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多次温度循环对能量桩桩顶位移影响分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU473[建筑科学—结构工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]河海大学土木与交通学院,江苏南京210098, [2]重庆大学土木工程学院,重庆400045, [3]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, [4]江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏南京210007
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.51378178);教育部博士点联合基金项目(No.20130094140001);山地城镇建设与新技术教育部重点实验室开放基金项目(No.0902071812401);江苏省自然科学基金(No.BK2012478).
中文摘要:

能量桩是一种在承载上部建筑荷载的同时获取地热能源的新技术。但目前对于能量桩在冷、热循环过程中尤其多次冷、热循环情况下的热力学效应研究较少。基于模型试验方法,针对预埋钢管单U型新型能量桩,开展工作荷载作用下多次冷、热循环时的传热特性和承载特性,尤其是桩顶位移变化规律的研究;并开展无荷载作用下单次冷、热循环试验进行分析。试验结果表明,冷、热循环引起的桩体热应变,在加热时桩体内部产生压应力,而在制冷时桩体内部产生拉应力,同时温度引起桩侧不同部位分别产生正摩阻力和负摩阻力。相较于工作荷载,无荷载作用下加热会使桩体位移上升约41%,而一次加热与制冷循环作用后,无荷载作用下桩顶残余位移约为工作荷载作用下的10%。多次冷、热温度循环会导致桩体沉降不断积累。

英文摘要:

Energy pile is a new technology which supports the upper building load and extracts geothermal energy from its surrounding simultaneously. However, there is only little research available on the thermal-mechanical behavior of the piles subject to heating-cooling cycles and particularly repeated cycles. Model tests are carried out to examine the heat transfer performance and bearing characteristics of energy pile with embedded steel tube under working loading conditions over repeated temperature cycling, and especially the law of pile head displacement. Moreover, the displacement is also observed and analyzed under no load over one cycle of heating and cooling for comparative analysis. The results show that the heating-cooling cycles produce thermal strain in the pile shaft, heating generates compressive stress and cooling induces the tensile stress. Meanwhile, the positive and negative frictions are yielded in different parts of the pile side due to temperature. The upward displacement magnitude of pile top under no working load is 41% greater than that under working load, but the final displacement of pile top is approximately 10% of that under working load after one heating-cooling cycle. The repeated temperature cycling can lead to continuous accumulation of settlement.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873