【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(jié)構(gòu)的特殊性,會(huì)對(duì)管道工程建設(shè)以及運(yùn)營產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,尤其是在斜坡敷設(shè)管道的背景下,往往會(huì)造成管道裸露、懸空,致使管道破裂,造成巨大的經(jīng)濟(jì)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(shè)管線的中可能遇到的種種問題,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文以新疆煤制氣管線為工程背景,前期進(jìn)行了野外調(diào)查和取樣、室內(nèi)測(cè)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(shí)在力學(xué)分析與計(jì)算的基礎(chǔ)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(shè),水流沖刷對(duì)油氣管道的影響作用;結(jié)合數(shù)值模擬計(jì)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(duì)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?yàn)轱L(fēng)積成因和沖洪積成因兩種。風(fēng)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(dá)溪河、史家溝等河谷區(qū)的I、II級(jí)階地上;在野外調(diào)查和取樣的基礎(chǔ)之上,進(jìn)行了研究區(qū)黃土濕陷性大小評(píng)價(jià)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(qiáng)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(guān)性�；谖锢硐嗨圃砗虵LAC~(3D)模擬軟件,進(jìn)行了物理相似模擬和數(shù)值模擬計(jì)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(guān)系:隨著斜坡角度的增加,水流對(duì)管道的破壞越來越嚴(yán)重,當(dāng)坡角到達(dá)50°左右時(shí)達(dá)到峰值,隨著角度繼續(xù)增大,水流對(duì)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(dòng),管道的受力和位移程度越來越小;且坡角處于40°時(shí)其管道應(yīng)變最為嚴(yán)重;當(dāng)坡角處于30°時(shí)其管道應(yīng)變最為輕微;最后結(jié)合工況條件提出了相應(yīng)的防治措施和建議。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE973;TU43
【圖文】：

和公路的運(yùn)輸壓力，所以說油氣管道是國民經(jīng)濟(jì)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(zhǎng) 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(gè)省、自治區(qū)。在途徑甘、陜西過程中，會(huì)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(xiǎn)，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(huì)嚴(yán)重影響管道安全、油氣通行能力和輸油管道建設(shè)的發(fā)展。因此管道沿線濕陷性黃土的地質(zhì)分區(qū)，正確評(píng)價(jià)管道沿線黃土場(chǎng)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(shè)計(jì)�！安涣嫉刭|(zhì)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與防治技術(shù)研究”是中石化石油工程設(shè)計(jì)有限公新氣管道工程立項(xiàng)的中石化科技攻關(guān)項(xiàng)目“新疆煤制天然氣外輸管道勘術(shù)研究”的一個(gè)子課題。本人研究課題“新疆煤制氣管線黃土濕陷性評(píng)邊坡敷設(shè)模擬研究”是“不良地質(zhì)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與防治技術(shù)研究”中的部主要研究新氣管線沿線中黃土對(duì)管道敷設(shè)及運(yùn)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(zhì)差異明顯[4]。寧夏地區(qū)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)較淺，在濕陷性黃土災(zāi)害處理方面尚因此，本文的研究對(duì)區(qū)域性黃土地區(qū)的油氣管道敷設(shè)。設(shè)管道中主要面對(duì)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(jié)構(gòu)發(fā)生破壞而類災(zāi)害點(diǎn)一般沿管線呈線狀分布，多形成長(zhǎng)度數(shù)十米（如圖 1-2 所示），會(huì)造成管線露管、懸空等問題。洼地，各種水體將會(huì)大量沿其匯聚和入滲，濕陷坑發(fā)會(huì)越來越大；有時(shí)在地下沿管線會(huì)形成長(zhǎng)距離的暗穴氣壓力變化的情況下可能引起管線的振動(dòng)，使管線變而在陡坡頂部黃土高臺(tái)地區(qū)的黃土濕陷，會(huì)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(xiàn)】

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本文編號(hào)：2722256