本论文以国家自然科学基金项目“生物活动导致黄河口潮滩沉积物非均匀性研究”(项目号:40172088)为依托,旨在探讨黄河口潮坪沉积物对波浪的动态响应及在这种动态响应下微层的形成。关于微层的成因,有很多学者提出了自己的观点,但是目前对这些观点并没有统一起来,但主要是从原生沉积的角度来研究微型层序的成因,忽略了波浪、潮流等外荷载对沉积物的后期改造作用。黄河口粉质土对波浪等循环荷载作用的动态响应,关系到海底工程地质环境的动态变化及海洋地质灾害孕育发生。本文以室内和室外试验为依据,结合高密度电法试验对黄河口沉积物在循环荷载作用下固结过程中出现的分层情况进行了探索性分析研究。首先总结了前人现场调查研究结果,发现在黄河三角洲潮滩上微层系普遍存在;然后在黄河1964-1976年由刁口流路入海沉积形成的三角洲潮坪上采集一个50cm原状样,在实验室进行粒度成分分析、体视显微镜观测,研究黄河口潮滩沉积物中微层在粒度及厚度方面的特征,;在进行大量的现场测试工作的同时,利用现场实验再现了波浪等循环荷载作用对黄河口快速沉积物的改造作用;最后结合高密度电法试验探讨了循环荷载作用导致黄河口沉积物中微层形成的机理。通过对研究成果的分析,得到了如下一系列认识:(1)现场调查研究表明了水动力对沉积物具有明显的改造作用:水动力导致细粒物质上涌;表层淤泥平均粒径及分选性介于上述“细粒物质”和生物活动产生的物质之间;淤泥的厚度与下伏沉积物强度有较好的对应关系。同时,一定深度范围内沉积物的层化现象具有明显的几何分形性,带有后期改造的特征。(2)现场试验表明,原本均匀的沉积物在波浪等循环荷载作用下发生了分化:在30和70厘米左右的深度出现了两个细粒微层,有效粒径、平均粒径较小,从不均匀系数和曲率系数可以看出,此处土的级配较好,而其他各处的变化情况与这两处相反。(3)室内的物理模拟过程进一步证明了细粒物质的运移及快速堆积的沉积物在固结过程中的成层现象,得到了固结过程中土体破坏时形成的裂隙是微层后生发育的重要条件。裂隙的存在为层理的形成提供了排水通道而细粒物质的迁移使得渗流速度大的部位的细粒物质含量减少,平均粒径变大,不均匀系数减小,土的级配变差;而渗流速度小的层位细粒物质聚集,土的平均粒度减小,不均匀系数增大,土的级配变好。(5)电性监测结果揭示了黄河口潮坪沉积物的分层特性,并指出了细粒物质的迁移途径,从而从机理上解释了微层的形成。通过本次研究,论文得出了一些创新性的认识。如海床土的空间各向异性,包括深度方向的微细层理,可能是原生沉积作用所致,也可能是后期改造形成,亦或两者综合作用的结果;在循环荷载作用下沉积物成分和结构随时间发生变化,不同深度的变化情况不同,主要集中在超孔隙水压力极值区以上部位;分层变化主要发生在循环荷载作用的初始阶段,对应孔隙水压力上升期。