东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析

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• 出版年：2008
• 作者：何树生；喻文兵；陈文国；余志峰；金会军
• 单位1：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室
• 单位2：中国石油天然气管道工程有限公司
• 出生年：1981
• 学历：硕士研究生
• 语种：中文
• 作者关键词：多年冻土；输油管道；温度场；保温材料；融化圈；数值分析
• 起始页：287
• 总页数：9
• 经费资助：国家自然科学基金项目(40401010)；中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-YW-311）；中国科学院百人计划项目“气候变化条件下高温冻土区线性工程基础稳定性研究”资助
• 刊名：冰川冻土
• 是否内版：否
• 刊频：双月刊
• 创刊时间：1979
• 主办单位：中国地理学会；中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
• 主编：程国栋
• 地址：兰州市东岗西路320号
• 邮编：730000
• 电子信箱：E-mail:edjgg@lzb.ac.cn
• 网址：http://bcdt.periodicals.net.cn
• 卷：30
• 期：2
• 期刊索取号：P211.306 203-2
• 数据库收录：中国科学引文数据库源刊
• 核心期刊：中国自然科学核心期刊

摘要

为解决冻土区输油管道周围土壤的温度计算问题，根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程，应用Galerkin法推导出了二维温度场的有限．元计算公式。以东北多年冻土区中俄原油管道工程为背景，根据该工程区的冻土条件和气候条件，应用该方法对温热型输油管道土壤温度场进行了计算预报与对比分析，结果表明：对于输送油温为15℃、直径为0.914m以及管顶埋深为2.0m的管道，在没有铺设保温材料情况下，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4a时间里迅速减小，第5年后融化速率变化趋于稳定；管道运行一段时间后，管道周围的融化圈随冷暖季节的变化呈交替式的扩展；在管道运行30a后，融深＞10m，即管底下的融化层厚＞7m，而在铺设5～8cm的聚氨酯保温材料后，融深控制在3.08～3.88m，即管底下融化层厚为0.2～1.0m.因此，合理使用保温方法能有效防止冻土区管道冻害的发生，同时达到保护冻土环境的目的。