黏土地基中能量樁受力特性數值模擬分析

常 虹，劉津男

吉林建筑大學 測繪與勘查工程學院,長春 130118

0 引言

能量樁作為一種新型的豎直的地埋管換熱器,將地源熱泵與建筑樁基結合在一起,把埋設在地下的混凝土樁基變成儲熱換熱地源熱泵系統的一部分,通過在傳統樁基內預埋各種形狀的換熱管,充分利用地下淺層地熱資源,進行淺層低溫地熱能轉換,使建筑物樁基在滿足承載性能的前提下還能通過樁體實現與地能的熱交換,起到樁基和地源熱泵換熱器的雙重作用,保證夏季制冷、冬季供暖的需求[1].能量樁技術克服了傳統地源熱泵技術的占地面積大、工期長、造價高等缺點.目前我國對能量樁的研究尚處于發展階段.也有學者在能量樁埋管形式上做了大量研究.

陳忠購等[2]采用有限元模型模擬了樁土熱物性不同時地埋管的換熱效率,建立了內置并聯 U 形埋管能量樁熱交換的理論模型,并通過此模型進行了不同埋管形式對換熱效率的影響,得出埋管數量、樁內所有U 形管的支管間距以及埋管直徑可對換熱效率產生較大影響的結論;劉漢龍等[3]基于模型試驗方法,系統地研究了飽和砂土中4種埋管形式下能量樁熱力學、傳熱和承載能力,測得在相同時間、相同樁徑下W 型埋管樁身和土體隨溫度變化最明顯,同時樁端阻力、水平土壓力、樁頂位移W 型埋管的變化均最大;趙嵩穎等[4]從能量樁的材料入手對混凝土能量樁的材料配合比、不同單樁直徑、埋管間距進……