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通过对饱和含水冻土区埋地管道周围冻土层的温度场、水分场和应变应力场进行数值模拟分析,得出管道穿越冻土区应力、应变不均匀分布和变化的一般规律。由于管道的散热作用,周围冻土层的结构、成分遭到破坏,土壤孔隙水减少,蓄热量低于融土,同时伴随水分的传热和传质作用而带走热量使土壤更加干燥。这些变化影响土壤变形及应力状态:管道上方土壤应变、应力变化剧烈;管道周围应变渐增,应力不断减小,易产生融沉;管道下方非融冻土应变小于上方融土、呈层状递减,土壤被加固,应力不断增大。 相似文献
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冻土区埋地输油管道温度场数值模拟研究 总被引:2,自引:0,他引:2
冻土区埋地管道遇到的最常见问题是冻害破坏.研究埋地输油管道发生冻害及采取科学有效的方法防止冻害,首先应预测埋地输油管道周围冻土冻融过程中温度场的变化,以及温度场与水分场的变化关系.叙述了国内外学者在冻土温度场与水分场耦合作用这一问题的研究成果和埋地输油管道周围温度场的研究成果,提出了数值模拟埋地输油管道周围冻土温度场的几点建议. 相似文献
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依据比奥(Biot)固结理论,应用总拉格朗日(Total Lagrangian)方法建立考虑大变形的应力场控制方程;引入应力-温度耦合损伤模型作为冻结状态下的高温冻土本构模型,以未冻水含量为耦合节点建立水热力耦合模型;通过冻结粉质黏土的升温三轴压缩试验验证模型的有效性,分析水热力耦合模型与应用小应变假设的模型的差异。结果表明:水热力耦合模型经过引入高温冻土应力-温度耦合损伤本构模型,冻结状态初始融化阶段预测结果与试验曲线较吻合。在变形加速至缓慢变形过渡阶段(1.5~2.5 h),模拟结果与试验曲线存在一定差异,但整体可有效预测高温冻结粉质黏土的融化固结过程。考虑大应变状态的水热力耦合模型,对融化变形的预测精度优于应用小应变假设的模型。根据模拟结果,分析水热力三场的相互作用关系、冻土融化固结过程,高温冻土外部升温状态下,边缘融化部分形成排水通道,加速上部土体水分排出。 相似文献
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冻害是多种因素综合作用结果,开展冻土多物理场耦合研究对解决冻害问题具有重要意义.通过归纳冻土多物理场耦合理论,指出毛细理论和冻结缘理论均忽略各向异性冰应力,冻结缘是否存在以及冰透镜体生长机制仍有争议.讨论水热盐力耦合关系,认为应进一步研究力对温度的影响及冻土压融问题.归纳常见未冻水含量模型,指出基于未冻水含量与温度关系的预测模型形式简单,但质量未冻水含量难以直接测量;三参数模型和五参数模型考虑土壤物理性质影响,但参数较多.总结和评价冻土多物理场耦合模型,认为一些经验表达式无法体现参数动态变化的特点,模型边界条件设置与实际情况不符.基于研究现状及存在问题,今后应探索更准确描述参数变化的数学表达式,将气候条件纳入模型考虑范围,设置更接近实际情况的边界条件,同时,加强冻土受力变形行为本构模型研究. 相似文献
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某农药厂周围土壤四氯化碳污染特征研究 总被引:2,自引:0,他引:2
通过对土壤和土壤孔隙水四氯化碳含量的测试,研究了某农药厂附近土壤四氯化碳污染特征。该农药厂排污渠和供水井附近的土壤中均检测出四氯化碳和氯仿,含量分别为0.7~42.2μg·kg-1和2.6~26.5μg·kg-1;土壤孔隙水四氯化碳主要在农药厂供水井附近检出,含量1.4~2.8μg·L-1。污染源区土壤中不存在四氯化碳污染池。四氯化碳在土壤中的分布主要受四氯化碳来源、四氯化碳的挥发作用和四氯化碳的自然衰减作用所控制。四氯化碳最高含量均出现在农药厂供水井附近,四氯化碳主要在3m以下的土层中检测出,且随深度增加而增加;表层土壤四氯化碳含量相对较低或未检出。 相似文献
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不同保水剂对土壤持水特性的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
保水剂做为旱地抗旱技术的有效方法,现已广泛应用于农、林、牧等方面,它可改善土壤结构,提高土壤吸水能力,增强土壤保水能力,对提高植物的出苗、成活率及根系生长量等有明显的效果,通过三种不同保水剂试验表明:纯保水剂膨胀率增加量分别为可膨胀后湿体积的92%(绿宝)、90%(TC)和91%(KD-1),三种不同保水剂15d后土壤含水量最高比对照分别高出15.8%(绿宝)、8.5%(TC)和11.4%(KD-1)。一般来说随保水剂用量增大,土壤含水量增加,当达到土壤量的20%时,其含水量下降,可视其为一临界值。 相似文献
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贵州省天然林保护区不同森林类型土壤持水性能的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
贵州省天然林保护区包括乌江、赤水河、清水江3个流域内的贵阳、六盘水、遵义、安顺、黔南、黔东南、铜仁、毕节等8个市(州、地)的70个县(市、区、特区)和8个贵州省林业厅直属单位9个监测县和2个自然保护区,总面积525.6万hm2。共有针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林、落叶阔叶林、灌木林、杂竹林7个森林类型。就以上森林类型的土壤进行研究分析结果得出:土壤容重:灌木林>竹林>落叶阔叶林>针叶林>针阔混交林>常绿落叶阔叶林>常绿阔叶林;土壤孔隙度:常绿阔叶林>常绿落叶阔叶林>针阔混交林>针叶林>落叶阔叶林>竹林>灌木林;土壤持水性能:常绿阔叶林>常绿落叶阔叶林>针阔混交林>针叶林>落叶阔叶林>竹林>灌木林。各森林类型的土壤持水性能与土壤中有机质含量、土壤孔隙度呈正相关,与土壤容重则反之。 相似文献
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冻土区埋地热油管道土壤融化圈特征数值分析 总被引:1,自引:1,他引:0
根据相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出计算温度场的二维有限元公式,对中国东北多年冻土区运行30年的加热输油管道土壤温度场(融化圈)进行了计算分析和比较。计算结果表明,对于15℃的油温,管顶之上的土壤在管道运行的第1年就达到热平衡状态,同时土壤融化速率在第1年达到最大,随后4年时间里迅速减小,第5年后融化速率变化趋于稳定;管道运行一定时间后,管道周围的融化圈在土壤中随冷暖季节的变化呈交替式的扩展;在管道运行30年后,管底下融深可达到10m以上,这将引起基础融沉、管道变形及多年冻土环境破坏等问题,需引起工程部门的高度重视。 相似文献
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以实际工程为例分析了输油管线工程对土壤环境的影响,并提出了相应的环境保护措施,探讨了管线工程完工后土壤的恢复情况,验证了环保措施的有效性。 相似文献
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我国东部输油管道的技术发展 总被引:2,自引:0,他引:2
随着大庆油田的开发,20世纪70年代是国内原油管道建设第一次高潮,并由此奠定了我国原油管道设计、建设的基础,形成了一定的技术和管理模式。为了缩小与国际先进管道技术的差距,引进了德、英、日、美、加拿大等9个国家的先进技术和装备,于1990年建成了我国第一条用SCADA技术控制运行的东黄复线,此后东部地区的一些原油管道也先后进行了改造。根据东部地区输油管道建设和发展的实际状况,探讨了适合该地区原油管道技术和管理的发展方向。 相似文献
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海南省典型区域土壤石油污染调查研究 总被引:1,自引:0,他引:1
对海南省主要潜在污染区土壤的石油污染状况进行调查,结果表明,海南省环岛高速公路西线土壤含油量比东线普遍高,加油站周边土壤含油量超标较严重; 相似文献
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热油管道停输后土壤温度场数值研究 总被引:1,自引:0,他引:1
阐述了加热输送原油管道在运行过程中不可避免地会产生停输问题,当温度降到一定值后,可能造成凝管事故,给管道再启动带来极大困难。为了避免凝管事故发生,对管道停输后的周围土壤温度场变化规律进行研究,进而确定允许停输时间。通过分析埋地热油管道的几何特性,建立了有限区域内停输时的热油管道土壤数学模型,并使用PHOENICS软件对该数学模型进行了求解。模拟结果与文献[7]实测数据吻合较好,误差在2%以内。证明了利用PHOENICS软件完全能够对停输时的温度场变化进行模拟。为研究热油管道间歇输送过程中确定停输时间以及解决再启动等问题奠定了基础。 相似文献
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