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.     

高原冻土区富水场地地基处理措施对比研究

高原冻土区地质条件复杂,冻土地基的差异性冻胀和融沉变形威胁着工程的长期稳定性和服役性能。为满足工程基础的工后沉降与沉降差要求,同时减少对下部冻土的扰动,以多年冻融区过渡段某富水场地为例,开展地基处理现场试验,对比块石抛填和块石抛填+换填两种地基处理施工方案。结果表明,针对包括淤泥质泥岩、粉砂质土、中粗砂、冻融区过渡带四种工程地质条件,采用块石抛填方案均出现翻浆、冒泥等现象,无法碾压达成地基处理要求,而采用块石抛填+换填处理方案,经8～10遍碾压后,压实度均能达到要求。     

高海拔多年冻土区基础工程主要工程问题及对策

青藏直流联网工程是目前世界上最高海拔、高寒地区建设的最大规模的输电工程,工程挑战了沿线海拔最高、穿越多年冻土区距离最长“两个世界之最”。由于高原多年冻土具有热稳定性差、地下冰含量丰富、对气候变暖反应极敏感以及水热活动强烈等特性,冻土基础施工面临很多难题,包括冻土基础选型与设计问题、施工过程中多年冻土的保护问题和冻土基础的长期稳定问题等。在研究多年冻土区工程地质条件和主要工程地质问题的基础上,对多年冻土区杆塔基础的主要工程问题进行了系统分析,介绍了工程建设过程中针对这些问题所采取的主要对策。     

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。     

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。     

多年冻土隧道开挖稳定性分析

采用通用有限元程序,利用温度结构间接偶合方法,通过数值模拟,分析多年冻土隧道开挖过程中可能出现的应力集中区和围岩变形,以选取合理的开挖方案和衬砌结构形式;通过热应力分析,分析多年冻土隧道施工环境温度场与多年冻土围岩稳定的关系,得出施工环境温度的变化对多年冻土围岩的稳定影响并不是在于其引起的强度变化,而是在于其引起的裂隙状态变化,明确了施工温度场对多年冻土围岩稳定的影响主要表现为因融化造成的局部崩塌,该结论可为多年冻土隧道施工提供依据。     

青藏高原多年冻土区冷却路基技术现场实效监测研究

以青藏铁路现场实体工程为背景，选用块石路堤、块石护坡和通风管路堤主动冷却措施进行现场实体工群试验，通过对路基内温度场的监测，研究这些措施对保护冻土的作用及效果。分析结果表明，2个冻融周期后，块石护坡路基、通风管路基和块石路基均具有一定的调节降温作用，有利于下覆多年冻土的保护。但是冻土上限的抬升需要消耗下部土体的冷能来实现，说明冻上路基温度场还处于不稳定阶段。