中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-311)
- 作品数：13 被引量：246H指数：11
- 相关作者：金会军常晓丽何瑞霞于少鹏吕兰芝更多>>
- 相关机构：中国科学院中国石油天然气集团公司哈尔滨学院更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目中国科学院“百人计划”国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球农业科学建筑科学交通运输工程更多>>
- 中俄原油输运管道工程冻土区管壁厚度确定被引量：1
- 2008年
- 拟建中俄原油管线由漠河进入中国,经过大兴安岭多年冻土区、嫩江平原深季节冻土区至大庆.原油输运过程中由于管道与周围土体之间发生的热交换,使得原有土层中的热交换机制被打破,冻土区常温原油管道工程基础将面临融沉和冻胀灾害的双重挑战.采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,计算校核了原油管道的应力状况和安全性,并对遭受冻胀变形作用的管道受力状况进行了有限元数值分析,提出了壁厚的设计参数和选取原则.对于采用X65钢级螺旋缝埋弧焊钢管和直缝埋弧焊钢管的中俄原油管道工程,当管道设计压力为10 MPa时,中俄原油管道设计壁厚应不小于14.2mm.为了使管道能适应冻胀率更大的情形,管道壁厚应适当加大.
- 李勇浩吴伟郝加前温智
- 关键词：中俄原油管道壁厚冻胀
- 东北北部冻土退化与寒区生态环境变化被引量：42
- 2009年
- 我国东北地区位于中高纬度欧亚大陆东缘,大、小兴安岭多年冻土区是欧亚大陆高纬冻土区向南最突出的部位,属于高纬山地冻土.东北多年冻土区是我国,乃至全球范围内,受气候变暖和人为活动影响最显著的冻土区之一.过去40 a来该区冻土显著退化,主要表现在:1)冻土南界及不连续多年冻土各分区边界北移而导致总面积减小、空间分布破碎化;2)活动层加深,融区扩大,局地冻土岛消失;3)冻土温度升高、厚度减薄、热稳定性降低等.由于各种因素的共同影响,寒区生态环境也发生了一系列变化.这具体表现为以兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,整个北方森林带北移,沼泽湿地面积减小等,寒区生态系统和环境已出现恶性循环.关注、研究、整治和管护寒区环境对区域社会、经济和生态可持续发展不可或缺.
- 何瑞霞金会军吕兰芝于少鹏常晓丽杨思忠王绍令孙广友
- 关键词：冻土退化
- 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被引量：16
- 2008年
- 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．
- 何树生喻文兵陈文国余志峰金会军
- 关键词：多年冻土输油管道温度场保温材料
- 中俄原油管道沿线典型土样冻胀性试验研究被引量：16
- 2008年
- 中俄输油管道穿越约500 km的多年冻土区,管道沿途地形起伏,水系和沼泽发育,使得管道工程地质条件复杂.沿线地貌单元主要可分为沼泽湿地、阶地、河漫滩、坡地以及基岩山脊等5种,不同地貌单元的岩性和冻土赋存条件均不相同.选取各地貌单元的典型土样进行颗粒分析、冻胀率等试验,分析了土样冻胀率与天然含水率、干容重、粘粒含量之间的关系.结果表明:全-强风化花岗岩冻胀率最小,冻土工程地质条件最好;含有机质粉质粘土冻胀率最大,管基需要进行特殊处理;粘土和粉土冻胀率介于二者之间,对管基进行常规处理即可.该试验定量评价了中俄输油管道沿线不同地貌单元的冻胀性,为管道在确保工程长期稳定性的基础上,选择经济、环保的施工方式提供了试验依据.
- 吉延峻金会军张建明何乃武
- 关键词：冻胀率粉质粘土砂土粉土
- 甘肃省公路沿线典型地段含盐量对冻胀盐胀特性影响的试验研究被引量：42
- 2009年
- 季节冻土区含盐土公路路基在季节性冻胀、盐胀和融沉作用下,发生大量的道路病害,给道路的安全运营带来了严重的隐患。在考察大量现场道路病害的基础上,针对甘肃省季节冻土区公路沿线盐渍化道路病害比较严重的地段,选取几种典型的盐渍土进行室内冻融循环试验来研究它们在周期波动温度条件下冻胀、盐胀和融沉特性,进一步探讨盐渍土地区道路病害产生的机制。试验结果发现,含盐量对路基土冻胀、融沉和盐胀等变形过程有明显的影响,不同的含盐量路基土膨胀机制不同。含盐量较高的土体,变形主要由盐胀引起,没有明显的融沉变形;含盐量较低的路基土,变形主要由冻胀和融沉引起,可能存在盐胀;对于无盐但冻胀敏感性路基土,其变形主要由冻胀和融沉引起。另外,开放系统下盐渍土反复冻融循环后含水率重新分布,含水率普遍增加,且形成了两端含水率高、中间低的现象。
- 李国玉喻文兵马巍齐吉琳金会军盛煜
- 关键词：季节冻土冻胀融沉盐胀
- 青海木里煤田冻土环境评价研究被引量：21
- 2008年
- 为了评价青海木里煤田冻土环境,在分析了煤矿开采与冻土环境相互作用的基础上,建立了由冻土热稳定性、冻土冻融侵蚀敏感性和冻土生态脆弱性这三个子系统组成的木里煤田冻土环境评价指标体系,采用层次分析法(AHP法)计算了因子权重,利用文献和野外考察资料,通过权重和评价指标分级标准加权计算建立了评价等级标准并对木里煤田冻土环境进行了综合评价.结果表明:木里煤田冻土环境质量为一般状态,冻土退化现象已经明显,冻融侵蚀现象已经出现,冻土生态环境受到影响,冻土环境已经受到干扰;评价结果客观、准确,与实际相符;AHP法应用于冻土环境评价是科学的,有效的,具有一定的推广和实用价值.
- 曹伟盛煜陈继
- 关键词：木里煤田冻土环境层次分析法综合评价
- 中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展被引量：36
- 2008年
- 在2005—2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.
- 李国玉金会军盛煜张建明俞祁浩齐吉琳温智吕兰芝童长江郭东信王绍令魏智杨思忠吉延俊于少鹏何瑞霞常晓丽郝加前陈友昌吴伟翟镇远赵意民
- 关键词：多年冻土中俄原油管道工程地质气候变化
- 中国东北大兴安岭多年冻土与寒区环境考察和研究进展被引量：25
- 2008年
- 由于东北地区最近150a来的显著气候变暖和清朝开禁政策以来强烈的人为活动影响，东北地区冻土和寒区环境已经产生了显著变化．由于社会经济活动日益增多和许多重大工程建设需要，及其寒区水文、生态环境的显著、急速恶化，继20世纪50—60年代大规模经济开发时的冻土研究高潮之后，东北地区冻土和寒区环境问题再次成为国人关注的重要问题．为研究中国-俄罗斯原油管道工程（漠河-大庆段）的气候变化与冻土退化对管道工程地基基础长期稳定性的影响问题，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在2007年7—8月组织了“大兴安岭多年冻土与环境”科学考察，考察的主要区域涉及大兴安岭西坡从漠河（不连续多年冻土区）至阿尔山（多年冻土南界和下界附近）以及东坡从漠河、大杨树（零星岛状多年冻土区）至嫩江平原北部大庆附近（季节冻土区）．考察中发现多处重要古冻土遗迹和重新研究了乌玛和伊图里河不活动冰楔群，取得了大量第一手资料，以研究第四纪，特别是全新世以来，多年冻土和寒区环境演化和变化．考察过程中，对大兴安岭（漠河-黄岗梁）和长白山的针叶林优势种（兴安松和章子松）树木年轮进行了系统采样，以详细研究小冰期晚期以来的气候和环境变化．考察结果表明：最近50a来，受显著气候变暖和强烈人类活动影响，东北多年冻土已经产生显著退化，南界有较大幅度（40～120km）北移．根据最新预测表明，在未来50～100a气候变暖情景下，多年冻土将继续退化，但面积上的变化将较慢．这可能归结于东北地区较好的地表覆被条件和丰富的地下冰、雪盖减少，以及可能显著增强的西伯利亚-蒙古冷高压在冬季形成的强大、稳定和广泛的大气逆温层结对兴安-贝加尔型冻土的控制作�
- 常晓丽金会军何瑞霞杨思忠于少鹏吕兰芝郭东信王绍令康兴成
- 高温多年冻土区冻土地基预先融化技术研究现状及展望被引量：4
- 2007年
- 在气候变暖背景下,多年冻土退化加剧,高温冻土将会在更大范围出现,保护冻土原则的适用性将受到经济、技术、环保合理性的挑战.在条件适宜高温冻土区,根据建筑结构和基础类型,采用预先融化技术(简称预融技术)处理冻土地基可在经济合理的前提下,保证工程的安全可靠性和长期稳定性.回顾了国内外冻土区预先融化技术的经验,总结和展望了预融技术在工程设计、施工及运行中的三个基本步骤,包括施工前多年冻土的融化、已融土的密实和固结,工程运行期间保持融化和防止冻胀措施的实施.预融技术主要利用蒸汽,热、冷水的对流换热和电流热效应,以及改变地表热状况来融化下伏多年冻土.保持融化的方法主要包括改变地表反射率和地基土的结构,融土保温以及利用主动和被动升温传热装置等(如热管技术).结合中国东北的一些预融技术运用实例,如漠河机场工程等,简要评述了预融技术的应用效果.
- 郝加前吉延峻何乃武魏智杨思忠何瑞霞金会军
- 关键词：气候变暖高温冻土冻土退化
- 中俄原油管道工程(漠河大庆段)沿线气温、地表和浅层地温年际变化特征被引量：13
- 2010年
- 分析了中俄原油管道(漠河-大庆段)沿线自建站至2005年的月平均气温和地温观测资料,并通过插补建立了1961—2005年漠-大沿线各站各季及年平均温度资料完整序列.结果表明:各站年平均气温具有很好的相关性,近40多年年平均气温在20世纪60年代最低,70年代略有回升,80年代后气温逐渐升高,进入90年代后期升温有所减缓;沿线各站的年平均地表温度也是20世纪70年代最低,70年代进入80年代升温最明显.气温升温最显著的是冬、春季,升温率分别达到0.71℃.(10a)-1和0.48℃.(10a)-1,夏季升温率只有0.27℃.(10a)-1.年平均气温和地表温度的升温率分别为0.45℃.(10a)-1和0.27℃.(10a)-1,气温的升温比地表温度要快.年平均地表温度要比年平均气温高,深层地温的变化趋势与气温基本一致,在位相上有1～2a的差异.
- 吕兰芝金会军常晓丽罗栋梁
- 关键词：气温地表温度地温
