砂质海底沉积物压缩波速与物理参数关系试验研究
【摘要】 砂土是主要的海底沉积物类型之一，明确砂质沉积物声学与物理性质的关系对海底底质和地层探测至关重要。本文利用超声探测仪和自制的试样制备测试装置，模拟制备不同沉积状态的砂土试样，同步开展超声测试和物理性质测试，探讨砂质沉积物声速测试方法及影响因素，揭示砂质沉积物压缩波速与物理参数的内在联系。试验结果和分析表明:换能器接触管壁的间接测量方法中，声波多路径传播可显著影响沉积物声速测量的准确性，而换能器接触试样的直接测量方法可避免这一影响;30 kHz至100 kHz的不同频率对压缩波速测量结果没有明显影响。砂质沉积物的压缩波速与密度、孔隙度、含水率有较好的相关性，相关系数分别为0.87、0.86、0.84，并且随密度的增大而增大，随孔隙度、含水量的增大而减小。砂质沉积物的压缩波速与中值粒径的相关系数小于0.6，对物质组成不敏感。另外，与声速相比，砂质沉积物的声阻抗与密度、孔隙度、含水量的相关性更高。砂质沉积物压缩波速对饱和度非常敏感，例如，饱和度从0.971增至0.994时，压缩波速从393.3 m·s−1急剧增大到748.5 m·s−1，需特别注意。
