海底沉积物力学性质影响声速的物理机制

利用声学方法提取海底沉积层物理一力学性质的信息,是近年得到迅速发展的一种海底调查方法,近一、二十年间利用电子显微镜观测技术,发现沉积物一些重要的微观特征,如沉积物颗粒堆垒状态、孔隙结构和孔隙纵横比等,对声在海底沉积物中的传播特性,特别是对于沉积物的声速,具有不能忽视的影响,为了阐明海底沉积物结构-力学因素影响声传播特性的物理机制,本文研究了沉积物微观结构与其宏观声学表现之间的关系,并以南海西北部一个有代表性的陆架海区为例,对17个现场测站的一系列测试数据进行回归分析,结果表明,采用无侧限抗压强度qu作为等效因子来综合地表达海底沉积物颗粒堆垒和孔隙结构的宏观效应,可作为利用孔隙度n计算沉积层声速c的一个补充修正项;对于本海区,可得到下面形式的经验公式: f（c,n,qu）=c-4195+90.5833n-0.7695n2+94.6968qu-64.4603qu2=0,它提高了不考虑孔隙结构的常用公式（如Anderson公式）的计算精度,同时免除了为修正声速计算而对微观孔隙进行测量统计的必要性。