静钻根植能源桩承载特性模型试验与数值模拟研究

发布时间：2024-04-13 19:38

　　地热能是一种绿色清洁的可持续能源,能源桩技术的发展为利用地热能缓解能源危机提供了新的思路。相比于传统灌注桩作为热交换载体,静钻根植能源桩具有无挤土、不排泥、承载力高、换热系统耐久性好等优势。本文采用自行设计模型试验与ABAQUS数值模拟分析相结合的方法,研究静钻根植能源桩在热力耦合作用下的承载特性,为静钻根植桩作为热交换载体推广使用提供评估与参考价值,主要结论如下:(1)升温和降温后桩体温度沿深度的变化并不均匀,其温度分布规律与换热管埋设方式有关。桩周土温度受热源影响的程度随着距离桩中心距离的增大逐渐减小,影响半径约为3～4倍桩径。内置金属换热管模型桩的换热性能优于外绕塑料换热管模型桩。(2)在多次冷热循环作用下,静钻根植能源桩桩顶和桩周土表面均会产生累积沉降,且随着桩顶荷载和冷热循环次数的增加有增大的趋势。在-15℃～+20℃桩身温度变化范围内,基桩承载力增幅在-2.69%～+8.33%范围内。(3)在冷热循环作用下,预制桩和水泥土均产生了附加温度应力,其分布与温度变化值、桩顶荷载和约束条件等因素密切相关。预制桩升温引起的附加轴向压应力和降温引起的附加轴向拉应力大小沿深度分布均表现为...

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【部分图文】：

图１．２传统地源热泵系统的两种类型??

统。冬季地下恒温层温度高于地??表温度，其热能通过地源热泵系统交换给地表达到制热效果；夏季地表温度高于地下恒温??层，利用地源热泵系统可将地表多佘热量转移至地下恒温层达到制冷的效果。相比传统锅??炉釆暖技术和普通空调制冷技术，地源热泵技术具有更大的节能减排优势和潜力，据估计??冬....

图１．３能源桩系统示意图Ｗ??

垂直埋管技术需要额外钻孔，而城市发展对地下空间利用率要求??较高，为了提高地下空间利用率，工程技术人员巧妙地将地源热泵换热管路与建筑桩基础??结合起来，逐渐形成和完善了现有的能源桩（桩基埋管地源热泵）技术。??ｐ—＾??换热介质循环??—?ｖ’Ｈ＇）??层Ｐ室￥供暖（制冷）??建....

图１．４能源桩不同换热管埋设形式ｌ＂ｌ??

浙江大学硕士学位论文?第一章绪论??做出不小贡献，如上海世博轴、法兰克福＾＾１１１＇〇＼￥６１＼伦敦〇１＾犯评〇１３１＾购物中心、??伦敦西门子公司、瑞士苏黎世机场和北京大兴国际机场等知名建筑均是能源桩应用的成功??案例。??相比传统垂直钻孔埋管而言，能源桩桩体直径更大，作为换热....

图１．５静钻才艮植工法示意图—??

设水泥土过渡层、内含预制桩??的新型复合桩基，利用螺旋钻机钻挖一定设计标高的钻孔后，底部一定深度扩底，然后向??钻孔内注入一定配比的水泥浆与钻孔内土体经过搅拌形成较为粘稠的水泥土，再将高强预??应力混凝土管桩植入水泥土中，养护后形成组合式桩基［１２］。相比传统的钻孔灌注桩和预制?....

本文编号：3953520