ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Экспериментальное моделирование процесса термоэрозии в условиях эксплуатации трубопроводов

В работе исследованы процессы предельно-термоэрозионного размыва при наличии модели магистрального трубопровода мерзлых дисперсных грунтов в условиях лабораторного эксперимента с учетом теплофизических факторов.

Обоснована методика проведения эксперимента и проведено физическое моделирование процессов в зависимости от теплофизических и механических свойств дисперсной среды: льдистость грунтов (5, 15 %), при температуре воды 274 К для образцов несвязанного низкотемпературных грунтов слоистой структуры неоднородной льдистости.

Проведение лабораторного эксперимента позволило определить особенности термоэрозионного процесса при наличии модели МТ:

    * Интенсивность техногенной термоэрозии на моделях МТ в 1,85-2 раза превышает интенсивность обычной термоэрозии(без учета модели МТ) и показывает существенный вклад техногенного фактора. Это объясняется высокой теплопроводностью металлоконструкций, которые переносят энергию тепла в мерзлый грунт. Интенсивность процесса замедляется, если зона наземной прокладки осыпается торфо-песчаной смесью, так как торф впитывает воду, набухает, сам становится препятствием размыва и снижает скорость и количество воды в водотоке; * Положение МТ вдоль или поперек склона влияет на интенсивность термоэрозии. При прокладке МТ вдоль склона интенсивность существенно ниже, чем при поперечной прокладке. В точках пересечения трубопровода с промоиной происходит ускорение процесса протаивания с развитием термокарста, с усилением кинетической энергии потока за счет образования водобойного "колодца"; * Наличие ледяных включений увеличивает общие объемы разрушений промоины, как по форме, так и по массе вынесенного грунта, т. к. при таянии ледяного прослоя освобождается место и появляется дополнительное питание водотока; * Интенсивность процесса выше на малольдистых грунтах по сранению со средней льдистостью (15%), так как для льдистых грунтов требуется больше тепловой энергии на протаивание; * Интенсивность термоэрозии выше при горизонтальном расположении ледяной прослойки, чем при вертикальном расположении. Поскольку при размыве вертикальные прослои льда играют роль временной "плотиной, т. е. являются помехой для водотока. По мере течения процесса также образуются термокарстовые "озера" - понижение с накоплением воды. Это замедление процесса является временным и по мере протаивания прослоя льда процесс ускоряется с дополнительным водосодержанием.

Результаты проведенных исследований могут быть использованы как научная основа при разработке методов и способов управления термоэрозионными процессами в условиях прокладки магистральных трубопроводов в криолитозоне. Должен быть организован специальный геотехнический мониторинг склоновых процессов термокарста и термоэрозии.

Данные материалы представлены на двух конференциях в 2014 и 2015 годах и опубликована статья.

Похожие статьи




ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Экспериментальное моделирование процесса термоэрозии в условиях эксплуатации трубопроводов

Предыдущая | Следующая