Frost heave prediction of chilled pipelines buried in unfrozen soils

Frost heave is an important consideration in the design of buried chilled pipelines. A procedure for calculating the amount of heave under a chilled gas pipeline is presented based on a finite-difference formulation of the heat and mass transfer in saturated soils. The frost heave of the soil is characterized in terms of the segregation potential concept developed in earlier papers by the authors. Good agreement is found between the predictions of heave obtained with this procedure and that observed in long-term full- scale experiments at a test site in Calgary, Canada. Additional calculations are presented to explore the influence of pipeline temperature, pipe insulation, and ground temperature on frost heave of buried pipelines.Le gonflement des sols r\ue9sultant du gel est un aspect important lors de la conception des gazoducs enfouis dans les sols et op\ue9rant \ue0 des temp\ue9ratures inf\ue9rieures \ue0 0 degr\ue9 s C. L'article pr\ue9sente un mod\ue8le pour le calcul du soul\ue8vement de ces gazoducs fond\ue9 sur une formulation en diff\ue9rences finies du transfert de chaleur et de masse dans un sol satur\ue9. La m\ue9canique du gonflement du sol est repr\ue9sent\ue9e \ue0 l'aide du concept du "potentiel de s\ue9gr\ue9gation" d\ue9velopp\ue9 par les auteurs dans des publications ant\ue9rieures. Le mod\ue8le permet de pr\ue9dire le soul\ue8vement de quatre gazoducs d'essais situ\ue9s \ue0 Calgary avec une pr\ue9cision satisfaisante pour l'ing\ue9nieur sur une p\ue9riode relativement longue d'environ 10 ann\ue9es. Le mod\ue8le est ensuite utilis\ue9 pour \ue9valuer l'influence de la temp\ue9rature des gazoducs, de l'isolation autour des conduites et de la temp\ue9rature du sol sur le soul\ue8vement des conduites.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye