埋地管道在冻土带的热力变形分析

埋地油气管道通过永冻土地带时,由于管内介质与周围的冻土发生了热力作用,使冰土解冻,在管道周围形成融化圈。文章分析了永冻土的特点,建立了永冻土地带土壤传热数学模型:融化圈内外传热方程、管道向土壤和土壤表面向大气所放热量的守恒关系、融化圈界面处土壤温度、相变界面处固相变为液相的传热条件。还建立了埋地管道模型,并以穿过永冻土地带土壤的输油管道为例,分析并计算了各种应力的最大值所在的位置和大小,提出了在永冻土地带减小管道热力变形的措施。     

多年冻土区聚苯乙烯隔热公路路基温度场数值分析

为了研究随外界环境条件改变聚苯乙烯(EPS)冻土路基温度场变化特征,运用ABAQUS有限元分析方法,对多年冻土区EPS隔热路基的温度场进行了数值模拟.计算时采用改变EPS铺设位置,模拟路面下多年冻土季节最大融深在路基修筑完工后8 a内随时间的变化.通过对计算结果分析得出,在多年冻土区路基中铺设保温材料对路面下多年冻土具有明显的保护作用.当EPS铺设在路堤底部时,路堤温度场分布比较均匀,路堤内部都为正温,在EPS板下,路基温度都为负温,说明EPS有效阻止了边坡和路面传入的热量.因此,如果要修筑EPS隔热路基,应将EPS板铺设于路堤底部.     

探地雷达在公路工程冻土调查中的应用

探地雷达是一种高频电磁波勘探技术,具有对探测对象不造成任何损伤,抗干扰能力强,成果直观、准确、高效等特点而被广泛应用于公路勘察中。该文主要介绍了利用地质雷达技术并结合探坑调查,查明了路线多年冻土的分布范围、上限及厚度,并提出了相应的处理措施。     

Recovering CH4 from natural gas hydrate with CO2 in porous media below the freezing point

The recovery of methane from gas hydrate layers that have been detected in permafrost regions is a promising perspective in the future. In order to study the replacement characteristics of CO₂–CH₄ hydrate in permafrost environments, simulation experiment was carried out in this work. The results indicated that the replacement rate and efficiency increased with the increasing of injection pressure of CO₂ gas. And the replacement rate and efficiency reached up to 0.403?mmol/h and 13.20% during the experiment. Furthermore, the results also showed that the replacement rate of CO₂–CH₄ hydrate was slower below the freezing point.     

多年冻土区低导热沥青混合料设计与试验研究

为降低多年冻土区沥青路面吸热传导引起的冻土融沉病害,采用在沥青混合料中填加低导热材料的方法来改变集料导热系数从而降低沥青混合料导热系数.确定沥青混合料的最佳油石比后,在不改变AC-13沥青混合料矿料级配的条件下进行低导热沥青混合料配合比设计,用填加的生蛭石粉(ZS)将原矿料级配中2.36 mm以下各档材料进行等质量替代,以保证基本力学性能.采用TCI热物性分析仪对ZS掺量(质量分数,下同)分别为0％,4％,6％,8％及10％的沥青混合料试件进行导热系数的测试.结果表明:沥青混合料试件导热系数随ZS掺量的增加,总体呈指数函数递减趋势;ZS掺量为10％的试件导热系数比未掺ZS试件降低了46.27％,降幅最大,且各项路用性能指标均满足规范要求.     

水分迁移对岛状冻土区埋地管道周围非稳态温度场的影响

多年冻土岛大多处于连续多年冻土和季节性冻土的过渡地带,沼泽化现象很普遍,对土壤热交换条件极其敏感。结合岛状冻土区土质条件及环境因素,建立饱和冻土多孔介质水热耦合模型并进行数值计算,研究水分迁移、冰水相变对冻土温度场和埋地原油管道非稳态传热的影响。对控制和减少因管基融沉导致的安全事故,保障管道长期稳定运营具有现实指导意义。     

青藏铁路巴嘎榨岛状多年冻土的成因与评价

通过对巴嘎榨岛状多年冻土的成因分析，并结合钻探，物探，测温等综合勘探的技术，查明了该段多年冻土的工程地质条件，为铁路设计和施工提供了科学依据。     

青藏高原铁路多年冻土路堤的碎石层高度

分析表明路堤尺寸、形状和边界形式对碎石路堤自然对流效应的发生有显著影响,需要根据具体工程要求来确定路堤的压力边界条件。对4种压力边界情况的碎石路堤自然对流进行了数值计算,显示透气边界的碎石路堤自然对流降温效应为最强。最后,通过引入自然对流指数,提出了实际冻土路堤碎石层填筑高度的确定方法,具体给出了粒径为2cm~4cm、4cm~6cm、6cm~8cm和8cm~10cm的碎石层填筑高度,并对粒径为6cm~8cm的碎石层填筑高度进行了实验验证,结果表明,通过自然对流指数所确定的碎石层高度对实际冻土路堤工程的设计具有参考价值。     

遮阳棚在寒区道路工程中的应用研究

基于室内试验资料结果,结合数值模拟,以及风火山地区地温资料和风火山实验场现场观测资料,针对遮阳棚对公路铁路沿线路基底下多年冻土的保护作用以及对多年冻土上限的抬升效果进行了对比分析,进一步证实了遮阳棚措施的优越性和可行性。遮阳棚能有效阻挡减少太阳对地面地辐射,使得冻土上限得以较大幅度抬升,对保证道路安全与畅通起着至关重要的作用。     

基于ASAR数据的青藏线多年冻土区形变监测研究

青藏铁路多年冻土区域路基稳定性关系到青藏铁路能否长期安全运营,因此对铁路沿线冻土区进行形变监测有着非常重要的意义。近年来,雷达差分干涉测量（D-InSAR）技术已发展成为监测地表形变的一项重要技术手段。本文利用此技术结合重复轨道ENVISAT ASAR雷达影像数据,获取青藏铁路羊八井-当雄区冻土形变结果,所得形变结果与冻土冻胀融沉的物理变化规律非常符合,说明采用D-InSAR技术提取铁路沿线冻土区域大范围地表形变信息的效果良好。