人工冻结软土融沉对埋地管道影响的模型试验研究

发布时间：2025-07-03 00:30

　　 为研究冻土地区埋地管道在融沉过程中的受力机理,利用人工冻融技术,开展了人工冻结饱和软黏土中埋地管道融沉模型试验,测试研究了融沉过程中土体温度场、水分场、位移场分布情况以及管道的力学特性。结果表明:在融沉过程中,土体的沉降主要由融化沉降和压缩沉降两部分组成;通过控制冷端温度可以有效的控制融沉速率,土体融化后,土中应力则主要集中于荷载区域下方土体,并且随着深度的增加荷载对土体的应力出现衰减;随着管道通热,冻土层的解冻,管身在油温作用下产生热膨胀现象,同时荷载对管身的作用也愈加明显,管身出现向下挠曲和圆截面椭圆化现象。结果对于冻土融化时管道的安全评估具有意义。

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【部分图文】：

图1 制冷系统

试验管道埋深600mm,管径50mm,管道中心距离模型箱壁750mm,大于10倍的管径,因此可忽略边界效应带来的影响。试验冻结管为铜管,每根冻结管内径28mm,4根管路按等间距300mm串联焊接成一个循环管路,并在表面镀铬防止氧化腐蚀。冻结管埋深300mm,并通过硅胶....

图2 测点布置

在管道的右侧150mm和300mm处作为a、b断面,总计布置7个测点。在a断面处沿深度方向450mm及600mm处布置a1和a2水分计,b断面由上至下间隔150mm布置b1—b4水分计,b5与b4距离300mm,具体布置如图2。(2)土表位移测点

图3 位移测点

试验中土体的冻胀现象由土表位移来间接反映。因无法直接量测土表的位移,故在土表放置一块1000mm×1000mm×10mm加载板,将位移百分表架设在加载板上,通过加载板位移来间接反映土表的位移情况。试验分别在距离模型箱各长边侧壁300mm放置4个位移百分表,如图3所示。....

图4 管身应变测点

管道全长1.5m,沿媒介进口方向间隔0.3m、0.7m、1.1m选取A、B、C共3个测量断面。每个断面按顺时针90°选取一个测点,总计4个测点。每个测点布置2个应变片,分别测试轴向和环向应变,总计24个,如图4所示。应变片与采集仪连接采用1/4桥接法,由公共补偿通道进行温....

本文编号：4055477