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海洋沉积物的声速及声速频散特性,是沉积物的固有特性,具有区域性特点,亟需在理论上获得突破和得到实际应用。论文以南海浅表层沉积物为研究对象,对砂、粉砂、粘土三种典型沉积物类型开展了基于时间和温度变化的南海典型沉积物物性变化分析,并使用25kHz、50kHz、100kHz和250kHz四种声学换能器,测试了南海不同海域10个站位的沉积物的声速,利用相关性分析和模拟对比方法,研究和分析了南海沉积物声速频散特性,根据沉积物的声速值、频散度并结合南海地形地貌特点,初步划分了南海沉积物声速频散分区,同时对实测声速值与Biot-Stoll模型模拟的吻合性展开分析,并揭示吻合性差异影响因素。获得以下认识: 南海典型沉积物砂、粉砂和粘土完全失去孔隙水的所需时间顺序为t砂<t粉砂<t粘土。建立了60℃、80℃、100℃和120℃四种不同温度下,建议开展沉积物声学物理测试的烘干温度为80℃。 南海海底沉积物在25kHz、50kHz、100kHz、和250kHz时的声速值表明,南海沉积物具有明显的声速频散特性,其频散度为0.46%~2.84%。不同频率时沉积物的声速值与沉积物含水率、孔隙度以及干、湿密度密切相关。 根据沉积物的声速值、频散度并结合地形地貌特点,将南海沉积物的声速频散初步划分为3个区,分别为Ⅰ大陆架频散区、Ⅱ深水海盆频散区、Ⅲ南部岛礁频散区。声速频散的区域性变化特性,可能与沉积物来源、沉积环境和沉积物类型等多种控制因素有关。 Biot-Stoll理论模型对南海沉积物声速频散模拟结果表明,南海大部分海域沉积物声速频散可以用Biot-Stoll模型预报,但特殊海域的声速频散预报,则需要进行深入调查和理论探讨。 论文对南海不同海域、不同沉积物类型的声速频散进行测定和研究,虽然数据较少,结论有待深化,但论文开启的对南海沉积物声速频散研究工作,为南海海底沉积物声学深入研究,以及为海洋环境工程应用提供了重要基础资料。