進(jìn)行了深入研究。

Kneafsey等[12]利用CT為觀測(cè)工具，進(jìn)行飽和砂樣中天然氣水合物形成和分解的動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研究。Stern等[13]用掃描電鏡進(jìn)行微觀顆粒結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu)的觀察，分析了微觀結(jié)構(gòu)與孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)天然氣水合物生成過(guò)程的影響。雖然CT和NMR技術(shù)受到分辨率的限制而常常得不到理想的試驗(yàn)結(jié)果，但掃描電鏡技術(shù)的精確度可以滿足工程要求，只要發(fā)展其在低溫高壓環(huán)境下的應(yīng)用技術(shù)，很有可能成為精確探測(cè)天然氣水合物結(jié)構(gòu)的有效手段[14]。

圖3 含氣土X射線CT圖 （摘自文獻(xiàn) [11]）

3 聲學(xué)特性試驗(yàn)研究

含氣土中天然氣水合物的存在會(huì)引起土體聲波速度的改變，通過(guò)分析傳播波速的數(shù)值差異可以間接反映和評(píng)價(jià)土體的工程性質(zhì)，因此發(fā)展出一些新的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)技術(shù)，包括地震波法、聲波法和測(cè)井法等。1981年，Johnston[15-16]首次利用聲學(xué)特性研究了湖泊中的軟土沉積物，發(fā)現(xiàn)氣體的存在會(huì)導(dǎo)致聲波波速衰減。隨后，Anderson、Brandes、Wilkens和Richardson、 Thomas、 Wheeler 等學(xué)者[17-19]相繼對(duì)海底沉積物中游離態(tài)天然氣對(duì)聲學(xué)特性的影響開(kāi)展了大量的研究，并嘗試建立聲速與土體模量的關(guān)系。

中國(guó)科學(xué)院南沙綜合科學(xué)考察隊(duì)于1993-1994年對(duì)南沙群島及其鄰近海區(qū)進(jìn)行了海底沉積物土層聲學(xué)性質(zhì)及物理力學(xué)性質(zhì)的調(diào)查和研究，對(duì)土樣進(jìn)行了測(cè)量、計(jì)算和分析，積累了很多珍貴的數(shù)據(jù)資料。梁元博、盧博、李趕先等[20]研究表明，隨著無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的增加，含氣土的壓縮波速、剪切波速呈增大趨勢(shì)，而且壓縮波速、剪切波速隨著貫入阻力、抗剪強(qiáng)度的增大而增大，但隨著壓縮系數(shù)的增大而減小。龔建明等[21]根據(jù)水合物鉆探取樣巖芯以及測(cè)井記錄，將天然氣水合物在海底地基中的分布形態(tài)歸為3種模式。

國(guó)內(nèi)一些學(xué)者還開(kāi)展了含氣土的壓縮波速、剪切波速與液、塑限之間的關(guān)系研究，得出了適用于各自研究區(qū)域的經(jīng)驗(yàn)公式[20，22-26]。圖4所示的是國(guó)內(nèi)常用的含氣土樣剪切波速測(cè)試裝置。

圖4 剪切波速測(cè)試裝置 （摘自文獻(xiàn) [23]）

4 工程特性試驗(yàn)研究

4.1 低溫高壓三軸試驗(yàn)研究

海底含氣土的工程力學(xué)試驗(yàn)受土樣抗擾動(dòng)性弱的約束和試驗(yàn)條件要求高的限制而進(jìn)展緩慢，主要試驗(yàn)方法是低溫高壓三軸壓縮試驗(yàn)和低溫高壓三軸剪切試驗(yàn)。1987年，Thomas[27]對(duì)海底含氣土樣進(jìn)行了室內(nèi)一維固結(jié)試驗(yàn)，借此提出了考慮氣體溶解效應(yīng)的雙壓縮模型。1999年，Grozic[28-29]在進(jìn)行富含天然氣水合物的砂土壓縮試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飽和度高于80%時(shí)松散砂土樣表現(xiàn)為應(yīng)變硬化，當(dāng)飽和度小于80%時(shí)則表現(xiàn)為應(yīng)變軟化。2004年，青木一男等[30]采用圖5所示的低溫高壓三軸儀對(duì)含氣土樣進(jìn)行分級(jí)荷載壓縮試驗(yàn)，分析了單個(gè)參數(shù)對(duì)含氣土強(qiáng)度值的影響，試驗(yàn)表明，溫度越低，圍壓越大，配比砂率越大，含氣砂土強(qiáng)度越高，并受到砂土粒徑大小的影響。

2006年Kvalstad等[31]研究發(fā)現(xiàn)，含氣土樣分解時(shí)孔隙中流體壓力上升，產(chǎn)生超孔隙壓力，導(dǎo)致有效應(yīng)力和巖土剪切強(qiáng)度的明顯降低。同年魏巍等[32]針對(duì)南海中沙水域的含氣土巖芯進(jìn)行力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測(cè)試，得到南海中部海底土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，見(jiàn)表1。

圖5 低溫高壓三軸儀 （摘自文獻(xiàn) [30]）

表1 南海中沙含氣土力學(xué)特性 （摘自文獻(xiàn) [32]）

2008年，Masui等[33]對(duì)日本南海海槽地區(qū)鉆取的4個(gè)原狀含氣土巖芯和室內(nèi)合成含氣砂樣進(jìn)行了三軸試驗(yàn)對(duì)比研究，得到很多詳實(shí)寶貴的數(shù)據(jù)資料。2011年，魏厚振等[34]開(kāi)展了不同水合物含量的粉質(zhì)砂的三軸剪切試驗(yàn)，研究表明隨著水合物含量的增加，試樣的初始剪切模量有上升趨勢(shì)，內(nèi)摩擦角隨水合物含量增加而增大，但增幅不大，黏聚力增長(zhǎng)明顯。目前大連理工大學(xué)正在致力于開(kāi)發(fā)一套海底天然氣水合物土層的機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試系統(tǒng)和變形預(yù)測(cè)模型，研究建立圍壓下水合物土層三軸強(qiáng)度的試驗(yàn)方法。

4.2 本構(gòu)模型研究

由于天然氣水合物的存在對(duì)海底地基的承載力和穩(wěn)定性影響非常大，并具有顯著的災(zāi)變性，學(xué)者們嘗試提出合理的本構(gòu)模型來(lái)預(yù)測(cè)海洋含氣土的力學(xué)行為特性，目前描述含氣土層承載力和變形特性的方法基本局限于修正與優(yōu)化現(xiàn)有的土體本構(gòu)模型。1986年，Wheeler[35]提出了一種含大氣泡土的概念模型，并利用該模型預(yù)測(cè)了含氣土的抗剪強(qiáng)度區(qū)間、彈性模量和固結(jié)變形特性，但模型并不能給出特定條件下含氣土強(qiáng)度的定量值。1996年，Pietruszczak[36]建立了含大氣泡砂土的本構(gòu)模型，將計(jì)算結(jié)果與Wheeler的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，證實(shí)該本構(gòu)模型可有效地模擬土體強(qiáng)度隨變形的發(fā)展。2005年，Grozic等[37]基于飽和土理論提出了考慮氣相影響的本構(gòu)模型，描述海洋含氣土的變形特性，同時(shí)計(jì)算土樣的不排水抗剪強(qiáng)度，可較好地吻合試驗(yàn)結(jié)果。2010年，劉峰[38]通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究提出了氣體釋放路徑下含氣砂土的非線性彈性本構(gòu)模型，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)海洋淺層含氣砂土固、液、氣三相耦合變形的描述。綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于海底天然氣水合物土層承載特性的研究成果較少，對(duì)于土體力學(xué)模型的建立更是處于研究起始階段。

4.3 數(shù)值模擬研究

近年來(lái)一些學(xué)者將數(shù)值分析的思想引入了含氣土工程特性研究的領(lǐng)域中。1991年，Yousif等[39]研制出一維、三相 （氣、水、水合物）有限差分?jǐn)?shù)值模擬程序，用該程序模擬Berea巖心的實(shí)驗(yàn)室降壓生產(chǎn)過(guò)程，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果吻合較好。2004年，Atigh等[40]在Byrne基于Mohr-Columb彈塑性改進(jìn)模型基礎(chǔ)上，借助FLAC程序得出了弗雷則河含氣松散沉積砂在部分排水條件下的體變和孔壓的變化，并對(duì)弗雷則河流三角洲的水下滑坡進(jìn)行了模擬和分析。2006年，Sun等[41]建立了一個(gè)三維模擬軟件，研究孔隙介質(zhì)中天然氣水合物的形成和分解，對(duì)比分析了室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和結(jié)果。2007年，王淑云等[42]利用ABAQUS有限元程序模擬水合物分解對(duì)地層和管道穩(wěn)定性的影響，大膽沿用Mohr-Columb本構(gòu)模型來(lái)描述天然氣水合物沉積層的強(qiáng)度。2011年，安晨歌等[43]以能量上限定理為理論基礎(chǔ)，借助于EMU軟件，采用二維極限分析方法分析了海底緩傾角邊坡的滑坡機(jī)理，研究由于水合物分解形成的軟弱夾層對(duì)海底緩傾角邊坡穩(wěn)定性的影響，并考察軟弱夾層物理力學(xué)性質(zhì)、埋深和水合物的分解產(chǎn)生氣體膨脹壓力的影響，結(jié)果表明由水合物分解引起的氣體膨脹壓力將大幅度降低斜坡的穩(wěn)定性。

5 問(wèn)題與展望

室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試是獲得海洋含氣土工程性質(zhì)的主要手段，但在實(shí)踐過(guò)程中還存在許多問(wèn)題。海底原位取樣時(shí)，氣體水合物分布不均會(huì)降低室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性和可信度，土樣難以二次加工成型和重復(fù)試驗(yàn)，無(wú)疑增加了試驗(yàn)成本；人工合成含氣土的自由氣體含量難以控制，難以有效評(píng)估人工合成樣品和自然界取芯樣品給試驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的差異。另外，含氣土工程特性的復(fù)雜性是由深海地質(zhì)環(huán)境、組分溫壓敏感度、加載路徑不確定等因素決定的，目前描述含氣土承載力和變形特性的方法基本局限于修正與優(yōu)化現(xiàn)有的土體本構(gòu)模型，只能大概描述土體穩(wěn)態(tài)變形過(guò)程，在適用性和普遍性上還存在缺陷。

對(duì)于海洋含氣土工程特性的探索，一方面可繼續(xù)深入對(duì)含氣土的微觀試驗(yàn)研究，使用精密儀器確定顆粒尺寸、孔隙結(jié)構(gòu)、膠結(jié)特性等微觀結(jié)構(gòu)特征與變化，描述在不同荷載作用下土體內(nèi)孔隙流體和土骨架之間的應(yīng)力耦合作用，揭示海底天然氣水合物分解對(duì)地基工程特性的影響機(jī)理。另一方面，應(yīng)大力開(kāi)發(fā)研制海底低溫高壓環(huán)境下試驗(yàn)和施工的儀器設(shè)備，來(lái)應(yīng)對(duì)海洋工程施工環(huán)境復(fù)雜的問(wèn)題。需進(jìn)一步發(fā)展和完善含氣土的原位取樣和室內(nèi)制樣技術(shù)，為實(shí)驗(yàn)室條件下合理模擬和再現(xiàn)含氣土的工程特性奠定前提基礎(chǔ)。同時(shí)，可逐步積累和不斷豐富原位試驗(yàn)的測(cè)試資料，繼續(xù)深入研究含氣土層聲學(xué)參數(shù)和其物理、力學(xué)性質(zhì)之間的定量關(guān)系，開(kāi)發(fā)實(shí)施對(duì)含氣土海域內(nèi)工程建設(shè)穩(wěn)定性的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

[1]葉銀燦，陳俊仁.海底淺層氣的成因、賦存特征及其對(duì)工程的危害[J].東海海洋，2003，21（1）:27-36.

[2]USGS.Gas hydrate:What is it[OL].http://woodshole.er.usgs.gov/project-pages/hydrates/what.html，2009.

[3]Denk E W，Dunlap W A，Bryant L J.A pressurized core barrel for sampling gas-charged marine sediments[A].Proceedings of 13th offshore technology conference[C].Houston，TX：OTC，1981，43-52.

[4]Richards A F，Zuidberg H M.In-situ Determination of Strength of Marine Soils[A].Chaney R C，Demars K R.Strength Testing of Marine Sediments:Laboratory and In-situ Measurements，STP883[C].Philadelphia，PA：American Society for Testing and Materials，1985.11-40.

[5]胡高偉，業(yè)渝光，張劍，等.沉積物中天然氣水合物微觀分布模式及其聲學(xué)響應(yīng)特征[J].天然氣工業(yè)，2010，（3）：120-124.

[6]Sobkowicz J C，Morgenstern N R.An experimental investigation of transient pore pressure behavior in soils due to gas exsolution[A].Proceedings of the International Symposium on Prediction and Performance in Geotechnical Engineering[C].Canada：Taylor&Francis，1987.267-276.

[7]孔令偉，鐘方杰，郭愛(ài)國(guó)，等.杭州灣淺層儲(chǔ)氣砂土應(yīng)力路徑試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2009，30（8）:2 209-2 214.

[8]Hyodo M，Hyde A F L，Nakata Y.Triaxial compressive strength of methane hydrate[A].Proceedings of The Twelfth International Offshore and Polar Engineering Conference[C].Kitakyushu，Japan:ISOPE，2002.422-428.

[9]Grozic J L H，Nadim F，Kvalstad T J.On the undrained shear strength of gassy clays[J].Computers and Geotechnics，2005，32（7）:483-490.

[10]Jin S，Nagao J，Takeya S，et al.Structural investigation of methane hydrate sediments by microfcus X-ray computed tomography technique under high-pressure conditions[J].Japanese Journal of Applied Physcis，2006，45（27）:714-716.

[11]Santamarina J C，Ruppel C.The Impact of Hydrate Saturation on the Mechanical Electrical and Thermal Properties of Hydrate-Bearing Sand，Silts，and Clay[A].Proceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrates[C].Vancouver，Canada：ICGH，2008.

[12]KneafseyTJ，TomutsaL，MoridisGJ，etal.Methane hydrate formation and dissociation in partially saturated core-scale sand sample[J].Journal of Petroleum Science and Engineering，2007，56（1-3）：108-126.

[13]Stern L A，Kirby S H，Circone S，et al.Scanning electron microscopy investigations of laboratory-grown gas clathrate hydrates formed from melting ice，and comparison to natural hydrates[J].American Mineralogist，2004，89（8-9）:1 162-1 175.

[14]李清平，張旭輝，魯曉兵.沉積物中水合物形成機(jī)理及分解動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展[J].力學(xué)進(jìn)展，2011，41（1）:1-13.

[15]Johnston D H.Attenuation:A state-of-art Symmertry Seimic Wave Attenuation[J].Society of Exploration Geophysicists，1981， （2）：123-135.

[16]Cheng C H，David H Johnston.Dynamic and Static Moduli[J].Geophysical Research Letters.1981，（8）：39-42.

[17]Richardson MD，Briggs K B，Bentley S J， et al.The effects of biological and hydrodynamic processes on physical and acoustic properties of sediments off the Eel River[J].California Marine Geology，2002，182（1-2）:121-139.

[18]Anderson R，Liamedo M，Tohidi B，et al.Characteristics of Clathrate Hydrate Equilibria in Mesopores and Interpretation of Experimental Data[J].The Journal of Physical Chemistry B，2003，107（15）:3 500-3 506.

[19]Henry P，Thomas M，Clennell MB.Formation of natural gas hydrates in marine sediments—part 2:thermodynamic calculations of stability conditions in porous sediments[J].Journal of Geophysical Research B，1999，104 （B10）:23 005-23 022.

[20]盧博，李趕先，黃韶健.南沙海域淺層沉積物聲速與物理參數(shù)的相關(guān)關(guān)系[A].南沙海域聲光場(chǎng)論文集[C].北京:海洋出版社，1996.9-22.

[21]龔建明，王紅霞，陳建文.天然氣水合物在沉積層中的分布模式[J].海洋地質(zhì)動(dòng)態(tài)，2004，20（6）:6-8.

[22]盧博，梁元博.中國(guó)東南沿海海洋沉積物聲速與物理參數(shù)的統(tǒng)計(jì)相關(guān)[J].中國(guó)科學(xué)（B 輯），1994，24（5）:556-560.

[23]孟祥梅，劉保華，闞光明，等.南黃海中西部海底沉積物聲學(xué)特性及其影響因素分析[A].第十五屆中國(guó)海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C].北京:海洋出版社，2011.939-945.

[24]潘國(guó)富，葉銀燦，來(lái)向華，等.海底沉積物實(shí)驗(yàn)室剪切波速度及其與沉積物的物理性質(zhì)之間的關(guān)系[J].海洋學(xué)報(bào)，2006，28（5）:64-68.

[25]盧博，梁元博.海洋沉積物聲速與其物理—力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性[J].熱帶海洋，1991，10（3）:96-100.

[26]盧博，李趕先，黃韶健.海底淺層介質(zhì)切變波的初步研究[J].熱帶海洋學(xué)報(bào)，2004，23（4）:11-18.

[27]Thomas S D.The consolidation behavior of gassy soil[D].Oxford，UK：Oxford University，1987.

[28]Grozic J L H.The behavior of loose gassy sand and its susceptibility to liquefaction[D].Edmonton：University of Alberta.Canada，1999.

[29]Grozic J L H，Robertson P K，Morgenstern N R.The behavior of loose gassy sand[J].Canadian Geotechnical Journal，1999，36（3）：482-492.

[30]李洋輝，宋永臣，劉衛(wèi)國(guó)，等.天然氣水合物三軸壓縮試驗(yàn)研究進(jìn)展[J].天然氣勘探與開(kāi)發(fā)，2010，33（2）： 51-55.

[31]Yang S L，Kvalstad T，Solheim A， et al.Parameters studies of sediments in the Storegga Slide region[J].Geo-Mar Lett，2006，26：213-224.

[32]魏巍.南沙中砂天然氣水合物資源遠(yuǎn)景區(qū)海底沉積物的物理力學(xué)性質(zhì)研究[J].海岸工程，2006，25（3）:33-38.

[33]Masui A，Miyazaki K，Haneda H， et al.Mechanical Characteristics of Natural and Artifical Gas Hydrate Bearing Sediments[A].Proceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrates[C].Vancouver,Canada：ICGH，2008.

[34]魏厚振，顏榮濤，陳盼，等.不同水合物含量含二氧化碳水合物砂三軸試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)學(xué)報(bào)，2011，32（增2）:198-203.

[35]Wheeler S J.The stress-strain behavior of soils containing large gas bubbles[D].Oxford，UK：Oxford University，1986.

[36]Pietruszczak S，Pande G N.Constitutive relations for partially saturated soils containing gas inclusions[J].Journal of Geotechnical Engineering，1996，122（1）：50-59.

[37]Grozic J L H，Nadim F，Kvalstad T J.On the undrained shear strength of gassy clays[J].Computers and Geotechnics，2005，32（7）：483-490.

[38]劉峰.南海北部陸坡天然氣水合物分解引起的海底滑坡與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[D].北京：中國(guó)科學(xué)院，2010.

[39]Yousif MH，Abass H H，Sellm MS，et al.Experimental and theoretical investigation of methane gas hydrate dissociation in porous media[R].Richardson，TX：SPE，1991.

[40]Atigh E，Byrne P M.Liquefaction flow of submarine slopes under partially undrained condition:an effective stress approach[J].Canadian Geotechnical Journal，2004，41:154-165.

[41]Sun X F，Mohanty K K.Kinetic simulation of methane hydrate formation and dissociation in porous media[J].Chemical Engineering Science，2006，61（11）：3 476-3 495.

[42]王淑云，王麗，魯曉兵.天然氣水合物分解對(duì)海床中管道穩(wěn)定性的影響[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，15（S1）：428-432.

[43]安晨歌，張建紅，周敏，等.基于能量上限法的海底緩邊坡滑坡機(jī)理分析[J].西北地震學(xué)報(bào)，2011，33（增）：105-109.