ЛЕБЕДЕВ Михаил Петрович, член-корр. РАН, доктор технических наук, главный научный сотрудник, Институт физико-технических проблем Севера СО РАН, 677980, Якутск, ул. Октябрьская, 1, Россия,
LEBEDEV Mikhail Petrovich, Corresponding Member of the RAS, Doctor of Technical Sciences, Chief Researcher, V.P. Larionov Institute of Physical-Technical Problems of the North SB RAS, 1 Oktyabrskaya St., Yakutsk, 677980, Russia,
ПЕРМЯКОВ Петр Петрович, доктор физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, Институт физико-технических проблем Севера СО РАН, 677980, Якутск, ул. Октябрьская, 1, Россия,
PERMYAKOV Petr Petrovich, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Leading Researcher, V.P. Larionov Institute of Physical-Technical Problems of the North SB RAS, 1 Oktyabrskaya St., Yakutsk, 677980, Russia,
ИВАНОВ Джулустан Семенович, ведущий инженер-электроник, Институт физико-технических проблем Севера СО РАН, 677980, Якутск, ул. Октябрьская, 1, Россия,
IVANOV Dzhulustan Semenovich, Leading Electronics Engineer, V.P. Larionov Institute of Physical-Technical Problems of the North SB RAS, 1 Oktyabrskaya St., Yakutsk, 677980, Russia,
ЯКОВЛЕВ Юрий Аркадьевич, ведущий электроник, Институт физико-технических проблем Севера СО РАН, 677980, Якутск, ул. Октябрьская, 1, Россия,
YAKOVLEV Yuri Arkadyevich, Leading Electronics, V.P. Larionov Institute of Physical-Technical Problems of the North SB RAS, 1 Oktyabrskaya St., Yakutsk, 677980, Russia,
Магистральные трубопроводы в районах многолетней мерзлоты подвергаются различным экзогенным процессам, например, морозному пучению. В работе математическим моделированием показаны величины морозного пучения различного типа. Численная реализация поставленной задачи процесса тепловлагопереноса осуществлена схемой с направленными разностями с учетом знака скорости инфильтрации грунтовой воды. Для вычислительного эксперимента исходные параметры по теплои влагопереносу в основании трубопровода определены применительно к природно-климатическим условиям Центральной Якутии. При наличии грунтовых вод происходят образования пучения инъекционного типа. Со временем морозное пучение инъекционного типа растет, что приводит к изменению значения коэффициента неравномерности. Показано, что в результате морозного пучения напряженное состояние трубопровода постепенно переходит в пластическую деформацию. С помощью уравнения сгиба трубопровода дана оценка напряженнодеформационного состояния трубопровода от величины миграционного пучения. Пучения связаны с многогодичным «сезонным расшатыванием», которые могут привести к малоцикловым усталостным разрушениям.
The main pipelines in permafrost areas are exposed to various exogenous processes, for example, frost heaving. In the work, values of frost heaving of various types are shown by mathematical modeling. Numerical realization of the problem of heat and moisture transfer process is carried out by a scheme with directed differences considering the sign of the speed of groundwater infiltration. For the computational experiment, initial parameters for heat and moisture transfer at a base of the pipeline are defined in relation to natural and climatic conditions of Central Yakutia. In the presence of groundwater, the heaving of an injection type is formed. Over time, frost injection of the injection type increases, which leads to a change in the value of the coefficient of unevenness. It is shown that the stress state of the pipeline as a result of frost heaving gradually transforms into plastic deformation. With the help of the pipeline fold equation, the stress-deformed state of the pipeline is estimated from the amount of migration heaving. The heaves are associated with a multi-year «seasonal loosening», which can lead to low-cycle fatigue failures.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.