2.2　工程地质

我国海岸线长，其中大陆岸线约为18000km，北部起始点为鸭绿江口，南部终点为北仑河口，近海区域面积广，表层土体特性差别较大。根据薛鸿超、蔡锋、孙湘平等的研究，水深30m以内近海表层土体主要可分为三类：基岩类、砂砾质和淤泥质类，具体见表2.1。

浙江、福建所占基岩海岸最长，分别约为750km、620km，占本省岸线总长的42％、20％。全国基岩海岸总长占海岸线总长的1/4以上。这些基岩海岸的主要环境特点是：岸线曲折，湾岬相间；岸坡陡峭，滩沙狭窄；波浪作用为主，潮汐和风暴作用也较为显著；岸滩侵蚀与堆积交错多变。

辽宁所占砂砾质海岸最长，为850km，占本省岸线总长的43％。这些砂砾质海岸的主要环境特点是：岸线平顺；沙坝-潟湖发育；岸坡较坦，滩沙稍宽；砂砾来自中、小山溪性河流和海岸、岛屿侵蚀；波浪作用为主，并经常引起沿岸飘沙。

江苏所占粉砂淤泥质海岸最长，为880km，占本省岸线总长的93％。这些淤泥质海岸按地貌形态特点还可以分为平原型（如苏北海岸）、河口湾型（如杭州湾、珠江口伶仃洋沿岸）、港湾型（如闽北罗源湾）等类型。各种类型的海岸形态不同，但一般都以淤积为主。淤泥质海岸总长达4000km以上，约占全国海岸线总长的1/4左右。这些淤泥质海岸的主要环境特点是：岸线平直，一般位于大河河口两侧；岸坡坦缓、潮滩发育、宽而分带；组成泥沙颗粒很细（中值粒径d50小于0.06mm），并常含有机质；潮流、波浪作用显著，以潮流作用为主；潮滩冲淤变化频繁、潮沟周期摆动明显。

对于基岩类地基，桶形基础难以下沉。砂砾质类地基承载力相对较高，海上平台桶形基础应用较多，且欧洲海上风电开发首次采用桶形基础就是在砂质地基中，开发研究过程中积累了较多的经验。淤泥质类地基承载力很低，荷载作用下变形大，难以采用重力式基础；采用桩基结构时需穿过淤泥层，淤泥层较深厚时，在水平荷载、弯矩荷载作用下受力特性较差，急需探索更为经济合理的风机基础型式。同时考虑我国近海海域淤泥质地质情况分布范围较广，主要以淤泥质类地层为研究对象。

聂年圣从成因及微观结构角度出发，对天津、连云港、宁波和广州地区黏土进行了分析，具体见表2.2。

高国瑞对我国区域性土的分布和工程性质进行了深入的研究，根据其研究成果，近海淤泥质类土体的基本性质见表2.3。

由表2.2和表2.3可以看出，虽然不同区域的土体成因不同，但主要结构类型均为絮状链接结构，其特点是性质比较均匀，但对扰动较为敏感；孔隙比大，承载特性较差，多数含一定的有机物质。由于土体厚度及土体性质对桶形基础受力特性影响较大，对典型淤泥质地质的分布及土体特性进行了调查，见表2.4，需要说明的是，取样深度较大时土体工程特性较好。

本书作者在江苏响水近海海域做了详细的地质勘察（图2.1），现场取出的典型土样如图2.2所示，得到的典型土体特性成果见表2.5。

可以看出，江苏响水土样具有一定的代表性。为了进行后续桶形基础承载特性分析，后来又在江苏响水潮间带现场取样进行室内试验，主要包括颗粒分析、液限、塑限、等向固结和排水剪切试验，现场取样情况如图2.3所示；液限、塑限等试验成果见表2.6；颗粒分析曲线如图2.4所示；将固结试验得到的成果绘制在e-p平面及e-lnp平面内，如图2.5、图2.6所示，得到剑桥模型参数，λ=0.057，κ=0.03；将排水剪切试验得到的成果汇在p′-q′平面内，如图2.7所示，得到剑桥模型参数M=0.99。