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Journal of Tropical Oceanography >

2018 , Vol. 37 >Issue 4: 81 - 88

DOI: https://doi.org/10.11978/2017122

Orginal Article

Optimization of temperature and time of acoustic physics parameters of seafloor sediment in the South China Sea

  • LUO Yun , 1, 2 ,
  • HOU Zhengyu 1 ,
  • TIAN Yuhang 1, 2 ,
  • XU Antao 1, 2 ,
  • CHEN Zhong , 1
Expand
  • 1. CAS Key Laboratory of Ocean and Marginal Sea Geology, South China Sea Institute of Oceanology, Guangzhou 510301, China
  • 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Corresponding author: CHEN Zhong. E-mail:

Received date: 2017-11-12

  Request revised date: 2017-12-18

  Online published: 2018-07-16

Supported by

National Natural Science Foundation (41376057, 41676056);National Science and Technology Support Program (2014BAB14B01)

Copyright

热带海洋学报编辑部
Fold

Abstract

Physical parameters such as water content, density and porosity of marine sediments are important for studying acoustic characteristics of sediments. Due to the complex and variety of the marine sediments in the South China Sea and precious deep-sea sediment samples, it is necessary to accurately determine the physical parameters of these sediment samples and make sure no damage to their chemical properties. However, the current measuring methods cannot meet the demands. In this study, we determined and analyzed the changing trends and characteristics of the water content, density, porosity of the clay, silt, and sand in three typical sediments with the drying time under different temperature (60, 80, 100, and 120℃) by using circular knives method and dryer method. The results are as follows. 1) The higher the temperature, the shorter the time of the total loss of pore water, and the periodic characteristics of the water loss process for the same type of sediment. 2) The times of typical sediments completely lose the pore water are in the order of tsand<tsilt<tclay; and at different time periods, the rate of pore water loss is quite different, which is mainly related to the particle size, the gap between particles and the loss of moisture contained in sediments in the later stage of drying. 3) The drying temperature of 80℃ is advisable, if the sediments is also needed for further comprehensive utilization and analysis, and the reference time and critical time are calculated for the complete drying of the three sediments. 4) Physics parameter of the critical time generation into the experience equation for velocity prediction is feasible at 80℃.

Key words： South China Sea; marine sediment; physical parameter; temperature; time

Cite this article

LUO Yun , HOU Zhengyu , TIAN Yuhang , XU Antao , CHEN Zhong . Optimization of temperature and time of acoustic physics parameters of seafloor sediment in the South China Sea[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2018 , 37(4) : 81 -88 . DOI: 10.11978/2017122

海洋沉积物的含水率、密度和孔隙度等物理参数是沉积物声学特性研究中的重要指标, 其与沉积物声学特性关系密切, 不仅可以用来证实海底地声模型的有效性和推导模型中的某些未知参数(Buckingham, 2005; Jackson et al, 2007), 而且可用来建立海底沉积物声学特性与物理性质之间的经验公式, 对预测沉积物的声学特性(如声速和声衰减等)和声速反演都至关重要(卢博, 1994、1995; 卢博 等, 1994; 邹大鹏 等, 2008; Kan et al, 2017)。海洋沉积物受物源、环境、水动力等因素的影响, 形成不同的沉积物类型, 在Shepard沉积物三角图分类方案中, 端元组分为砂、粉砂和黏土, 根据端元组分含量可再细分沉积物类型。由于深海沉积物获取困难, 样品极其珍贵, 要求在精确测定沉积物声学物理参数时, 无损害地保持沉积物化学性质, 以备矿物、地球化学研究使用, 因此对样品烘干的温度和时间需要精准控制。传统的测定方法(国家质量技术监督局 等, 1999)对样品烘干温度、烘干时间都不够精细, 制约和影响了海洋沉积物声学研究中的工作效率和对样品化学性质保存的完整性。
本文选取南海典型的砂、粉砂、黏土三种沉积物类型, 按沉积物声学测试要求测定含水率和湿密度, 在不同温度条件下(60℃、80℃、100℃和120℃), 分别测定和研究了砂、粉砂和黏土样品的含水率和湿密度变化, 给出了合适的烘干温度和时间, 分析了沉积物声学相关物理参数变化对不同声速预报方程的偏差, 研究结果可为估算沉积物样品的物理参数烘干时间提供参考, 同时可为海洋工程地质实践和岩土工程勘察等提供有价值数据。

1 样品与方法

本文使用的砂、粉砂、黏土三种典型沉积物为2017年利用箱式取样器在南海海域采集(图1), 其中站位A位于大陆架, 不含珊瑚砂, 站位B、C位于南海中央海盆, 水深均超过4000m, 属于深海沉积物。
Fig. 1 Sampling locations in the South China Sea

图1 取样站位图

1.1 粒度测试

取约1g样品, 放置在烘箱中于80℃, 烘干, 用蒸馏水浸泡并滴加0.05N六偏磷酸钠, 在烧杯中静置24h, 并用超声波振荡仪振荡15min, 然后上机测试。每个样品测试3次, 测试结果取平均值。测试仪器为英国马尔文公司Mastersizer 2000型激光衍射粒度分析仪, 测量范围0.02~2000μm, 相对误差小于2%。沉积物按照《海洋调查规范 第8部分海洋地质地球物理调查》(GB/T12763.8-2007)(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 等, 2008)规范命名。
A、B、C三站位的沉积物类型投图见图2, 为砂、粉砂、黏土的端元类型。
Fig. 2 Ternary diagrams for classification of the sediment

图2 砂、粉砂、黏土端元类型投影图

1.2 含水率和湿密度测试

烘干法和环刀法是测试海底浅表层沉积物含水率和湿密度的经典方法。实验用工具或设备为60cm3不锈钢环刀、DGX-9143B-1型电热烘箱、JA5003型电子分析天平。实验设置4组温度, 分别是60℃、80℃、100℃和120℃。
实验步骤如下:
1) 在实验开始前, 首先对实验所用工具或设备进行调试和校准, 确保实验精度。
2) 利用电子分析天平对实验所用的不锈钢环刀进行称重并记录, 然后利用不锈钢环刀对砂、粉砂和黏土样品进行分样, 切取砂、粉砂和黏土样品各3份, 并测定样品和环刀的质量。
3) 将烘箱温度调整至实验温度, 当温度恒定后, 将切取的样品放入到烘箱中并开始计时, 此后每隔0.5h将砂样品取出(粉砂和黏土样品的取出时间间隔为1h), 迅速称重后, 放回设定温度的烘箱中继续烘干。
4) 重复操作步骤3, 当样品重量变化小于0.01g, 可认为样品已烘干。
5) 计算沉积物样品的含水率、密度、孔隙度和失水率。
$\omega =\left( \frac{{{m}_{1}}-{{m}_{0}}}{{{m}_{2}}-{{m}_{0}}}-1 \right)\times 100$%
${{\rho }_{1}}=\frac{{{m}_{1}}-{{m}_{0}}}{v}$
${{\rho }_{2}}=\frac{{{m}_{2}}-{{m}_{0}}}{v}$
$n=\left( 1-\frac{{{\rho }_{2}}}{{{G}_{s}}} \right)\times 100$%
$a=\frac{\Delta }{({{m}_{2}}-{{m}_{1}})}\times 100$%
式中: ω为含水率; ρ1为湿密度(单位: g•cm-3); ρ2为干密度(单位: g•cm-3); n为孔隙度; α为失水率; m0为环刀的质量(单位: g); m1为切取的样品加环刀的质量(单位: g); m2为烘干后样品加环刀的质量(单位: g); Gs为颗粒比重; ∆为样品失水量(单位: g); V为环刀体积(单位: cm3)。
实验在中国科学院南海海洋研究所完成, 每种样品取3个试样, 测试结果取平均值, 相对误差小于2%。

2 结果与分析

2.1 沉积物声学物理参数

测定的砂、粉砂、黏土沉积物的湿密度分别为2.04g•cm-3、1.48g•cm-3和1.41g•cm-3, 其中砂的湿密度比南海其他海域的稍高(表1), 粉砂、黏土的湿密度在南海测定样品的范围内。砂、粉砂、黏土含水率分别为29.5%、132.3%、170.1%, 位于南海样品的变化范围内。根据测定的含水率、湿密度和颗粒比重, 计算了沉积物的干密度和孔隙度, 与前人测试结果接近(表1)。
Tab. 1 Determination of physical parameters of sediments

表1 测定的沉积物物理参数

沉积物类型 湿密度/(g•cm-3) 干密度/(g•cm-3) 含水率/% 比重 孔隙度
砂 本文 2.04 1.58 29.5 2.64 0.403
南海a 1.68~2.02 1.12~1.64 19.3~54.8 - 0.362~0.800
粉砂 本文 1.48 0.64 132.3 2.69 0.762
南海b 1.33~1.67 0.55~1.02 61.4~156.0 - 0.607~0.868
黏土 本文 1.41 0.52 170.1 2.72 0.808
南海 - - - - -

注: a表示文献数据来源于Chen et al, 1988; 潘国富, 2003; 卢博 等, 2005; 卢博 等, 2006b; 邹大鹏 等, 2007; 洪刚 等, 2011; 田雨杭, 2016; 田雨杭 等, 2016; b表示文献数据来源于潘国富, 2003; 卢博 等, 2006b; 邹大鹏 等, 2009、2012; Lu et al, 2010; Hou et al, 2015; 田雨杭 等, 2016; -表示数据缺省

2.2 烘干时间、温度制约关系

2.2.1 砂
砂粒径范围63~2000μm, 根据粒径不同, 可细分为细砂(63~250μm)、中砂(250~500μm)和粗砂(500~2000μm)。砂是海洋沉积物的重要组成部分, 可由岩石碎屑、生物骨骼、珊瑚碎屑、海底火山物质以及自生矿物组成。南海的砂主要分布在水深小于200m的沿岸、大陆架和部分岛礁附近(张富元 等, 2004; 邱燕 等, 2008; 陈泓君 等, 2014; 李亮 等, 2014; 中国地质调查局广州海洋地质调查局, 2015; 肖晓 等, 2016), 分布范围较广。
不同温度下, 砂失水率随烘干时间的变化很大, 如图3所示, 在120℃、100℃、80℃和60℃时, 砂完全失水的时间分别为7h、9h、11h和28h。另外在120℃、100℃、80℃和60℃时, 分别在0~3h、0~4h、0~8h和0~20h内, 曲线较陡, 砂失水速率极快, 随后曲线趋于平缓, 失水速率大大降低。温度越高失水速率越快, 且随着温度的升高, 失水率曲线呈从平滑到突变的趋势。
Fig. 3 Temporal change of water loss of sand sediment under different temperatures

图3 不同温度下, 砂沉积物失水率随烘干时间的变化

2.2.2 粉砂
粉砂粒径范围4~63μm, 还可细分为细粉砂(4~16μm)、中粉砂(16~32μm)和粗粉砂(32~63μm)。南海海域的粉砂主要分布在西沙的永兴岛和东岛附近、中央海盆西南部和中部部分海域以及南沙部分海域(中国地质调查局广州海洋地质调查局, 2015)。
对不同温度时的粉砂失水率随烘干时间的变化进行分析, 如图4所示, 在120℃、100℃、80℃和60℃时, 粉砂完全失水的时间分别为14h、26h、37h和81h。此外, 在120℃、100℃、80℃、60℃时, 分别在0~10h、0~16h、0~30h和0~56h内, 曲线较陡, 粉砂沉积物失水速率极快, 随后曲线趋于平缓, 失水速率大大降低。同时, 与砂相似, 温度越高失水速率越快, 但总体上粉砂的失水率曲线比砂的更为平滑, 无突变点, 说明失水速率平缓。
Fig. 4 Temporal change of water loss of silt sediment under different temperatures

图4 不同温度下, 粉砂沉积物失水率随烘干时间的变化

2.2.3 黏土
黏土粒径范围0~4μm, 还可细分为细黏土(0~1μm)和粗黏土(1~4μm)。南海海域的黏土主要分布于中央海盆中部、南部海域以及黄岩岛附近及其南部海域(中国地质调查局广州海洋地质调查局, 2015)。
不同温度下, 黏土失水率随烘干时间的变化很大, 如图5所示, 在120℃、100℃、80℃和60℃时, 黏土完全失水的时间分别为15h、28h、39h和84h。此外, 在120℃、100℃、80℃、60℃时, 分别在0~11h、0~18h、0~34h和0~68h内曲线较陡, 黏土失水速率相对较快, 随后曲线趋于平缓, 失水速率较慢。
Fig. 5 Temporal change of water loss of clay sediment under different temperatures

图5 不同温度下, 黏土沉积物失水率随烘干时间的变化

2.2.4 时间、温度相互制约关系分析
海底沉积物是一种固体颗粒与粒间流体组成的水饱和多孔介质(卢博 等, 2007)。海底沉积物经过堆积后, 其颗粒大小一般不会随着环境而改变, 砂、粉砂、黏土组分的含量以及沉积物颗粒间的间隙大小决定着密度和孔隙度, 从而影响沉积物声学特性及其潜在工程应用。海底沉积物类型较为复杂, 主要是受沉积物来源和水动力作用影响, 不同沉积物类型的密度和孔隙度不同。
如图6所示, 在同一温度下, 三种沉积物完全失去孔隙水所需要的烘干时间均是t砂<t粉砂<t黏土, 即失水速率v砂>v粉砂>v黏土, 这主要与砂、粉砂、黏土的颗粒大小与颗粒间的间隙大小逐渐减小有关。随着烘干温度的逐渐升高, 砂的失水率曲线越来越陡峭, 失水速率越来越大, 与粉砂和黏土沉积物相比, 失水速率差别也越来越明显。而粉砂和黏土的失水率曲线较为相似, 随着烘干温度的逐渐升高, 两者之间并没有明显的差别, 这可能与粉砂和黏土的孔隙度差别不大有关。另外, 在120℃、100℃、80℃和60℃时, 分别在9h、10h、14h和40h时, 粉砂和黏土的失水率开始趋于相同, 可能有两方面的原因, 一是粉砂和黏土的颗粒大小与颗粒间的间隙大小相差不大, 二是此时二者中所含的水分均已大部分被烘干流失。
Fig. 6 Temporal changes of water loss of three sediments under different temperatures

图6 不同温度下, 三种沉积物失水率随时间的变化
a. 60℃; b. 80℃; c. 100℃; d.120℃

南海海底沉积物类型多样、成分复杂, 特别是深海沉积物样品珍贵, 海底沉积物中各种元素和矿物的含量、组合、分布可以反映沉积物的来源、搬运形式、沉积的物理化学乃至气候环境、沉积机理等多个方面信息(林学辉 等, 2015)。因此, 需精确测定沉积物声学物理参数并无损害地保持沉积物化学和矿物学性质, 以便进行后续的其他学科领域的测试研究, 高效地利用海底沉积物样品。然而, 高温(如120℃、100℃)时会导致沉积物的化学性质发生变化, 影响样品多用途利用, 而温度太低(如60℃)则所需烘干时间太久, 效率较低。因此, 综合考虑, 在对海底沉积物声学相关的物理参数进行测试时, 建议烘干温度在80℃左右为宜。

2.3 80℃时, 烘干时间对沉积物声速预测的影响

沉积物的声学特性与其物理性质如孔隙度、密度等密切相关, 国内外的学者对二者的相互关系进行了大量的研究, 提出了声学特性与其物理性质间的经验公式和声学传播理论。以经验方程为例, 代表性成果有Anderson (1974)、Hamilton (1980)、Orsi 等(1990)、周志愚等(1983)、卢博(1994)、卢博等(2006a)、唐永禄(1998)、邹大鹏等(2007)和侯正瑜等(2013)等, 他们都总结了海底沉积物声学的预测方程, 沉积物中声速与含水率以及与孔隙度关系的代表性经验方程有:
(1) 声速与含水率关系经验方程
卢博公式(卢博, 1994):
vp=1809.7-11.17ω+0.08ω2
(2) 声速与孔隙度关系经验方程
Anderson公式(Anderson, 1974):
vp=2506-27.58n+0.1868n2
Hamilton公式(Hamilton, 1980):
vp=2455.9-21.71n+0.126n2
Orsi和Dunn公式(Orsi et al, 1990):
vp=2527.4-27.132n+0.1782n2
周志愚等公式(周志愚 等, 1983):
vp=962+co-27.58n+0.186n2
唐永禄公式(唐永禄, 1998):
vp=942+co-25.02n+0.156n2
卢博等公式(卢博 等, 2006a):
vp=2369.07-25.53n+0.185n2
侯正瑜等公式(侯正瑜 等, 2013):
vp=1841-11.75n+0.08665n2
(3) 声速与孔隙度和含水率双参数关系经验方程
邹大鹏等公式(邹大鹏 等, 2007):
vp=1793.333-7.9462n+0.473939ω
式中: vp为沉积物纵波声速(单位: m•s-1)
从图6b中可知, 砂、粉砂、黏土三种海底沉积物在80℃进行烘干时, 分别在0~8h、0~30h和0~34h内失水速率极快, 而后失水速率很慢。经计算, 在80℃下烘干8h、30h和34h时, 对应的砂、粉砂、黏土沉积物的失水率均已超过99%。若将此时的时间记作临界时间, 认为此时沉积物已经烘干, 并将数值带入经验方程进行声速估算, 则产生的偏差如表2。使用公式(1)~(9)对临界时间的物理参数进行声速预报, 与使用完全烘干后测得的物理参数进行声速预报值相比, 得到的偏差最大值为0.29%, 最小值为0, 其中砂的声速偏差范围为0.12%~0.29%, 粉砂为-1.74%~0.13%, 黏土为-0.02%~0.68% (表2)。因此, 在温度为80℃时, 将临界时间处的物理参数带入经验方程进行声速预报是可行的。估算了砂、粉砂、黏土三种沉积物在4种实验温度下的临界烘干时间(表3), 经验证, 临界时间处计算得到的失水率和孔隙度偏差均小于1%。
Tab. 2 The sound velocity prediction deviation of critical time and total drying at 80℃

表2 80℃下, 临界时间与完全烘干的声速预报偏差

沉积物
类型		 失水率/% 含水率
偏差/%		 孔隙度
偏差/%		 公式(1)偏差/% 公式(2)偏差/% 公式(3)偏差/% 公式(4)偏差/% 公式(5)偏差/% 公式(6)偏差/% 公式(7)偏差/% 公式(8)偏差/% 公式(9)偏差/%
砂 99.12 1.02 0.97 0.13 0.29 0.25 0.29 0.29 0.29 0.26 0.12 0.18
粉砂 99.29 2.34 0.55 -1.74 -0.02 0.07 0.00 -0.02 0.04 -0.07 -0.04 0.13
黏土 99.30 -0.55 -0.12 0.68 0.02 -0.01 0.01 0.02 0.00 0.03 0.02 -0.02
Tab. 3 The critical time of three types of sediments under four different experimental temperatures

表3 三类沉积物在4种实验温度下的临界时间(单位: h)

沉积物类型 120℃ 100℃ 80℃ 60℃
砂 3 4 9 18
粉砂 9 16 30 60
黏土 10 18 34 72

3 结论

1) 南海典型沉积物类型砂、粉砂和黏土含水率分别为29.5%、132.3%和170.1%; 湿密度分别为2.04 g·cm-3、1.48 g·cm-3和1.41 g·cm-3;孔隙度分别为0.40、0.76和0.81,均与测定的南海沉积物的结果相似。
2) 温度越高, 沉积物完全失去孔隙水的时间越短。同一温度下,沉积物失去孔隙水的时间为t砂<t粉砂<t黏土; 不同时间段, 失去孔隙水的速率差异较大, 主要与沉积物的颗粒粒径、颗粒间的间隙大小有关。
3) 估算了三种沉积物完全烘干的参考时长和临界时间, 建议声学沉积物样品的烘干温度以80℃左右为宜。且在温度为80℃时, 将临界时间处的物理参数带入经验方程进行声速预报是可行的。

The authors have declared that no competing interests exist.

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within
1
陈泓君, 彭学超, 朱本铎, 等, 2014. 南海1∶100万海南岛幅海洋区域地质调查与编图成果综述[J]. 海洋地质与第四纪地质, 34(6): 83-96.

CHEN HONGJUN, PENG XUECHAO, ZHU BENDUO, et al, 2014. A brief review of 1: 1000000 marine geological survey and mapping results of the Hainan sheet in the South China Sea[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 34(6): 83-96 (in Chinese with English abstract).

2
国家质量技术监督局, 中华人民共和国建设部, 1999. GB/T 50123-1999 土工试验方法标准[2007版][S]. 北京: 中国计划出版社 (in Chinese).

3
洪刚, 吴百海, 邹大鹏, 2011. 温度对海底沉积物声学特性影响实验研究[J]. 热带海洋学报, 30(6): 70-73.

HONG GANG, WU BAIHAI, ZOU DAPENG, 2011. Experimental study on acoustic characteristics of seafloor sediment on effects of temperature[J]. Journal of Tropical Oceanography, 30(6): 70-73 (in Chinese with English abstract).

4
侯正瑜, 郭常升, 王景强, 2013. 南沙海域深水区表层沉积物声速与孔隙度相关关系[J]. 海洋科学, 37(7): 77-82.

HOU ZHENGYU, GUO CHANGSHENG, WANG JINGQIANG, 2013. Surface sediments acoustic velocity and porosity correlation in Nansha sea area abyssal region[J]. Marine Sciences, 37(7): 77-82 (in Chinese with English abstract).

5
李亮, 陈忠, 刘建国, 等, 2014. 南海北部表层沉积物类型及沉积环境区划[J]. 热带海洋学报, 33(1): 54-61.

LI LIANG, CHEN ZHONG, LIU JIANGUO, et al, 2014. Distribution of surface sediment types and sedimentary environment divisions in the northern South China Sea[J]. Journal of Tropical Oceanography, 33(1): 54-61 (in Chinese with English abstract).

6
林学辉, 辛文彩, 徐磊, 2015. 海洋沉积物含水率对部分碱金属及碱土金属元素含量的影响及意义[J]. 海洋科学, 39(12): 106-111.

LIN XUEHUI, XIN WENCAI, XU LEI, 2015. Effect of water content on certain alkali and alkali-earth elements in marine sediments[J]. Marine Sciences, 39(12): 106-111 (in Chinese with English abstract).

7
卢博, 1994. 海底浅层沉积物声速与物理性质[J]. 科学通报, 39(5): 435-437 (in Chinese).

8
卢博, 梁元博, 1994. 中国东南沿海海洋沉积物物理参数与声速的统计相关[J]. 中国科学(B辑), 24(5): 556-560.

LU BO, LIANG YUANBO, 1995. Statistical correlation of physical parameters with sound velocity in marine sediments of South and East China Seas[J]. Science in China (Series B), 38(5): 613-618 (in Chinese with English abstract).

9
卢博, 1995. 用声速Cp和Cs判别沉积物性质[J]. 台湾海峡, 14(2): 118-123.

LU BO, 1995. Judging sediment property from sound velocity Cp and Cs[J]. Journal of Oceanography in Taiwan Strait, 14(2): 118-123 (in Chinese with English abstract).

10
卢博, 李赶先, 黄韶健, 等, 2005. 中国黄海、东海和南海北部海底浅层沉积物声学物理性质之比较[J]. 海洋技术, 24(2): 28-33.

LU BO, LI GANXIAN, HUANG SHAOJIAN, et al, 2005. The Comparing of seabed sediment acoustic-physical properties in the Yellow Sea, the East China Sea and northern the South China Sea[J]. Ocean Technology, 24(2): 28-33 (in Chinese with English abstract).

11
卢博, 李赶先, 孙东怀, 等, 2006a. 中国东南近海海底沉积物声学物理性质及其相关关系[J]. 热带海洋学报, 25(2): 12-17.

LU BO, LI GANXIAN, SUN DONGHUAI, et al, 2006. Acoustic-physical properties of seafloor sediments from nearshore southeast China and their correlations[J]. Journal of Tropical Oceanography, 25(2): 12-17 (in Chinese with English abstract).

12
卢博, 李赶先, 黄韶健, 2006b. 在轴向应力-应变下海底沉积物声速及其变化[J]. 海洋学报, 28(2): 93-100.

LU BO, LI GANXIAN, HUANG SHAOJIAN, 2006. The sound velocity variation in seafloor sediments on its axial stress-strain course[J]. Acta Oceanologica Sinica, 28(2): 93-100 (in Chinese with English abstract).

13
卢博, 李赶先, 黄韶健, 2007. 用声学三参数判别海底沉积物性质[J]. 声学技术, 26(1): 6-14.

LU BO, LI GANXIAN, HUANG SHAOJIAN, 2007. Discrimination of seafloor sediment properties from sound velocity waveform and amplitude[J]. Technical Acoustics, 26(1): 6-14 (in Chinese with English abstract).

14
潘国富, 2003. 南海北部海底浅部沉积物声学特性研究[D]. 上海: 同济大学: 1-107.

PAN GUOFU, 2003. Research on the acoustic characteristics of seabed sediments in the northern South China Sea[D]. Shanghai: Tongji University: 1-107 (in Chinese with English abstract).

15
邱燕, 钟和贤, 刘坚, 2008. 南海中南部表层沉积物类型、分布与水动力条件[J]. 南海地质研究, (1): 1-13.

QIU YAN, ZHONG HEXIAN, LIU JIAN, 2008. Type, distribution and hydrodynamic condition of seafloor sediments in the middle and southern parts of South China Sea[J]. Geological Research of South China, (1): 1-13 (in Chinese with English abstract).

16
唐永禄, 1998. 海底沉积物孔隙度与声速的关系[J]. 海洋学报, 20(6): 39-43.

TANG YONGLU, 1998. The relationship between porosity of sea bed sediment and sound velocity[J]. Acta Oceanologica Sinica, 20(6): 39-43 (in Chinese with English abstract).

17
田雨杭, 2016. 琼东南海域沉积物声学特征及粒度模式反演声学特性研究[D]. 广州: 中国科学院南海海洋研究所: 1-69.

TIAN YUHANG, 2016. Research on the acoustic properties and the inversion of geoacoustic parameters using the grain size of surface sediments Southeast off Hainan Island[D]. Guangzhou: South China Sea Institute of Oceanology, CAS: 1-69 (in Chinese with English abstract).

18
田雨杭, 陈忠, 刘吉睿, 等, 2016. 琼东南外海海底沉积物粒度组分对孔隙度、声速的影响[J]. 热带海洋学报, 35(3): 48-54.

TIAN YUHANG, CHEN ZHONG, LIU JIRUI, et al, 2016. Influence of the grain size on the porosity and acoustic velocity of offshore surface sediments in the Southeastern Hainan island[J]. Journal of Tropical Oceanography, 35(3): 48-54 (in Chinese with English abstract).

19
肖晓, 石要红, 冯秀丽, 等, 2016. 北部湾表层沉积物粒度分布规律及沉积动力分区[J]. 中国海洋大学学报, 46(5): 83-89.

XIAO XIAO, SHI YAOHONG, FENG XIULI, et al, 2016. Surface sediment characteristics and dynamics in Beibu gulf[J]. Periodical of Ocean University of China, 46(5): 83-89 (in Chinese with English abstract).

20
张富元, 章伟艳, 张德玉, 等, 2004. 南海东部海域表层沉积物类型的研究[J]. 海洋学报, 26(5): 94-105.

ZHANG FUYUAN, ZHANG WEIYAN, ZHANG DEYU, et al, 2004. Research on surface sediment types and distributions from the eastern South China Sea, China[J]. Acta Oceanologica Sinica, 26(5): 94-105 (in Chinese with English abstract).

21
中国地质调查局广州海洋地质调查局, 2015. 海底沉积物类型图(南海地质地球物理图系)[M]. 广州: 中国航海图书出版社(in Chinese).

22
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 2008. GB 12763.8-2007 海洋调查规范第8部分: 海洋地质地球物理调查[S]. 北京: 中国标准出版社 (in Chinese).

23
周志愚, 杜继川, 赵广存, 等, 1983. 南海、黄海海底声速垂直分布的测量结果[J]. 海洋学报, 5(5): 543-552 (in Chinese).

24
邹大鹏, 吴百海, 卢博, 2007. 海底沉积物声速经验方程的分析和研究[J]. 海洋学报, 29(4): 43-50.

ZOU DAPENG, WU BAIHAI, LU BO, 2007. Analysis and study on the sound velocity empirical equations of seafloor sediments[J]. Acta Oceanologica Sinica, 29(4): 43-50 (in Chinese with English abstract).

25
邹大鹏, 吴百海, 卢博, 等, 2008. 海底沉积物物理参数的声学反演模式[J]. 海洋学报, 30(5): 17-22.

ZOU DAPENG, WU BAIHAI, LU BO, et al, 2008. Acoustic inversion models of physical parameters of seabed sediments[J]. Acta Oceanologica Sinica, 30(5): 17-22 (in Chinese with English abstract).

26
邹大鹏, 卢博, 吴百海, 等, 2009. 基于同轴差距测量法的南海深水海底沉积物声衰减特性研究[J]. 热带海洋学报, 28(3): 35-39.

ZHOU DAPENG, LU BO, WU BAIHAI, et al, 2009. Acoustic attenuation characteristics of deep-water seafloor sediments from the South China Sea based on coaxial differential distance attenuation measurement method[J]. Journal of Tropical Oceanography, 28(3): 35-39 (in Chinese with English abstract).

27
邹大鹏, 阎贫, 卢博, 2012. 基于海底表层沉积物声速特征的南海地声模型[J]. 海洋学报, 34(3): 80-86.

ZOU DAPENG, YAN PIN, LU BO, 2012. A geoacoustic model based on sound speed characteristic of seafloor surface sediments of the South China Sea[J]. Acta Oceanologica Sinica, 34(3): 80-86 (in Chinese with English abstract).

28
ANDERSON R E, 1974. Statistical correlation of physical properties and sound velocity in sediments[C]//HAMPTON L, ed. Physics of Sound in Marine Sediments. Boston, MA: Springer: 481-518.

29
BUCKINGHAM M J, 2005. Compressional and shear wave properties of marine sediments: Comparisons between theory and data[J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 117(1): 137-152.

30
CHEN MINPEN, SHIEH Y T, CHYAN J M, 1988. Acoustic and physical properties of surface sediments in northern Taiwan strait[J]. Acta Oceanogrphica Taiwanica, 21: 92-118.

31
HAMILTON E L, 1980. Geoacoustic modeling of the sea-floor[J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 68(5): 1313-1340.

32
HOU ZHENGYU, GUO CHENGSHENG, WANG JIANGQIANG, et al, 2015. Seafloor sediment study from South China Sea: Acoustic & physical property relationship[J]. Remote Sensing, 7(9): 11570-11585.

33
JACKSON D R, RICHARDSON M D, 2007. High-frequency seafloor acoustic[M]. New York: Springer: 1-512.

34
KAN GUANGMING, LIU BAOHUA, WANG JINGQIANG, et al, 2017. Sound speed dispersion characteristics of three types of shallow sediments in the southern Yellow Sea[J]. Marine Georesources & Geotechnology, doi: 10.1080/1064119X.2017.1392659.

35
LU BO, LIU QIANG, LI GANXIAN, 2010. Grain and pore factors in acoustic response to seafloor sediments[J]. Marine Georesources & Geotechnology, 28(2): 115-129.

36
ORSI T H, DUNN D A, 1990. Sound velocity and related physical properties of fine-grained abyssal sediments from the Brazil Basin (South Atlantic Ocean)[J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 88(3): 1536-1542.

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