螺旋型埋管能源桩桩内温度场分布特征及其影响因素分析

针对能源桩桩内温度场分布特征开展了现场原位试验,实测获得了能源桩换热过程中的桩壁和桩心温度,以此为基础结合数值模拟分析了能源桩的桩内温度场分布特征及其影响因素。分析结果表明:能源桩桩内温度温升规律与地埋管进出口温度变化规律一致,桩内温度场主要受地埋管进出口温度控制;能源桩制热(冷)时,以地埋管为起点,桩内温度远离地埋管呈抛物线下降(上升);影响能源桩桩内温度场分布特征的主要因素为回填材料导热系数和桩径,导热系数越大,相同制热时间时的桩内温度越高,且桩心温度随导热系数的增加近似呈线性上升;桩径越大,相同制热时间时的桩内温度越低,桩内温度随桩径的增加近似呈等比例下降。该研究成果可为能源桩的推广应用提供参考。     

能源桩桩身横向变形试验研究

关于地源热泵系统(GSHP)运行条件下的能源桩竖向变形特征研究已经取得了大量的成果,然而,目前对能源桩横向变形特征如何影响桩体摩阻力和传热特性的认识还不够充分。在模拟能源桩实际运行工况的条件下进行室内试验,测试了温度循环条件下桩身-岩土体接触界面的变形特征。试验结果表明:温度变化会使桩-土接触界面产生变形,其变形量足以使桩侧摩阻力发生变化,进而改变桩土接触条件并影响能源桩的传热效率。这些研究结论与现场桩身结构响应测试结果较为吻合:温度变化时能源桩桩身侧壁会产生横向的热胀冷缩,随着桩身横向变形,桩侧壁会产生桩侧摩阻力,其大小取决于桩壁深度和温差。     

基于试验遗传算法的水电站加劲压力埋管优化设计

水电站地下埋管的结构最优化设计是一个多维混合变量的非线性优化问题,采用常规优化方法求解有较大困难,为此提出基于试验优化设计思想的改进遗传算法———试验遗传算法。实例表明,由于该算法能自动调整计算精度,更好地保持种群多样性而易获得全局最优点,且计算简单、高效,对水利水电工程中常见的高维非线性优化问题适用性强,具有较高的推广应用价值。     

膨胀混凝土延迟膨胀损伤模型的试验验证

为了验证膨胀混凝土延迟膨胀损伤模型的适用性,采用硫酸钠溶液和浸烘循环法来模拟膨胀混凝土延迟膨胀损伤过程,并用表观形态观察、质量变化与超声波相结合的方法来评定混凝土损伤。试验结果表明,膨胀混凝土的损伤过程与模型相吻合,膨胀混凝土延迟膨胀损伤模型有较好的适用性。     

沉管灌注桩与夯扩桩的静荷载试验对比分析

随着城市安居工程的大量建设和发展,为提高建筑物的抗震性能,其基础处理大量采用桩基。特别是沉管灌注桩与夯扩桩应用较为普遍。如何选用这两种桩型,通过对两种桩型的几个单桩静载荷试验实例进行对比分析,得出了两种桩型的应用条件和适用范围。     

考虑禁锢空气影响的层状土壤Green-Ampt入渗模型及试验验证

为考虑土壤孔隙中禁锢空气对入渗水流的阻滞作用,引入饱和度系数Sa（Sa小于1）来量化湿润区的饱和程度,建立了改进的层状土壤Green-Ampt入渗模型（MGAM）,并提出了由土壤物理特性参数估算Sa的计算公式。为检验MGAM的适用性,分别在室内长土柱和田间进行层状土壤的积水入渗试验,并采用MGAM、传统的Green-A...     

PCC能量桩换热效率数值模拟分析

PCC能量桩是一种在现浇大直径管桩(PCC桩)桩体内进行开放式埋管的新型能量桩技术;具有传热效率高、方便检修与维护等技术优势。基于数值模拟方法,建立PCC能量桩、传统能量桩换热效率分析数值模型;该文通过与相关模型试验结果的对比分析,验证数值模型的准确性和可靠性;继而,探讨进/出水口布置形式、传热液体等因素对PCC能量桩换热效率的影响规律。研究结果表明,相同条件下,PCC能量桩换热效率较常规能量桩高;PCC能量桩内开放式传热管布置形式影响换热效率。     

不同桩体温度下能量管桩承载力特性模型试验研究

能量管桩是在传统ＰＣＣ桩或预应力管桩基础上研发的一种新型的桩埋管形式能量桩技术,埋管方便、热传导效率高;然而,针对不同温度下该新型能量桩承载力特性的研究相对较少。基于模型试验方法,在桩内预埋导热管、利用导热管中的循环导热液体对桩体施加温度,续而开展温度影响下能量管桩的静载荷试验,测得不同温度影响下能量管桩的荷载－位移关系曲线、桩身应力－应变关系曲线等变化规律,并对能量管桩在实际运行过程中的承载特性与受力机理进行了初步讨论与分析。试验结果表明,能量管桩在饱和砂土中的竖向承载力随着桩体温度的升高而增大,反之,则减小;桩体温度每升高１℃,能量管桩桩基极限承载力近似提高１．５％。