冻胀融沉对冻土区输油管道建设影响的研究

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1、万方数据2009正第4期管道技术PipelineTechnique5and设各Equipment2009No．4冻胀融沉对冻土区输油管道建设影响的研究杨涛，马贵阳，胡延成(辽宁石油化工大学储运与建筑工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：冻胀和融沉是冻土区埋地管道周围土体经常发生的两种现象，这将极大地影响管道的建设，产生对工程的冻害问题。为解决此问题，了解了冻土冻胀融沉的研究进展，论述了冻土冻胀、融沉研究的现状，总结了当前冻胀融沉机理、数值预报模型和防冻害措施的研究成果，探讨了目前冻土冻胀、融沉研究存在的不足，并

2、对今后的研究方向进行了展望。需要建立更合理有效的冻胀、融沉预报模型，开发预报冻胀、融沉的软件，加强实验和工程验证，采用一系列创新设计来保护(或预先融化)冻土，抑制融沉。关键词：冻胀；融沉；输油管道；冻土区中图分类号：TE832文献标识码：A文章编号：1004—9614(2009)04—0040—04TheEffectoftheFrostHeaveandThawingSettlementonOilPipelineinFrozenSoilRegionYANGTao，MAGui—yang，HUYan·cheng(1D

3、epartmentofOil&GasStorageandTransportation．LiaoningUniversityofPetroleum&ChemicalTechnology，Fushun113001，China)Abstract：Thefrostheaveandthawingsettlementaretwokindsofphenomenathatoccurfrequentlyaroundburiedpipesinthefrozeneartharea．Thisaffectspipelineconstru

4、ctionverymuchandcausesfrostdamagetotheproject．Inordertosolvethisproblem，wemustgainanunderstandingoffrostheaveandthawingsettlementinfrozensoil．HereisdiscussedtheresearchOffthisproblem，andsummarizedasfollowsarethecurrentresearchesonthemechanismoffreezing，heave

5、，thawingsettlement，numericalpredictionmodels，forpreventionsofsuchharmsandtheinsufficiencyofcurrentstudiesofsuchproblems．AforecastofthefuturestudyismadeSOastoestablishamorereasonableandfruitfulpredictionmodelsoffreezingandthawingactions．Thesoftwaresystemforpr

6、edictingthefreezingandthawingeffectsshouldbedevelopedandtheexperimentalandengineeringverifica-tionshouldbestren甜hened．Aseriesofinnovativedesignmeasuresareadoptedtoprotect(ormeltinginadvance)pipelineinthefrozenearthandcurbthethawingsettlement。Keywords：frosthe

7、ave；thawingsettlement；oilpipeline；frozeneartharea0引言在多年冻土地区修建管道，必须考虑冻土的冻胀、融沉问题对管道建设的影响。冻土区虽然蕴藏着巨大的油气资源，但多年冻土的温度状态和含冰量对其岩土工程性质影响很大，从而影响输油管道工程的设计与施工，因为冻土融化后其承载力下降很多。许多寒区管道工程问题主要与岩土的冻结融化有关，局部排水、土壤条件及地质条件都需要考虑。若冻胀敏感性土、冻结条件及水分条件同时存在，水分迁移会导致显著冻胀和融沉破坏。此外，环境对管道工程也会产

8、生直接影响，存在管道一环境相互作用问题，其收稿日期：2008—08—08收修改稿日期：2009—03—05次，主要工程设施的施工需要克服各种自然地形困难和防止灾害。最后，技术和环境保护问题的妥善处理是投资获得适当收益的基本保证。由于经济不断发展，中国从俄罗斯、哈萨克斯坦进口的原油正在加速增长。西伯利亚北极海大陆架不仅离中国最近，而且拥有可出口的巨大石油资源。因此，它将成为国内长期能源战