摘要
随着海洋油气资源的开发，海床稳定性问题已成为近年来的研究热点。波浪作用下海床滑动失稳特征和机制的研究，对海洋工程安全设计与海底地质灾害预测具有重要意义。 本文针对波浪作用下海床的稳定性问题，以砂土海床和软土海床为研究对象，通过理论分析和数值计算相结合的方法，对波致海床滑动稳定性计算方法进行了探讨，分析了不同计算方法的适用性；在此基础上，基于海床的有效应力状态，对波浪作用下砂土海床和软土海床的滑动机制与滑动特征进行了研究，揭示了波致砂土海床和软土海床不同的滑动失稳机制，阐明了不同影响因素下砂土海床和软土海床的滑动失稳特征及其原因。 论文的主要研究结论如下： （1）对于砂土海床，建议采用部分应力状态法和全应力状态法进行波致海床滑动稳定性分析，不宜采用传统极限平衡法进行分析；对于软土海床，传统极限平衡法、部分应力状态法和全应力状态法均可用于波致海床滑动稳定性的计算，但全应力状态法的适用性更好。 （2）波浪作用下砂土海床与软土海床的滑动失稳机制存在明显的差别。波致砂土海床滑动失稳的主要原因在于波浪作用引起向上的渗流力导致海床抗滑力降低，进而引发滑动失稳，故砂土海床的初始滑动区位于波谷；而波致软土海床的滑动失稳，则主要是由于波致海床下滑力的增加所致，故软土海床发生滑动失稳的区域基本关于波节点对称。 （3）波浪瞬态作用下，饱和度、海床厚度对砂土海床滑动区分布特征影响较大。同一海床厚度下饱和度越小，海床越容易失稳。同一饱和度下，当海床计算厚度约为波长的0.2倍（h/L=0.2）时，海床的滑动范围和滑动深度最大；h/L≥0.8后，滑动区范围和深度基本不再发生变化。浮重度与内摩擦角的增大，均会导致海床滑动区范围变小，深度变浅，但其变化程度与具体的计算参数有关。 （4）波浪持续作用下，砂土海床滑动区随波浪作用时间呈渐进性发展，其滑动深度和滑动范围不断增大。波浪作用时间较短时，海床滑动区呈现明显的二维特征，主要位于波谷，波浪瞬态响应的影响显著；随着波浪作用时间的增加，滑动区逐渐扩展至整个波长范围，一定深度范围内海床的滑动区呈现出一维特征，波浪瞬态响应的影响减弱，累积响应的影响逐渐增强。海床计算厚度越大、浮重度、渗透系数、内摩擦角越小，海床滑动失稳区域越大。 （5）坡度不大于2°的软土海床，在波浪作用下的最危险滑动面位置仅与波长有关，其滑动深度基本为波长的0.21倍，滑动面半弦长为波长的0.33倍。海床表面波压力的大小只影响最危险滑动面安全系数的数值，不影响其位置。浮重度的增大会导致缓坡角软土海床最危险滑动面安全系数的降低。
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