基于热棒功率变化下多年冻土区输电塔热棒桩基的长期降温效果预测

作     者：周亚龙 郭春香 王旭 蒋代军 刘德仁 何菲 胡渊 ZHOU Yalong;GUO Chunxiang;WANG Xu;JIANG Daijun;LIU Deren;HE Fei;HU Yuan

作者机构：兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点试验室甘肃兰州730070 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2019年第38卷第7期

页      面：1461-1469页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51268033) 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201607) 兰州交通大学青年科技基金项目(2016016)~~ 

主　　题：土力学 多年冻土 电力塔基 热棒 降温效果 

摘      要：青藏铁路建设中输电塔穿越多年冻土地区,最大的难题是解决输电塔桩基的长期热稳定性问题。为研究热棒应用于输电塔桩基的长期降温效果,基于冻土传热学相关知识,考虑全球气候变暖、冻土相变、混凝土水化放热、热棒功率变化等因素,结合青藏铁路望昆—不冻泉段电力塔热棒桩基的现场试验,建立热棒桩基的三维有限元模型。计算分析50 a内热棒功率和桩土体系温度场。计算结果表明:最初2 a内的计算值与实测值吻合度较高,说明数值计算能较好的模拟此场地桩土体系温度的动态变化;在热棒的全寿命周期30 a内,热棒功率呈非连续波浪递减式变化;热棒桩基能有效增加冷储量,降低土体地温,第5年桩周土体地温降至最低,融化深度最小,第30年可提高冻土上限48cm;建议在热棒寿命结束后的第2年更换新的热棒或进行其他工程处理措施保持输电塔基础的热稳定。