青藏公路热棒路基降温效能

发布时间：2017-07-02 10:10

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【摘要】：为了分析多年冻土区热棒路基的工程效果,定量评价其降温效能,基于青藏公路热棒路基试验工程近11年的现场监测数据,分析了热棒路基的地温特征、温度场形态和冻融过程,估算了阴阳坡影响下热棒附近的水平热收支状况。建立了空气-热棒-冻土地基三维非稳态耦合计算模型,分析了不同结构形式(单侧直插式、单侧斜插式、双侧直插式与双侧斜插式)的热棒路基的降温效能。实测结果表明:在热棒作用下,阳坡侧路基地温可降到-1.5℃附近,较普通路基地温降低约3.0℃,阴坡侧路基地温最低达到-2.1℃;热棒路基经过11年的营运,阳坡侧冻土上限抬升约0.95m,基本达到天然地基水平;阴阳坡两侧热棒的年平均实际功率分别约为69.80、54.07 W,且热棒路基在最初5年传递能量较大,第6年后逐渐减小,此后路基的热状况进入相对稳定的状态。计算结果表明:双侧直插式热棒路基与双侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为2.88、1.88m,而单侧直插式热棒路基与单侧斜插式热棒路基第20年冻土上限分别为3.84、3.46m,因此,双侧热棒路基的长期降温效果明显强于单侧热棒路基,斜插式热棒路基强于直插式热棒路基;单根热棒的年平均功率为47~56 W,与试验工程监测结果较为吻合。
【作者单位】： 中交第一公路勘察设计研究院有限公司高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室;
【关键词】： 路基工程 热棒路基 现场观测 数值模拟 阴阳坡效应 降温效能
【基金】：国家科技支撑计划项目(2014BAG05B01,2014BAG05B03) 交通运输部建设科技项目(2013 318 490 010);交通运输部应用基础研究项目(2014 319 495 090) 陕西省青年科技新星计划项目(2016KJXX-91)
【分类号】：U416.16
【正文快照】： 0引言多年冻土占全球陆地总面积的25%,在中国多年冻土约占陆地面积的22.4%[1]。世界各国在多年冻土区开展了大量的工程活动,包括俄罗斯西伯利亚铁路、美国阿拉斯加输油管线和中国的青藏公路、青藏铁路、格尔木至拉萨输油管线等工程[2-4]。多年冻土区工程建设面临的主要问题就

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