高原冻土区铁塔基础水化热放热对温度场的影响

发布时间：2025-01-20 17:28

　　 针对多年冻土地区输电线路灌注桩基础的桩周温度场热影响问题,传统的研究建立在混凝土绝热升温的假设上,这种假设与实际不符并对计算结果产生影响。为了更好地规划后续工程施工,需要对传统计算进行优化。为了确定水化热放热过程对结果的影响,以实际桩基工程为例,分析了混凝土在绝热升温与带热源升温两种假设前提下温度场的变化规律,并比较了两种假设下土层以及桩身变化规律的区别。结果表明:带热源升温情况下桩底的回冻时间比绝热升温短5 d;同时建议桩基施工时要选择合理的施工工艺,对地基土质尽可能选择含水量低、传热系数高、容积热容小的冻土类型。

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【部分图文】：

图1 几何模型概化

桩基工程海拔高度在4600m左右。地处大片连续多年冻土地区，年平均地温-2.0℃～-2.5℃。多年冻土上限-1.5～-2.5m。该地区的地质条件为简单的二元体结构，上部土层为粉质黏土，下面大部分为粉砂夹碎石层，其中夹有少量薄冰层，开挖时未见地下水。本文以试验桩作为分析原型，....

图2 天然地温曲线

查阅当地的相关气象资料与地温资料，施工区9月份实测地温如图2所示。边界条件描述的是具体的研究区域的边界与周围环境的相互作用。分析温度场需要定义模型边界的热力学条件。

图3 桩心各特征点温度随时间变化曲线

由于各土层的热力学性质不同，为研究桩体温度与时间关系，选取各土层垂向中点埋深对应的桩心位置为特征点，即桩心处埋深为2.5,5.0,7.5,10.0m的点，各特征点温度与时间关系如图3所示。不同时期桩土温度场分布云图如图4所示。图4绝热升温工况不同时刻温度场云图（单位：℃）

图4 绝热升温工况不同时刻温度场云图（单位：℃）

图3桩心各特征点温度随时间变化曲线图4表明：该工况下混凝土水化热在130d时，对冻土的影响范围大概为8倍桩径，水平距离距桩心5.5m以外，温度变化不大，等温线是相互平行的水平线；并且桩底受到水化热的影响范围很小，集中在桩底以下4m，下部土体温度场基本不受影响。

本文编号：4029443