| 摘要:（摘要内容经过系统自动伪原创处理以避免复制，下载原文正常，内容请直接查看目录。） 为了保证动力供应，我国今朝正从俄罗斯年夜量出口的原油。漠河一年夜庆段原油保送管道工程须要穿越西南年夜小兴安岭和嫩江平原北部、年夜约500 km的多年冻土区和465m的季候冻土区。该地域冻土正处于逐步衰退进程中，所经由多年冻地盘带冻土工程地质前提庞杂，不良冻土景象发育，沿线多年冻土工程地质特点存在较年夜的差别，能够对管道工程平安形成严重威逼。冻土区的输油管道设计和施对象有很多特别性，管道油温对其四周和沿线冻、融土的水热状况将会发生伟大的作用，进而直接作用到冻、融土的物理力学特征，威逼着管道的全体稳固性和构造完全性。由此，展开对管道沿线冻土区工程地质性质及其相干的工程地质成绩的研究具有主要意义。为了知足该管道初勘阶段勘探评价和设计施工的须要，我院冻土试验室受年夜庆石油工程无限企业的拜托，对所送冻土样品依照中国石油管道企业在《中俄原油管道(漠河一年夜庆段)工程多年冻土工程地质勘探技巧划定(试行)》中对冻土目标提出的各类技巧请求停止了相当数目的冻土专项实验。本文起首经由过程各类试验办法对取自中俄管道沿线的地基土停止了相干的物理目标测试，俄语论文题目，重要包含冻土未冻水、骨架比热、体积热容、导热系数与导温系数。这些物理参数都是冻土热物性研究与工程设计中的主要目标。这一部门内容中重点阐述冻土未冻水的测试研究。从实际上剖析测定未冻水含量的测温法与量热法，得出测温法道理存在混杂温度概念成绩，即测温法经由过程Wu=aθ一b预告形式衍生而来，现实上是将肇端解冻温度下的未冻水含量当做随意率性负温下的未冻水含量。从模仿实验数据的比较剖析，测温法实验成果存在不肯定性。比拟之下，量热法依据能量守恒道理停止实验与盘算公式的推导，实验道理清楚明白，而且经由年夜量实验验证，量热法的测试精度较高，知足工程设计运用请求。采取量热法对管道冻土区六年夜类原状土样停止了综合实验研究，归结了温度、土质和含水量对未冻水含量的作用纪律。温度是作用未冻水含量的重要身分，随温度下降，未冻水含量均削减，分歧土的未冻水含量激烈变更的温度区间规模有所分歧；六种土质类型在各温度下均匀未冻水含量与温度关系反应出，跟着土质疏散性的增年夜(塑性加强)，未冻水含量增长。在雷同负温下无机土比无机土未冻水含量高，无机土跟着无机质含量的增年夜，未冻水含量增年夜；初始含水量对无机质土的未冻水含量有异常显著的作用。初始含水量对未冻水含量的作用水平顺次是黏土》粉土、粉质黏土》砾砂。经由过程对未冻水作用身分的剖析，本文总结了石油管道工程沿线各类土在给定负温下的未冻水含量代表值(均匀值)和冻土未冻水通用公式幂函数wu=at一b中的参数a、b数值。在此基本上，俄语论文题目，拟合得出黏土、粉质黏土、粉土和泥炭质土的wu一wp一t经历盘算公式和在给定温度下的wu一wo一wp关系的二元一次线性回归方程式。这些经历公式不只反应出了土质、含水量和温度对未冻水的综合作用纪律，同时也可供工程疾速肯定未冻水含量供给参考根据。本文完成的冻土根本热物理参数包含导热系数、体积热容量、导温系数，冻土骨架比热。这些参数是冻土热工盘算的应用目标，在现场很难直接取得，重要是在试验室内测定。本次冻土热物理参数采取的实验办法是：导热系数采取稳固状况热流计法测定，导温系数用正轨状况法测定。冻土体积热容和冻土骨架比热采取量热法。对年夜兴安岭多年冻土区泥炭草炭、泥炭质土、黏土、粉质黏土、粉土和各类砾砂等一系列土样的停止冻土骨架比热测试，经统计剖析和比拟可知，随颗粒变粗和塑性削弱，冻土骨架比热逐步减小。冻土骨架比热值不只与颗粒和塑性年夜小有关，并且与土中无机质含量有关。随土中无机质含量增长，骨架比热值增年夜：依据一10℃前提下的体积热容实验和盘算成果，分土类评论辩论其与总含水量和干容重的关系。对四类土Cvf_W_γd实验数据停止二元一次线性回归剖析，获得冻土体积热容随总含水量和干密度增长而增年夜且线性相干性均很好。联合未冻水与骨架比热测试成果连同土样总含水量与干容重，从而可以盘算出任一负温下的冻土体积热容；冻土导热系数的测定采取热流计法，经由过程实验给出了年夜兴安岭多年冻土区五种典范土料的λ_w_γd线性回归方程式，相干性较好。热流计法能较好地提醒冻融状况、含水量、干容重和土质前提等身分对导热系数的作用和纪律。年夜多半在北半球的国度为冻胀和融沉成绩所困。然则，对冻土这个特别情况的迷信和技巧困难，特殊是寒区岩土和管道工程的研究却异常缺乏。本文第二部门经由过程室内实验对各类分歧土质停止冻胀敏理性剖析与管道区冻土融沉性剖析。对典范土料停止室内冻胀模仿实验，找出土质前提、含水量、饱和度、密实状况、等身分与冻胀率之间的经历关系。分离对作用细粒土与粗粒土的冻胀敏理性的主导身分停止剖析。细粒土冻胀性，在含水量雷同时塑性指数越年夜，所需肇端冻胀含水量越高，而冻胀性也越弱；粘性土和粉土的冻胀性随超塑含水量(W一WP)变更的纪律根本雷同，可同一按土的η～(W一WP)关系停止细粒土冻胀敏理性分类；细粒土的冻胀性还受饱和度和压实度的作用，在统一饱和度下。土的冻胀性跟着压实度的增长而下降，当含水量必定时，细粒土的冻胀率都跟着压实度或饱和度的增长而增年夜；对η～(W一WP)～Kd/Sr停止回归剖析。(W一WP)对土体冻胀性的进献要比Kd或Sr年夜，解释超塑含水量是作用细粒土冻胀性年夜小的主导身分。在对粗粒土冻胀敏理性及分类的研究中可知，土中的含水率是使其发生冻胀最重要的身分，而含泥量的作用无限。从粉砂到粗砂，冻胀率随含水率的增加而明显增加。经由过程与标准比较研究，可得出标准划定的含泥量界线值是不适合的，含泥量低于划定的界线值在必定含水率的情形下依然存在冻胀，乃至可到达强胀；标准在除粉砂外的粗粒土冻胀性分类面，在土类划分、含泥量界线、冻率与含水率关系及界线值划定上，都存在很多成绩显著偏于不平安方面，值得商议。对惹起管道冻胀变形的2一6m规模的地基土冻胀性的剖析中可知，AB段沿线在2一6m深度规模内粉质黏土的冻胀是惹起该段管道冻胀损坏的重要缘由。从试验材料看，沿线粉质黏土的冻胀性没有显著纪律，极可能是各段水份补给前提的作用分歧而至。AB段散布的粗粒土重要是砾砂和圆砾角砾，砾砂年夜多半属于弱冻胀性，冻胀强弱取决于含水量(补水前提)，斟酌到管道运营后能够转变下部水份前提，对一些自然含水量较低的弱冻胀性地域，也须要斟酌水份充分后演化成冻胀乃至强冻胀类型的能够性。该段含有的圆砾角砾土层可按不冻胀处置。本文完成了细砾、砂土、粉土、粘性土、泥炭化粘性土、泥炭质土六种共345个土样的融沉实验，经由过程对年夜量的实验数据停止剖析，提出了多年冻土融沉系数与熔化紧缩系数的经历肯定办法，并对冻土融沉性分类做了进一步的研究。总结了各类土融沉系数a0与含水量和干容重关系。各类土的融沉敏理性是纷歧样的。粉土的融沉敏理性最年夜。砾石土在前提具有时亦可发生可不雅沉降，但整体上看融沉较小，普通是优越的冻地盘基；在冻土融沉性分类研究中本文比现有标准增长了泥炭化粘性土和泥炭质土这两种土类。在回归剖析基本上提出了各融沉品级界线含水量和界线超塑含水量；熔化紧缩系数在试验荷载规模(200KPa)之内并不是常数，而是跟着荷载的增年夜而减小，所以冻土熔化后体积存缩系数mv不该取定值，而应依据现实压力段年夜小取响应值；总结出来六类土mv一rd回归关系和数字化表格，可供工程上估量mv时运用。冻土是一种对温度非常敏感的土体，跟着温度的分歧其物理力学性质会产生很年夜的变更。在多年冻土区埋设常温输油管道必定会损坏冻土与年夜气间曾经树立的热量均衡状况，使地基土的温度状态及冻融进程产生较年夜的转变，从而对管道基本的稳固性形成不良作用。是以，针对管道工程的施工和运转特色，对管道地基土在设计运用年限内的温度场做出预告有主要意义。论文对管道四周泥土温度场树立一幻想物理模子，给出必定的模子假定前提，依据相干文献和设计材料给出响应的界限前提，盘算管道四周泥土温度场的变更。不斟酌油温的作用与给定一负温油温两种情形对冻土温度场停止猜测。从管道横截面轴心的地温冻融进程线看，管道在运转前25年阁下，季候冻土深度在7米阁下变更，而在盘算的后25年，季候性冻土的解冻深度逐年减小，解释季候冻土也在逐年衰退。盘算的前25年，多年冻土下限呈逐年下降趋向，同时多年冻土的上限在逐年抬升，解释多年冻土在逐年退步；盘算到27年，多年冻土完整退步为季候性冻土。是以，在全球变暖的气象年夜前提下，使得低温极不稳固冻土遭到较年夜作用，多年冻土退步至季候冻土直至完整退步。油温在全部盘算进程中是跟着地温场的变更而变更，其实不是恒定温度。由管道横截面轴心深度偏向作出温度一深度关系曲线可知，管道界面中间地温随运转时光的变更纪律，统一深度处的地温成递增趋向，10m以上规模内温度变更梯度较年夜，10m一下温度变更梯度逐步减小。冻土着土偶为下限跟着运转年限在减小，解释在油温的作用下，工资下限逐年抬升。 Abstract: |
