双u型埋管能源桩桩周岩土体温度场分布特征试验研究

《双u型埋管能源桩桩周岩土体温度场分布特征试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、双U型埋管能源桩桩周岩土体温度场分布特征试验研究　　摘要：以信阳地区两根相邻的双U型埋管能源桩为研究对象，通过较长时间的TRT增温测试地温恢复TPT制冷测试模拟了能源桩的间歇性运行状态，在能源桩桩壁和岩土体中埋设传感器实测获得了能源桩运行过程中的桩周岩土体温度场分布。研究成果显示，能源桩运行过程中的传热表现为三维传热特征，桩端岩土体的温度变化滞后于桩体中间区域岩土体，建议能源桩设计时在桩端部位适当增加埋管量，以提高能源桩的换热效率；测试结果显示在经过172h的TRT测试并进行约25d的地温恢复后，桩周岩土体温度整体升高了约1℃，验证了岩土体温度扩散的缓慢性及其具有良好的热储性，同时也预示了

2、地源热泵运行过程中存在冷热失衡的可能性。　　关键词：能源桩；双U型埋管；温度场；分布特征　　中图分类号：TU473.1　　文献标志码：A文章编号：1674-4764（2016）05-0157-07　　Abstract：TwodoubleU-typeburiedtubeenergypilesinXinyangregionwereinvestiguted.LongtimeTRTtestsandtemperaturerecovery-TPTtestareconductedtosimulatetheoperatingstateofenergypilesunderintermittentcondit

3、ions.Sensorsarepreparedintheenergypilewallandsoil，thedistributionoftemperaturefieldduringtheoperationofenergypilesismeasured.？The12researchresultsshowenergypilesintheoperatingprocessofheattransferperformsthree-dimensionalcharacteristics，thesoiltemperatureinpileendpositionchangeslagtothemiddleregio

4、nofthepilebody.Itishencesuggestedthattheincreaceoftheburiedpipeinpileendpositioncouldincreaseenergypileheatexchangeefficiency.Thetestresultsshowthetemperatureofthesoilaroundthepileisincreasedabout1℃aftertemperaturerecoveryabout25daysafterthe172hTRT，verifyingtheslowconductionandgoodheatstorageofthe

5、rockandsoilbody.Atthesametime，theimportanceofthecoldandheatimbalanceofthegroundsourceheatpumpsystemisalsopredicted.　　Keywords：energypiles；double-Utypetubes；temperaturefield；distributioncharacteristics12　　能源桩利用桩基（建筑桩基、基坑围护桩、CFG桩等）进行热交换，在能源桩制热时，热量向四周传播而造成岩土体温度升高，制冷时则造成周边岩土体温度降低[1-3]。周期性运行时，能源桩向岩土体释放

6、的热量与抽取的热量应保持平衡，以保证能源桩的持续高效运行，当能源桩的冷热负荷不平衡时，在周期性运行过程中就会造成岩土体温度的升高或下降，进而降低能源桩的运行效率[4-6]。因而，通过现场试验分析能源桩周边的温度场分布特征，对研究能源桩的布置及运行效率有重要意义。目前，针对能源桩传热过程中周边岩土体温度场的研究较多，但主要为根据考虑桩径和埋管型式的不同提出了各种传热模型，进而进行了大量的理论计算和数值模拟，并进行对比分析[6-14]。其主要缺点在于缺乏现场试验验证，难以检验计算温度场的正确性及数值模拟的合理性。　　针对上述存在的问题，在河南省信阳地区开展了现场原位试验，选择了两根相邻的双U型

7、埋管能源桩，通过TRT测试（172h）-地温恢复（598h）-TPT测试（142h）模拟能源桩的实际运行工况，在桩周和桩壁埋设传感器监测了整个测试过程中的桩周温度，较为系统地研究了能源桩运行过程中的桩周温度场分布特征，为指导能源桩设计提供了科学依据。　　1试验方案及数值模拟方法　　1.1试验工点所依托项目概况　　试验所依托的建筑主体为信阳宋基产业物流园信息大厦，该项目位于信阳市城区西北侧，该工程为二类高层，占地面积119