【摘要】：新疆煤制氣管線工程途徑新疆、寧夏、甘肅,而該區(qū)域是我國黃土集中分布的重要地區(qū),尤其是工程沿線穿越了大片濕陷性黃土區(qū)。濕陷性黃土由于其結構的特殊性,會對管道工程建設以及運營產(chǎn)生嚴重的危害,尤其是在斜坡敷設管道的背景下,往往會造成管道裸露、懸空,致使管道破裂,造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,研究管線沿線黃土的濕陷性分布,綜合分析在斜坡敷設管線的中可能遇到的種種問題,具有重要的現(xiàn)實意義。本論文以新疆煤制氣管線為工程背景,前期進行了野外調(diào)查和取樣、室內(nèi)測試等工作,研究了管線在寧夏固原、中衛(wèi)、甘肅平?jīng)龆螡裣菪渣S土的分布特征,系統(tǒng)地分析了研究區(qū)內(nèi)黃土的成因及影響黃土濕陷性的因素;同時在力學分析與計算的基礎上,通過建立物理相似模型,分析管道在邊坡按不同角度敷設,水流沖刷對油氣管道的影響作用;結合數(shù)值模擬計算分析,分析管道在不同坡角懸空后的受力分析,最后提出針對研究區(qū)黃土的防治措施和建議。經(jīng)過調(diào)查、分析和研究,可知研究區(qū)內(nèi)黃土的形成主要成因為風積成因和沖洪積成因兩種。風積黃土主要發(fā)育于殘塬黃土丘陵及梁峁溝壑區(qū),沖洪積黃土主要分布于涇河、lm河、黑河、達溪河、史家溝等河谷區(qū)的I、II級階地上;在野外調(diào)查和取樣的基礎之上,進行了研究區(qū)黃土濕陷性大小評價和影響濕陷性因素的分析,得出了固原、中衛(wèi)、平?jīng)龆吸S土濕陷性強弱并分析了濕陷性大小與地形地貌、黃土粘粒含量、含水率及孔隙比的相關性�；谖锢硐嗨圃砗虵LAC~(3D)模擬軟件,進行了物理相似模擬和數(shù)值模擬計算,相似模擬獲得了管道在水流影響下的穩(wěn)定性和坡角的關系:隨著斜坡角度的增加,水流對管道的破壞越來越嚴重,當坡角到達50°左右時達到峰值,隨著角度繼續(xù)增大,水流對管道的破壞減弱;通過數(shù)值模擬得出,管道下部土體在受到破壞致使管道懸空后,沿管道懸空部分向兩端移動,管道的受力和位移程度越來越小;且坡角處于40°時其管道應變最為嚴重;當坡角處于30°時其管道應變最為輕微;最后結合工況條件提出了相應的防治措施和建議。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE973;TU43
【圖文】：

和公路的運輸壓力，所以說油氣管道是國民經(jīng)濟的生命線工程之一。新管線工程包括一條干線、五條支干線，線路總長 7373 公里，其中干線，支線 2872 公里。輸氣線路工程全線經(jīng)過新疆、寧夏、甘肅、陜西、河、湖北、湖南、江西、廣東、廣西、浙江等 12 個省、自治區(qū)。在途徑甘、陜西過程中，會遇到大面積濕陷性黃土地區(qū)，黃土特有的濕陷性造成和危險，如地基不均勻沉陷、塌陷、地表變形、浸水后地基承載力下降問題會嚴重影響管道安全、油氣通行能力和輸油管道建設的發(fā)展。因此管道沿線濕陷性黃土的地質分區(qū)，正確評價管道沿線黃土場地的濕陷性的意義，將有助于黃土地區(qū)輸油管道工程的勘察和設計。“不良地質危險性評價與防治技術研究”是中石化石油工程設計有限公新氣管道工程立項的中石化科技攻關項目“新疆煤制天然氣外輸管道勘術研究”的一個子課題。本人研究課題“新疆煤制氣管線黃土濕陷性評邊坡敷設模擬研究”是“不良地質危險性評價與防治技術研究”中的部主要研究新氣管線沿線中黃土對管道敷設及運營的影響。黃土段管線分-1 所示。

的濕陷性黃土主要分布在湟水河、大通河等河谷地區(qū)，層厚變化大，分層土體性質差異明顯[4]。寧夏地區(qū)，地質結構認識較淺，在濕陷性黃土災害處理方面尚因此，本文的研究對區(qū)域性黃土地區(qū)的油氣管道敷設。設管道中主要面對的問題是黃土的濕陷性。黃土濕陷重或外荷作用下，受水浸濕原有土體結構發(fā)生破壞而類災害點一般沿管線呈線狀分布，多形成長度數(shù)十米（如圖 1-2 所示），會造成管線露管、懸空等問題。洼地，各種水體將會大量沿其匯聚和入滲，濕陷坑發(fā)會越來越大；有時在地下沿管線會形成長距離的暗穴氣壓力變化的情況下可能引起管線的振動，使管線變而在陡坡頂部黃土高臺地區(qū)的黃土濕陷，會使大量的流，軟化斜坡的土體，降低斜坡的穩(wěn)定性，引發(fā)黃土線造成更大的危害和威脅。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2722256