Chilled gas pipeline: frost heave design

• Main Author: Svec, O. J.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: 1981
• Subjects: permafrost; soils; frost heaving; gas pipelines; cold regions; design; pergélisol; sol; foisonnement par le gel; gazoduc; zone froide; conception; Arctic
• Online Access: https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/ft/?id=5770774c-ce7c-4449-93dc-3ab0523612c4; https://nrc-publications.canada.ca/eng/view/object/?id=5770774c-ce7c-4449-93dc-3ab0523612c4; https://nrc-publications.canada.ca/fra/voir/objet/?id=5770774c-ce7c-4449-93dc-3ab0523612c4

This paper presents a review of some of the anticipated problems associated with the frost heave of an Arctic chilled gas pipeline. The discussions of pipeline design in various locations include unfrozen ground, berm, shallow permafrost, frozen-unfrozen interfaces and river crossings. The author attempts to define the problems as well as prove their existence, their importance, and the necessity to deal with them. The discussions are supported by numerical results from a two-dimensional finite difference heat conduction-convection mode, including gradual phase change. A possible engineering solution to the frost heave problem of a chilled gas pipeline is supported by the experimental results. Le présent article donne une vue d'ensemble de certains des problèmes prévisibles qui découlent du soulèvement par le gel d'un pipeline acheminant de l'Artique du gaz réfrigéré. Les discussions relatives à la conception du pipeline dans diverses localités traitent des sols non gelés, des bermes, du pergélisol peu profond, des interfaces entre zones gelées et non gelées, et des passages au-dessus des rivières. L'auteur tente de définir les problèmes, et en même temps, de prouver leur existence, leur importance et la nécessité de les résoudre. Ces études sont appuyées par des résultats numériques obtenus sur un modèle bidimensionnel de convection et conduction thermiques à différences finies, comprenant un changement graduel de phase. La possibilité d'une solution technique au problème de soulèvement par le gel de ce pipeline semble confirmée par les résultats expérimentaux. Peer reviewed: Yes NRC publication: Yes