王 輝 ，修宗祥，孫永福, ，劉紹文，宋玉鵬，董立峰，宋丙輝

1. 南京大學 地理與海洋科學學院，南京 210023；2. 自然資源部 第一海洋研究所，青島 266061；3. 青島海洋科學與技術(shù)國家實驗室 海洋地質(zhì)過程與環(huán)境功能實驗室，青島 266061

1 引言

天然氣水合物（以下簡稱水合物）因其儲量大、分布廣、能量高、污染小等特點，逐漸占據(jù)全球主要大國能源競爭的核心地位。我國擁有豐富的海洋水合物資源，僅在南海北部陸坡遠景區(qū)其資源量就達數(shù)百億噸油當量，水合物資源潛力巨大（劉杰等，2016）。隨著中國油氣資源勘探開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，越來越多的水合物試開采工程逐漸向深水區(qū)推進。由于水合物的賦存狀態(tài)影響海底斜坡地層的力學強度，含水合物地層的不穩(wěn)定性構(gòu)成了深水工程災害的潛在條件（柏澤等，2017），與水合物有關的深水工程安全問題已日益受到關注。天然氣水合物分解對海底滑坡穩(wěn)定性的影響是當前海洋實際工程中亟待查明的問題，對于地質(zhì)災害防治和指導深水安全作業(yè)具有重大的應用與學術(shù)價值。

含水合物海底斜坡的穩(wěn)定性受上覆海水深度、坡角、水合物儲層覆蓋層深度、水合物沉積層厚度、水合物飽和度、水合物分解程度等因素影響（Sultan et al., 2004；Xu and Germanovich，2006；劉鋒等，2010；魯力等，2014；宋本建等，2018; Song et al.,2019；Wei et al.，2019）。水合物分解降低了海底斜坡的穩(wěn)定性，甚至導致海底滑坡的觀點已被廣泛接受。一方面，水合物的存在會增強周圍地質(zhì)環(huán)境的地層強度，當其分解后，會降低周圍沉積物儲層的地質(zhì)力學穩(wěn)定性，誘發(fā)海底滑坡等地質(zhì)災害，威脅海洋工程安全（Grozic et al.，2001；彭曉彤等，2002）；另一方面，海洋淺層土體長期受海水沖刷和浸泡作用，斜坡土體結(jié)構(gòu)松散，強度較低，受地質(zhì)構(gòu)造作用與人為勘探施工擾動，易發(fā)生失穩(wěn)。這將導致下方水合物儲層的賦存環(huán)境改變，引發(fā)水合物的分解。而水合物的分解反過來也會弱化較深部地層的強度，引起更大規(guī)模的斜坡失穩(wěn)，帶來巨大的負面環(huán)境效應和災害影響。

深海沉積物在自重作用下固結(jié)，不排水抗剪強度隨其上覆壓力增加而增加（修宗祥等，2016）。前人分析含水合物儲層的海底斜坡穩(wěn)定性時，通常認為水合物儲層的上覆層土體為均質(zhì)，其強度指標參數(shù)為定值（曹杰峰等，2013；張振飛等，2016；宋本健等，2018；李天賜等，2019）。這樣只考慮了水合物分解引起的沉積層強度弱化作用，忽略了水合物儲層上覆土體強度分布的非均質(zhì)性。土體的非均質(zhì)性會顯著影響土體的抗剪強度，進而影響穩(wěn)定性計算結(jié)果。因此，進行含水合物儲層的海底斜坡穩(wěn)定性分析時，需要綜合考慮上覆土體不排水強度的非均質(zhì)性和水合物分解引起的儲層強度弱化的共同作用，以往的研究大多只考慮了其中一個因素的影響，將兩者結(jié)合分析的研究較為少見。

本文基于南海神狐海域地形地貌數(shù)據(jù)以及部分地質(zhì)鉆孔測試數(shù)據(jù)，結(jié)合研究區(qū)水合物賦存特征，考慮海底淺層土強度的垂向非均質(zhì)性的影響，利用有限元軟件ABAQUS，采用強度折減法進行該區(qū)海底斜坡的穩(wěn)定性分析，對不同影響因素作用下潛在海底滑坡進行了模擬，討論海底滑坡發(fā)生的可能性，在此基礎上討論水合物分解對海底斜坡的穩(wěn)定性以及失穩(wěn)規(guī)模的影響。研究成果能為南海神狐海域的水合物試采區(qū)選址、安全開采及災害預防等提供科學依據(jù)，以便在工程實踐中采取積極、主動的應對措施，降低工程風險。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)南海北部神狐海域位于南海北部大陸坡的中段（圖1），構(gòu)造上屬于珠江口盆地珠二坳陷的白云凹陷，地處大陸架到深海的大陸坡過渡帶。珠江口盆地為一新生代沉積盆地，沉積層演化經(jīng)歷三個階段：晚白堊世—早漸新世陸相沉積、晚漸新世—早中新世海相沉積，中中新世—現(xiàn)今，沉積地層由下到上依次為粵海組、萬山組和瓊海組（曾小明，2014），最終形成了以海相沉積為主導的區(qū)域性沉積層（李平魯?shù)龋?995；Ma et al.，2015）。該區(qū)水深約1000～1500 m，地形起伏較大，中部地區(qū)發(fā)育峽谷地貌，呈現(xiàn)“南低北高、西低東高”的特征。白云凹陷具有洋—陸過渡型地殼，區(qū)域地溫場偏高，中新世以來新構(gòu)造運動逐漸增強，沉積速率高，產(chǎn)生了大規(guī)模的流體底辟構(gòu)造，在不同深度形成了高角度斷裂和垂向裂隙，這為神狐海域水合物成藏富集提供了通道條件（吳能友等，2009；龔躍華等，2009；張偉等，2017）。

圖1 南海北部珠江口盆地構(gòu)造及其研究區(qū)位置（改自周慶杰，2015）Fig. 1 Sketch showing the tectonic subdivision of the Pear River Mouth Basin and the studying area

廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局先后于2007、2015及2016年在該區(qū)域進行了天然氣水合物鉆探航次，均成功鉆獲了天然氣水合物實物樣品（Yang，2017），并于2017年和2020年成功實施了海域水合物試采工程（葉建良等，2020），證實了該區(qū)具有較大的天然氣水合物資源潛力。研究區(qū)水合物分別以厚層狀、分散狀、薄層狀、斑狀和在斷層附近（楊勝雄等，2017）分布在海水深度超過1000 m水深的海底，賦存于未固結(jié)成巖的黏土質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)黏土等沉積物中（周守為，2014；Li，2018；葉建良，2020），平均坡度為 3.3°～3.6°，局部坡度大于 13°，最大坡度達25°。儲層埋深變化較大，大約在海底以下50～300 m的范圍內(nèi)，有效厚度估計為10～80 m（張偉等，2017；吳時國，2018）。水合物沉積物的孔隙度為33%～48%，平均飽和度約為13.7%～50%。從現(xiàn)有試采情況和技術(shù)水平來看，我國海域水合物實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)所需具備的儲層特征可能包括：平均水合物飽和度應超過30%，儲層厚度應大于40 m（于興河，2014；Yang，2017；寧伏龍等，2020）。

該區(qū)發(fā)育海底滑坡/滑塌、地震、活動斷層、侵蝕溝谷、巖漿底辟、泥底辟等災害地質(zhì)因素（王宏斌等，2003），成為天然氣水合物穩(wěn)定賦存安全開采中不可忽視的影響因素。該區(qū)因豐富的天然氣水合物資源儲量與較高的研究程度也是進行含水合物儲層海底斜坡穩(wěn)定性分析的理想研究靶區(qū)。該區(qū)有水合物分布的海底斜坡進行多因素影響下的穩(wěn)定性評價對水合物勘探開發(fā)的安全運行具有重大意義。

3 方法與模型構(gòu)建

3.1 穩(wěn)定性分析方法

有限元強度折減法是通過引入一個折減系數(shù)（Fs），令外荷載保持不變的情況下，人為地對斜坡土體的強度參數(shù)進行同比例折減直至斜坡破壞，使斜坡達到極限狀態(tài)來分析斜坡變形及其穩(wěn)定性問題的方法，此時的折減系數(shù)即為斜坡的安全系數(shù)，屬于數(shù)值分析法的范疇（趙尚毅等，2002；鄭穎人等，2002；羅榮等，2012）。因為其不受斜坡幾何形狀、邊界條件、材料的不均勻性以及各種外部荷載作用的限制，可以真實地模擬斜坡的破壞過程，并提供應力、應變和位移等全部信息（楊林青，2012）。該方法一經(jīng)提出就被國內(nèi)外學者廣泛應用于斜坡穩(wěn)定性分析中。

以斜坡穩(wěn)定性中最常用的破壞準則——摩爾—庫倫準則為例，可按照下式來表示強度折減安全系數(shù)：

其中，c和φ是土體的抗剪參數(shù)，分別為實際黏聚力與內(nèi)摩擦角；cm和φm為折減后土體的黏聚力與內(nèi)摩擦角；Fs為強度折減系數(shù)，斜坡達到極限破壞狀態(tài)時的Fs即視為安全系數(shù)。

研究區(qū)水合物的賦存區(qū)域的上覆層土體主要為粘性土，滲透系數(shù)較?。ɡ顝埖?，2019），且滑坡過程較為快速發(fā)生，因此可以近似為不排水過程。實際的海底斜坡由于受各種自然因素影響，其土層的分布多樣的，不排水抗剪強度也往往呈現(xiàn)出分段的特征。研究區(qū)的工程地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)也表明在鉆孔處土層的不排水抗剪強度呈現(xiàn)出分段線性增長的特征。因此，該區(qū)海底穩(wěn)定性分析時應考慮不排水抗剪強度的變化。一定深度內(nèi)土層的不排水抗剪強度可認為隨著深度的增加而近似線性增加（Wang et al.，2010；修宗祥，2016）：

其中，su為表層土的不排水抗剪強度；k代表強度增長斜率（kpa·m-1）；z代表土層埋深厚度。考慮到實際海底斜坡土層的分布情況，式（2）可表示為：

其中，sun為第n層土的表層不排水抗剪強度；kn代表第n層土的強度增長斜率（kpa·m-1）；zn代表第n土層埋深厚度。此時，不同埋深土體的折減后強度smn可以表示為：

由上所述，在進行海底斜坡穩(wěn)定性分析過程中，因充分考慮斜坡土體分層導致的強度分布不均的情況，通過對不同土層的不排水抗剪強度進行強度折減來進行斜坡穩(wěn)定性分析，可使得分析結(jié)果增加精確。

有限元強度折減法基于大型通用有限元軟件ABAQUS來完成，有限元模型的構(gòu)建包括以下步驟：幾何圖形生成、本構(gòu)模型參數(shù)設定、施加力和邊界條件及網(wǎng)格剖分。根據(jù)海底地形數(shù)據(jù)及淺地層剖面影像，確定模型尺寸及和海床土層分布，建立滑坡幾何模型；參數(shù)取值參考研究區(qū)已有的鉆孔數(shù)據(jù)與海底土體物理力學研究資料、水合物儲層強度指標實驗結(jié)果以及已有的相關數(shù)值模擬進行選取。

需要考慮不排水強度隨深度的變化，因此這里按照分段線性設計，土層強度隨深度的變化通過設置場變量來實現(xiàn)；根據(jù)不同的模擬方案，施加作用在斜坡上的荷載和邊界條件；采用平面四邊形應變單元（Abaqus中的CPE4單元）剖分土體。最后為了保證計算模型的準確性，在ABAQUS/CAE中做如下檢查：原位和室內(nèi)試驗得到的強度參數(shù)是否正確賦予各土層；邊界條件是否準確施加；是否有畸形單元。檢查無誤后，即可進行不同方案下的斜坡穩(wěn)定性計算。

3.2 數(shù)值模型及參數(shù)選取

本文模型草圖參照廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局2015年GMGS3航次鉆探W19站位據(jù)地震資料解釋結(jié)果（圖2）及鉆井數(shù)據(jù)，模擬中國南海神狐海域水合物富集區(qū)海底斜坡在多種影響因素作用下的穩(wěn)定性。模型的基本尺寸如圖3所示，模型水平跨度為2000 m，斜坡角度為5°，水合物埋深135 m，水合物沉積層厚度為35 m，斜坡水平跨度1100 m，坡頂水深1200 m。海床自上而下分別為上覆層、含水合物沉積層以及下臥層。本模型為基本模型，后續(xù)模型在本模型基礎上依據(jù)不同評價方案進行適當修改。

圖2 過神狐海域的W19和W18井地震剖面（靳佳澎等, 2017）Fig. 2 The seismic profile crossing the W18 and W19 boreholes in the ShenHu offshore area

圖3 研究區(qū)斜坡穩(wěn)定性分析的斜坡幾何模型Fig. 3 Slope geometry model for the stability analysis in this study

結(jié)合已有的區(qū)域地質(zhì)資料、海底鉆孔取樣及實驗結(jié)果等資料獲取地層的物理力學參數(shù)。水合物上覆層縱向上土類分布較為一致，由上至下其壓實程度逐漸增大（楊敬紅等，2014）。鄰井全井段取心結(jié)果顯示，該區(qū)塊水合物上覆地層為典型的鈣質(zhì)黏土層（李彥龍等，2019）。根據(jù)南海北部神狐海域W18/19站位水合物上覆層的CPTU測試結(jié)果和室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)的推算結(jié)果（胡高偉等，2017；李彥龍等，2019），將地層劃分為三個層段，具體的不排水抗剪強度分布如表1所示。水合物儲層的強度指標參考駱汀汀等（2020）基于原位水合物沉積物重塑樣品的實驗結(jié)果建立的力學經(jīng)驗公式，水合物未分解時，其黏聚力和內(nèi)摩擦角分別取0.89 MPa和22.5°（水合物飽和度取W19井水合物儲層的平均飽和度，Sh=46.2%）；水合物分解過程中，其黏聚力隨著飽和度減小而線性降低（圖4），內(nèi)摩擦角保持不變。具體參數(shù)分布如表2所示。模型邊界條件的設置參考了典型邊坡失穩(wěn)分析案例，對左右邊界進行了水平方向上的位移限制，對于下部邊界則進行了各方位的位移限制。

表1 南海神狐海域不含水合物沉積層的土體力學參數(shù)Table 1 Physical and mechanical properties of strata without gas hydrate in the Shenhu offshore area of the South China Sea

表2 飽和度（Sh）為46.2%時水合物沉積層的土體力學參數(shù)Table 2 Physical and mechanical properties of strata with gas hydrate（Sh=46.2%）

圖4 南海神狐海域水合物儲層強度參數(shù)與水合物飽和度的關系Fig. 4 The relationship between the hydrate bearing formation strength and hydrate saturation in the Shenhu offshore area of the South China Sea

4 穩(wěn)定性結(jié)果分析

4.1 考慮水合物分解下斜坡幾何特征的影響

根據(jù)研究區(qū)的地形特征，在基礎模型（圖3）參數(shù)設計的基礎上，分別以 3°、5°、7°、10°、13°五種模型來模擬坡角對斜坡穩(wěn)定性的影響；此外，改變基礎模型中斜坡段的水平長度，討論斜坡段水平長度變化對斜坡安全系數(shù)的影響。

圖5、6顯示了不同水合物分解程度下，斜坡坡度變化對斜坡安全系數(shù)的影響效果。由圖5可知，設計斜坡工況下，無論水合物是否分解，安全系數(shù)都隨斜坡坡度的增大而逐漸降低，這是由于土層強度一定時，安全系數(shù)主要取決于斜坡的坡度。需要說明的是，當坡度為10°和13°時，斜坡的安全系數(shù)小于1，表明此時斜坡已失穩(wěn)，這主要是由于計算采用的土層強度參數(shù)低于海底真地形坡度下的強度值。因此，如何獲取更準確的土層力學參數(shù)，是海底斜坡穩(wěn)定性分析的關鍵。圖5、6同時可以看出，水合物分解前后的安全系數(shù)基本不變，最危險滑動面位于上覆層淺部。表明模型設計水合物埋深和分解范圍條件下，分解后過水合物層滑動面的安全系數(shù)仍高于上覆層淺部的滑動面安全系數(shù)。因此，水合物上方淺部地層的穩(wěn)定性應給予更大關注，特別是淺部地層強度相對較低、地形坡度相對較大的區(qū)域，避免因自然條件或工程擾動造成淺層滑坡，從而破壞工程設施。

圖5 坡度對斜坡安全系數(shù)的影響Fig. 5 Effect of the slope angle on the safety factor of the slope

圖7為5°斜坡角度下，不同斜坡段水平長度對應的斜坡安全系數(shù)和潛在滑動深度?？梢钥闯?，水合物未分解狀態(tài)下的斜坡安全系數(shù)與滑動深度并未發(fā)生較大改變，最危險滑動面均位于上覆層淺部。水合物分解后，當斜坡段長度為1100 m時，最危險滑動面仍位于上覆層淺部，但隨著斜坡段水平長度的增加，水合物分解后抗滑力減小的程度越來越大，最危險滑動面變?yōu)檫^水合物層的頂界，斜坡的安全系數(shù)越來越低。這表明水合物分解范圍、埋深、地形坡度以及上覆層土層力學參數(shù)的組合，決定了最危險滑動面的出現(xiàn)位置和安全系數(shù)的大小。下文中將則對特定坡度下，上述因素變化對斜坡穩(wěn)定性的影響進行討論分析。

圖7 斜坡段水平長度對斜坡穩(wěn)定性的影響Fig. 7 Effect of horizontal length of the slope section on the slope stability

4.2 土體不排水抗剪強度對含水合物儲層的海底斜坡穩(wěn)定性的影響

針對土體不排水抗剪強度對穩(wěn)定性分析的影響，通過引入變量 a 改變上覆層不排水抗剪強度的分布，即式（3）變?yōu)?/p>

通過對a賦值，在圖3所示的模型的基礎上設計了7種方案分析考慮水合物分解情況下不同不排水抗剪強度對斜坡穩(wěn)定性的影響。具體方案設置如表3所示。

表3 模擬方案設置及具體描述Table 3 Design and description of numerical simulation scheme

圖6 部分坡度下水合物分解前后計算終止時的位移云圖Fig. 6 Contours of displacement under different slope angles with/without hydrate decomposition

研究表明，水合物未發(fā)生分解時，斜坡的安全系數(shù)與上覆層不排水抗剪強度成正相關關系（圖8），這符合安全系數(shù)的定義，也即斜坡的抗破壞能力隨著土體不排水抗剪強度的增大而加強。當水合物開始分解時，上覆層土體強度較低的斜坡的安全系數(shù)基本保持不變，且低于經(jīng)過水合物層滑動面的安全系數(shù)，最危險的滑動面仍位于上覆層淺部（圖9 a, b）。當上覆層土體強度相對較大時，由于淺部滑動面的安全系數(shù)相對較高，最危險滑動面位置取決于水合物的分解范圍。隨著水合物分解程度的擴大，經(jīng)過水合物層滑動面的安全系數(shù)逐漸降低，當水合物分解程度達到75% 時，此時經(jīng)過水合物層滑動面的安全系數(shù)要低于上覆層淺層滑動面的安全系數(shù)，成為最危險滑動面。圖9c、d展示了水合物分解前后最危險滑動面。圖10為不同方案下水合物分解前與完全分解后斜坡最危險滑動面的滑動深度與安全系數(shù)。可以看出，不同方案對應的最危險滑動面位置與安全系數(shù)也對應了上述規(guī)律。如方案1到方案五，由于其上覆土層強度較低，最危險滑動面始終位于上覆層淺部；而方案6和方案7時，由于水合物完全分解時產(chǎn)生較大程度的強度降低，最危險滑動面的滑動深度也隨之增加至水合物層的頂界。

圖8 不同方案下的安全系數(shù)Fig. 8 Curves of the safety factor with different designed schemes

圖9 部分方案下計算終止時的滑動屈服面Fig. 9 The yield surface of several cases after calculation ending

圖10 不同方案的安全系數(shù)與計算終止時的滑動深度Fig. 10 Safety factor and sliding depth of different schemes

4.3 水合物上覆層厚度的影響

考慮研究區(qū)水合物層的埋深范圍，討論分析不同埋深對斜坡穩(wěn)定性的影響。因此，在方案3與方案6的基礎上，只改變水合物沉積層的上覆層厚度，其中最淺埋深為50 m，最深埋深為250 m。水合物未分解與水合物完全分解對應的斜坡穩(wěn)定性分析結(jié)果如下:

圖11a反映了方案3下不同水合物埋藏深度對斜坡穩(wěn)定性的影響。當水合物未發(fā)生分解時，隨著埋藏深度的增加，斜坡安全系數(shù)的變化并不顯著，此時，水合物層的存在對斜坡的影響甚微，其穩(wěn)定性取決于斜坡自身的強度，最危險滑動面位置出現(xiàn)在水合物層上覆土體淺部。考慮水合物分解時，水合物層對斜坡的穩(wěn)定性影響，存在一臨界埋深值。方案3工況下，當埋藏深度小于135 m，水合物分解降低了斜坡的穩(wěn)定性，安全系數(shù)下降，失穩(wěn)規(guī)模因水合物分解而增大，最危險滑動面位于水合物層的頂界。而當水合物埋深大于135 m時，水合物分解對斜坡的穩(wěn)定性系數(shù)幾乎沒有影響，且最危險滑動面的位置始終位于上覆層淺部。

圖11b為方案6強度分布下不同水合物埋藏深度對斜坡穩(wěn)定性的影響?？梢钥闯觯斔衔飳勇裆畹陀诓缓衔镄逼碌淖钗ｋU滑動面深度時，未分解狀態(tài)下的水合物沉積層相當于一個堅硬的夾層，可限制斜坡失穩(wěn)的規(guī)模，此時對應的滑動面深度始終小于水合物的埋深。這也與圖11c、d所示的（對應方案6強度分布）不含水合物層與含水合物（未分解）的最危險滑動面特征相符合。當水合物完全分解時，水合物埋深較淺（小于臨界埋深時）的安全系數(shù)，比未分解狀態(tài)下的安全系數(shù)低，最危險滑動面的深度由上覆層淺部下移至水合物層頂界。當水合物埋深逐漸增大至200 m時，此時已超過方案6工況對應的臨界埋深，最危險的滑動面位于上覆層淺部，水合物的分解不再對其產(chǎn)生明顯影響。

圖11 水合物埋藏深度的對斜坡穩(wěn)定性的影響分析Fig. 11 Effect of the burial depth of hydrate-bearing layer on the slope stability

4.4 水合物沉積層厚度的影響

為探明水合物沉積層厚度對含水合物儲層的斜坡穩(wěn)定性的影響，以基礎模型設置為參考，結(jié)合水合物研究背景，假設儲層的水合物飽和度一定，水合物儲層的厚度以10～80 m為范圍，在方案3的幾何模型和上覆層（水合物層埋深135 m）強度分布的基礎上，以20 m為增量設計了如下的計算模型和相應的計算結(jié)果（表4）。

表4 不同水合物儲層厚度計算模型設計Table 4 Calculation models with different hydrate reservoir thickness

由圖12可以發(fā)現(xiàn)，隨著水合物儲層厚度的變化，斜坡整體穩(wěn)定性在水合物分解前后并沒有發(fā)生明顯改變。因此，當水合物儲層處于或者大于臨界埋深時，即使水合物分解層厚度增加，其對斜坡整體的穩(wěn)定性影響也較小。

圖12 水合物沉積層厚度對斜坡穩(wěn)定性的影響Fig. 12 Effect of the hydrate-bearing layer thickness on the slope stability

5 結(jié)論

本文基于強度折減法，依據(jù)鉆孔數(shù)據(jù)按深度設計了水合物層上覆土體的不排水抗剪強度分布，系統(tǒng)分析了包括斜坡幾何參數(shù)、土體強度分布以及水合物儲層特征、水合物分解等因素對海底斜坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律，得出以下結(jié)論：

當不考慮水合物的分解時，斜坡的坡度和地層強度對含水合物儲層的海底斜坡穩(wěn)定性起主要控制作用。海底斜坡的安全系數(shù)與坡度成負相關，與土體強度成正相關，斜坡的水平長度和水合物儲層的埋深、厚度對斜坡的安全系數(shù)的影響不大。此時，斜坡最危險滑動面皆位于淺部，主要表現(xiàn)為淺層滑坡。

當考慮水合物的分解時，斜坡整體的穩(wěn)定性受到水合物分解導致的土層強度降低的影響，影響程度取決于水合物儲層的位置。對于指定的海底斜坡，受地形幾何特征、上覆層土層強度分布等因素的控制，水合物層的埋藏深度存在一特定的臨界值（臨界埋深）。當水合物層埋深處于臨界埋深以淺時，水合物的分解降低了斜坡穩(wěn)定性且擴大了斜坡的失穩(wěn)范圍，在水合物完全分解時，最危險滑動面位置經(jīng)過水合物層，此時表現(xiàn)為深層滑坡。當水合物的埋藏深度超過臨界埋深時，水合物的分解對斜坡的穩(wěn)定性影響較小，最危險滑動面位置位于上覆層淺層，表現(xiàn)為淺層滑坡。

根據(jù)目前模型中的水合物埋深情況，水合物分解后深層滑動面的安全系數(shù)仍高于淺部地層，表明相對于水合物分解對斜坡穩(wěn)定性的影響，研究區(qū)由于淺部地層自身強度較低且局部坡度相對較大，該區(qū)域的海底滑坡災害主要為淺層滑坡。因此，對于該海域的天然氣水合物開采來說，其淺部地層的海底滑坡災害風險仍然需要關注。