第九届青年地学论坛

天然气水合物是最具开发潜力的新型替代能源之一，水合物开采极易引发沉积物破坏失稳，甚至导致大规模海底滑坡，严重威胁海底基础设施。本研究首先推导了一种考虑热-水-化(THC)耦合作用的实时超孔压求解格式，建立水合物饱和度与超孔压之间的内在关系；进一步，基于无限坡极限平衡理论，发展水合物注热开采下海底斜坡动态稳定性的简化评价方法，并开发相应的数值模拟及计算程序。利用该方法研究了南海神狐海域典型含水合物斜坡在两种不同时间尺度下的动态响应，案例Ⅰ：气候变暖导致海底面温度逐渐升高；案例Ⅱ：水合物注热开采引起水合物储层内部温度急剧升高，并提出了合理化的开采建议。对两种不同时间尺度下，海底水合物斜坡的破坏过程及可能的破坏模式进行了实验模拟，总结识别了两种破坏模式：a）盘状破坏；b）刺穿破坏。研究成果为深刻认识水合物分解引起的海底斜坡失稳破坏机理、实现水合物的安全可持续开发和海洋地质灾害风险的科学评估提供了重要依据。
 

水合物分解; 海底斜坡稳定性; 破坏机制; 多场耦合模拟; 室内模型试验