冻融循环对多年冻土区石油迁移影响试验研究     

张鹏  李春城  李国玉  王学力  王飞 《冰川冻土》2016,38(5):1325-1331

多年冻土区石油污染物迁移过程和特点、污染定量评价、防治和治理措施研发,都是目前寒区经济发展和能源开发迫切需要解决的重要课题.通过室内试验对土体温度场分布、水分分布和石油总量分布的监测分析,研究了冻融循环作用对迁移过程的影响机制.试验结果表明,冻融循环作用通过影响石油污染物本身的物理性质、土颗粒对石油污染物的吸附作用和土体内水相的分布和相状态,影响了石油污染物的迁移过程.原油黏度随温度的降低逐渐增加,使得原油在土体中的迁移能力降低.冻融循环是油水迁移的主要驱动力之一,随着冻融循环的增加,石油污染物和水分向上迁移并聚集,石油随土样高度增加逐渐减小,而水分随高度增加而增加且在一定的位置聚集.研究成果可为多年冻土区石油污染迁移过程和定量评价及防治治理提供重要基础和参考.  相似文献   

适用于多年冻土区具有碳通量自动观测性能的OTC系统开发设计     

贠汉伯  吴青柏  芮鹏飞  陈浩  孙志忠  俞祁浩  陈继  王俊峰 《冰川冻土》2015,37(2):454-460

在现有的OTC内碳通量观测仪器设备基础上, 设计开发出一套以AT89S51单片机为控制核心, 通过L293D控制电机正反转控制箱盖定时开关, 实现了多年冻土区OTC内碳通量自动观测. 观测主体箱用透明采光性良好的玻璃纤维材料制成, 电机传动采用齿轮传动, 箱口和箱盖接触地方用橡胶密封圈包裹, 防止箱盖密闭时漏气. OTC内碳通量自动观测仪最大可能性的减小了当前模拟增温条件下碳通量观测受自然条件和人为因素的影响, 极大的降低观测费用, 提高了数据的连续性, 基本上实现了多年冻土区模拟增温条件下碳通量较为精确地自动、连续观测. 试验表明: 在气象条件相对较好的2013年5月15日, OTC内碳通量自动观测仪观测结果和传统OTC内利用LI-COR6400观测结果规律性都较强, 野点较少, 二者相关性显著(R²=0.96); 而在气象条件相对较差的2013年9月1日, OTC内碳通量自动观测仪观测结果受外界干扰小, 观测结果规律性强, 野点较少; 而传统OTC内利用LI-COR6400 观测结果规律性较差, 野点较多, 数据可信度不高, 二者观测结果相关性不显著(R²=0.67).  相似文献   

青海柴木铁路多年冻土区片石路基工程措施效果的模糊评价   总被引：1，自引：0，他引：1  

曹伟  陈继  张波  吴吉春  李静  盛煜 《冰川冻土》2015,37(6):1555-1562

为综合评价多年冻土区片石路基工程措施效果, 以青海柴木铁路为例, 通过分析筛选多年冻土区片石路基工程措施效果评价因子, 给出各评价指标的层次结构, 建立综合评价模型, 确定工程效果评价分级标准与评价因子权重, 采用模糊数学方法对柴木铁路多年冻土区片石路基工程措施效果进行评价, 评价结果显示: 柴木铁路多年冻土地区片石路基工程效果评价结果为较好状态的占86.1%, 处于一般状态的比例为7.5%, 处于较差状态的为6.4%, 没有处于良好状态的路段. 结合试验断面测温资料, 采用模糊方法的评价结果与野外实际观测结果基本相符, 说明此方法可运用于多年冻土区片石路基工程措施效果评价中.  相似文献   

黏土地层盾构隧道临界注浆压力计算及影响因素分析     

叶飞  苟长飞  毛家骅  杨鹏博  陈治  贾涛 《岩土力学》2015,36(4):937-945

合理选择注浆压力是确保盾构隧道壁后注浆效果良好的前提。假定在黏土地层中,壁后注浆先对周围土体产生压密效应,当注浆压力超过一定值以后,浆液开始劈裂土体。为得到最优注浆压力,基于弹塑性理论,推导了考虑浆体无限扩张时的注浆压力上临界值计算式;将接头螺栓的抗剪效应与注浆对管片产生的压力结合起来,推导了考虑螺栓剪切破坏的注浆压力上临界值计算式;基于主、被动土压力公式,提出了保持地层稳定的注浆压力上、下临界值计算式。在此基础上,提出了最优注浆压力计算方法。通过工程实例,分析了土体的弹性模量、黏聚力、内摩擦角、初始地下水压,及隧道埋深对临界注浆压力的影响。结果表明：临界注浆压力与土体弹性模量、黏聚力、内摩擦角、初始地下水压,管片结构性能以及隧道埋深等因素有关;上临界值随着土体弹性模量、黏聚力、内摩擦角、初始地下水压及隧道埋深的增大而增大;下临界值亦随隧道埋深的增大而增大。  相似文献   

昆仑山隧道冻融特征分析     

王星华  汤国璋 《岩土力学》2006,27(9):1452-1456

从分析昆仑山隧道渗漏水地形特征入手,得出沟谷地形是多年冻土隧道渗漏水的原因,重新定义移动边界概念,提出产生移动边界特征的充要条件,为进一步认识多年冻土提供了理论依据。引入移动边界计算模型,分析了计算参数的取值原则,采用有限元技术,利用该模型计算和预测冻土的融化深度,并将计算结果与工程实际进行比较,最后得出昆仑山隧道冻融区的变化规律,为隧道病害治理提供了可靠途径。  相似文献   

青藏高原封闭道碴层对下部多年冻土保护作用的现场实验研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

马小杰  张建明  张明义 《冰川冻土》2006,28(2):229-234

为了研究封闭道碴层对其下部多年冻土是否具有积极的保护作用,在青藏铁路北麓河试验段附近建立了封闭碎石道碴坑和卵石地表对比试验场,并对下部地温进行监测.结果发现:经过两个冻融循环后,道碴坑底部(1.3 m深度处)年平均地温为-1.11℃,比卵石地表相同深度低0.73℃;道碴坑中部(0.7m深度处)年平均地温为-1.60℃,比卵石地表相同深度地温低1.4℃.封闭碎石道碴层可以提升冻土上限,降低多年冻土温度,对下部多年冻土起到很好的保护作用.封闭道碴层的这种降温效果是由于道碴层具有可变导热系数的特点,暖季道碴层上部温度高,下部温度低,不产生对流,等效导热系数小,传入道碴层以下土体的热量较少;相反寒季道碴层上部温度低,下部温度高,产生自然对流,等效导热系数增大,有利于道碴层以下土体释放热量.  相似文献   

成都平原第四纪化石冰楔的发现及古气候意义   总被引：5，自引：0，他引：5  

李勇  李永昭  周荣军  王国芝  司光影  王凤林  梁兴中 《地质力学学报》2002,8(4):341-346

最近,在成都平原西缘,大邑城西氮肥厂附近,斜江河西岸,上新统-下更新统大邑砾岩剖面的北端新开挖的露头上,发现了4条化石冰楔。这里的地理坐标是30°35'N103°31'E,海拔530m.这些冰楔发育于大邑砾岩露头的顶部。其中最大的一条,顶部宽3m,向下延伸2.5m.这些冰楔垂直向下延伸,与大邑砾岩层面斜交。所以,它们是在大邑砾岩沉积之后并经过构造变动后形成的,是大邑砾岩的后生冰楔。化石冰楔的充填物的特征与大邑砾岩有明显差别:前者为棕黄色,后者为灰白-黄色;前者砾径分选较好,砾径较细,一般长5cm~15cm,而后者砾径分选较差,粗大者20cm~30cm;前者的砾石含量高,约95%,后者的砾石含量低,约85%;前者砾石ab面产状无优势方向,而后者的ab面产状显示优势方向,倾向170°~210°,倾角30°~40°.由于两者有上述差别,所以,化石冰楔在露头上可以被识别出来。采用ESR法测定冰楔充填物的时代为0.171Ma.由此看来,这些冰楔的形成时代可能相当于V28-238深海岩心氧同位素曲线第6气候期(0.195Ma~0.128Ma),也可与中国黄土L_2~5(0.195Ma~0.180Ma)和L_2~4(0.180Ma~0.167Ma)所记录的气候波动和青藏高原倒数第二次冰期对比。
一般认为,冰楔是多年冻土的指示器,所以这些化石冰楔反映了成都平原在第四纪曾一度发育多年冻土。据研究,冰楔只能形成于年均温<-6℃的地方,高海拔多年冻土下界大致与-2℃~-4℃年均等温线相符。现今,大邑附近年均温约16℃.那么,化石冰楔形成时期,成都平原年均温至少比现今下降了18℃.   相似文献   

中国寒区分布探讨   总被引：11，自引：1，他引：10  

陈仁升  康尔泗  吴立宗  杨建平  吉喜斌  张智慧 《冰川冻土》2005,27(4):469-475

中国寒区应该包括所有的多年冻土区、冰川区和绝大多数稳定性季节积雪区,寒区气候系统和植被覆盖应具有相对独立性,而气温是划分寒区最关键的指标.气温资料来自中国571个站点1961—1998年每日4次观测资料,空间插值采用月平均气温与站点地理位置和地面高程的多元回归方程,地图坐标为Alberts投影,空间分辨率为1km×1km.结果表明:用最冷月平均气温<-3.0℃、平均气温>10℃的月份不超过5个和年平均气温≤5℃等3项指标所划分的寒区,与中国多年冻土、冰川、稳定性季节积雪、气候区划和植被区划边界基本一致.最终划分的中国寒区面积为417.4×10⁴km²,占我国陆地面积的43.5%.  相似文献   

青藏高原多年冻土区两类低角度滑坡灾害形成机理探讨   总被引：10，自引：0，他引：10  

靳德武  孙剑锋  付少兰 《岩土力学》2005,26(5):774-778

青藏高原多年冻土区发育的两类低角度滑坡--融冻泥流和热融滑塌是冻融循环条件下特殊的斜坡失稳类型,在广大的非冻土地区一般很难见到这种低角度的滑坡类型。探讨了两类低角度滑坡灾害的形成机理,即质点迁移效应和滞水润滑效应。以摩尔-库仑强度准则为理论基础,应用所推导的沿坡面平行方向渗流条件下安全系数的统一形式,对青藏公路k3035里程热融滑塌体稳定性进行了分析评价,验证了活动层沿厚层地下冰面滑动的“滞水润滑效应”。从环境工程地质学的观点出发,针对热融滑塌这种可控的滑坡地质灾害,提出了基于保护冻土原则的具体的防治措施。  相似文献   

多年冻土边坡的水热力耦合分析及软件开发          下载免费PDF全文

董旭光  董建华  何天虎  代涛  孙国栋 《中国地质灾害与防治学报》2020,31(4):77-84

为了快速准确掌握多年冻土边坡的冻融反应规律,基于水热力耦合理论,依托MATLAB编制了能反应土体多场耦合机制的有限元程序,与经典试验对比吻合较好,验证了程序的可靠性。据此开发了一套可独立运行、操作简便的多年冻土边坡水热力耦合分析软件,介绍了软件的功能和开发过程。结合算例分析了冻融作用下冻土边坡的反应特性,结果表明:不同时刻边坡的温度、水分、应力和位移有明显差别,在坡面冻融交界面出现剪应力最大值条带,边坡水平位移在冻结完成时,沿坡面大小基本相同,融化期结束时为上小、下大,融化时边坡的水平位移、未冻水含量均比冻结时大,而剪应力最大值却小;暖季多年冻土稳定性较差,开发的软件对冻土边坡工程冻融计算有重要应用价值。  相似文献