U型、W型和螺旋型埋管形式能量桩热力学特性对比模型试验

doi:10.16285/j.rsm.2016.S1.057

›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (S1): 441-447.doi: 10.16285/j.rsm.2016.S1.057

U型、W型和螺旋型埋管形式能量桩热力学特性对比模型试验

刘汉龙^{1, 2, 3}，王成龙^{1, 2}，孔纲强³，吴迪^{1, 2}

1. 重庆大学土木工程学院，重庆 400045；2. 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点试验室，重庆 400045； 3. 河海大学土木与交通学院，江苏南京 210098

收稿日期:2014-08-02 出版日期:2016-06-16 发布日期:2018-06-09
作者简介:刘汉龙，男，1964年生，博士，长江学者特聘教授，博士生导师，主要从事岩土工程方面的教学与科研。
基金资助:
国家自然科学基金（No. 51378178）；重庆大学研究生科研创新项目基金（2015年）；教育部博士点联合基金（No. 20130094140001）；山地城镇建设与新技术教育部重点实验室开放基金（No. 0902071812401）。

Comparative model test on thermomechanical characteristics of energy pile with U-shape, W-shape and spiral-shape

LIU Han-long^{1, 2, 3}, WANG Cheng-long^{1, 2}, KONG Gang-qiang³, WU Di^{1, 2}

1. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China; 2. Key Laboratory of Chinese Education Ministry for Construction and New Technology of Mountain Cities, Chongqing University, Chongqing 400045, China; 3. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing, Jiangsu 210098, China

Received:2014-08-02 Online:2016-06-16 Published:2018-06-09
Supported by:
This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51378178), Chongqing University Postgraduates' Innovation Project (2015), Doctoral Program of Higher Education (20130094140001) and Key Laboratory of New Technology for Construction of Cities in Mountain Area (0902071812401).

摘要/Abstract

摘要： 能量桩是一种可以节省地下空间和施工埋管费用的新技术，目前针对其在供暖和制冷过程中土体和桩基之间的相互作用机制研究却相对较少。基于模型试验方法，系统地研究了饱和砂土中单U型（绑扎和预埋形式）、W型和螺旋型等4种不同埋管形式情况下的能量桩热力学效应、传热和承载特性，测得桩体和桩周土体温度、桩端阻力、水平土压力、桩顶位移以及桩体应变随时间的变化规律。试验结果表明，在相同输入功率情况下W型埋管形式桩体的温度、土体压力、应力和桩顶位移均较螺旋型和U型埋管形式的情况大。

关键词: 能量桩, 埋管形式, 模型试验, 热力学效应, 饱和砂土

Abstract: Energy pile is a new technique which can save underground space and construction cost. However, the research focused on regarding the thermomechanical behavior between the pile and soil during heating and cooling are relative little. Based on the model test method, the experiment aims at systematically studying the thermomechanical behavior, heat transfer performance and bearing characteristics of four heat exchangers type piles including U-shaped (lashed and embedded types), W-shaped and Spiral-shape on saturated sand. The temperature of the pile and surrounding soil, the variation of tip resistance and horizontal soil pressure, and the pile head settlement are monitored. Meanwhile, the thermal strain of piles over time is also extrapolated. The results show that the pile temperature, thermal strain, pile head settlement and surrounding soil pressure related to W-shaped pile varies more obvious than Spiral-shape pile and single U-shaped pile.

Key words: energy pile, heat exchangers type, model test, thermal-mechanical behavior, saturated sand

中图分类号:

TU 473

刘汉龙，王成龙，孔纲强，吴迪,. U型、W型和螺旋型埋管形式能量桩热力学特性对比模型试验[J]. , 2016, 37(S1): 441-447.

LIU Han-long, WANG Cheng-long, KONG Gang-qiang, WU Di, . Comparative model test on thermomechanical characteristics of energy pile with U-shape, W-shape and spiral-shape[J]. , 2016, 37(S1): 441-447.

参考文献

相关文章 15

[1]	徐刚, 张春会, 于永江, . 综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 106-114.
[2]	李任融, 孔纲强, 杨庆, 孙广超. 流速对桩−筏基础中能量桩换热效率与热力耦合特性影响研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 264-270.
[3]	张磊, 海维深, 甘浩, 曹卫平, 王铁行, . 水平与上拔组合荷载下柔性单桩承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2261-2270.
[4]	黄巍, 肖维民, 田梦婷, 张林浩, . 不规则柱状节理岩体力学特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2349-2359.
[5]	邹新军, 曹雄, 周长林, . 砂土地基中受水流影响的竖向力−水平力联合受荷桩承载特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1855-1864.
[6]	程永辉, 胡胜刚, 王汉武, 张成. 深埋砂层旁压特征参数的深度效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1881-1886.
[7]	史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943.
[8]	宁奕冰, 唐辉明, 张勃成, 申培武, 章广成, 夏丁, . 基于正交设计的岩石相似材料配比研究及底摩擦物理模型试验应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2009-2020.
[9]	蒲诃夫, 潘友富, KHOTEJA Dibangar, 周洋. 絮凝-水平真空两段式脱水法处理高含水率疏浚淤泥模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1502-1509.
[10]	刘功勋, 李威, 洪国军, 张坤勇, CHEN Xiu-han, 施绍刚, RUTTEN Tom. 大比尺切削模型试验条件下砂岩破坏特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1211-1218.
[11]	汤明高, 李松林, 许强, 龚正峰, 祝权, 魏勇. 基于离心模型试验的库岸滑坡变形特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 755-764.
[12]	宋丁豹, 蒲诃夫, 陈保国, 孟庆达, . 高填方减载式刚性涵洞受力特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 823-830.
[13]	米博, 项彦勇, . 砂土地层浅埋盾构隧道开挖渗流稳定性的模型试验和计算研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 837-848.
[14]	侯公羽, 胡涛, 李子祥, 谢冰冰, 肖海林, 周天赐, . 基于分布式光纤技术的采动影响下覆岩变形演化规律试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 970-979.
[15]	王国辉, 陈文化, 聂庆科, 陈军红, 范晖红, 张川, . 深厚淤泥质土中基坑开挖对基桩影响的离心模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 399-407.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed

U型、W型和螺旋型埋管形式能量桩热力学特性对比模型试验

Comparative model test on thermomechanical characteristics of energy pile with U-shape, W-shape and spiral-shape

PDF (Chinese)

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0