多年冻土区热棒路基设计计算.pdf

论文作者签名:群丢麟日期:撇年拢原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。
摘要算,简要的讨论有关热棒的基本参数选取。热棒是应用于土木工程中的无芯重力式热管。热棒因其高导热性能、等温性能、单向导热性能、环保特性、结构灵活等特性,被广泛应用于工业与民用建筑、公路工程、铁路工程、机场跑道、输油管线、输电杆塔、水工大坝等。热棒路基是用来保持多年冻土区路基热稳定性、减弱冻胀融沉及其他不良冻土现象病害的一种工程措旌。文本综述了热棒技术在国内外的发展现状,介绍了热棒的基本工作原理和工作特性,热棒路基及其热工特性,并对热棒路基的稳定性迸行了简要的分析。对养护多年冻土热棒路基进行了详细的热工计算和设计参数的选取分析,给出了设计计算过程和方法。文章从热棒暖季隔热劝襞酒舳ぷ、寒季采冷增大路基冻结速率和增加等温冷冻面三方面,分析了全年工作的防冻胀热棒路基减弱不均匀冻胀的可能性,并通过对热棒全年隔热量和产冷量的热工计关键词:热棒多年冻土设计铁道科学研究院硕士学位论文
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引言现这一原则而采用的一种主动保护多年冻土的工程措施。自开工以来,青减铁青藏铁路第二期工程格一拉段于年开工。在全球气温升高的大背景下,为了让线路顺利通过喙ɡ锏亩嗄甓惩燎呗飞杓浦胁捎了“保护多年冻土”的设计原则,以保证路基的稳定性。热棒路基就是为了实路陆续在清水河试验段、北麓河试验段、开心岭试验段、安多试验段开展了热棒路基的现场试验研究工作,从热棒路基合理性验证,热棒设计参数的选取,热棒与其他措施绫N掳联合使用,热棒防治路基病害等方面,系统地展开了热棒路基技术与应用的研究。本文所述就是这些研究中的一部分,即在清水河试验段现场试验研究所积累的第一手资料的基础上,通过热工分析,初步探讨了养护多年冻土的热棒路基设计计算方法。同时,为了解决运营中可能出现的不均匀冻胀问题,文中利用热棒的等温特性提出了一种切实可行的防治不均匀冻胀病害的热棒路基措施。铁道科学研究院硕士学位论文
第一章热棒技术在国内外的发展概况热棒技术在国外的发展概况热管是一种新型高效传热元件,通过工质蒸发和冷凝相变转换,能在很小的温差下传输很多的热量。热管的当量导热系数比导热性能良好的金属铜高出几十倍,甚至数百倍。因其高导热性能,热管在实际工程的散热、换热、等温和温控设备中显示了很大的优越性,被广泛应用于航天、电子、石油、化工、动力、冶金、纺织、电工、建筑、陶瓷、机械、太阳能利用、工业余热回收等行业【热棒是应用于寒区土木工程中的无芯重力式热管。由于热棒具有高导热性能、等温性能、单向导热性能、环保特性、结构灵活等特性,被广泛应用于冻土工程中,用来提高冻土与基础间的冻结强度和剪切强度、防止多年冻土退化、减弱冻胀等H劝羰且恢治扌柰饧佣Α⑽拊硕挡考睦涠诚低常蚨工作时无噪声干扰、无需日常维修养护、安全可靠、可以长期连续运行。自世纪年代末期以来,热棒广泛应用于工业与民用建筑、公路工程、铁路工程、机场跑道、输油管线、输电杆塔、水工大坝等工程,成为多年冻土区解决冻土地基基础工程中热工问题的强有力技术之一。世纪年代中后期,美国陆军工程兵团先生从降低冻结土体温度、增大桩基承载力出发,开发了一种无动力自冷冻地基系统,用来解决阿拉斯加多年冻土区的基础设计问题,并申请了专利,因其系统有承载功能,称为“热桩”。年美国工程师协会在和的通讯工程施工现场,用热桩做天线、发射塔和房屋的基础,试验取得了满意的结果。从年冬季开始,基础范围内一直保持冻结状态,房屋没有明显的变形。年掳⒗辜拥厍こ淌π嶂圃炝艘桓匝槿茸沧在地区,用来分析热桩的热流。在现场实测数据的基础上,利用圆柱体热阻公式计算、绘制出了热桩安装后和启动后的土体等温线和热流周转图,计算得到了热桩的年热周转量床淞,在此基础上分析了产冷量与热桩闽铁道科学研究院硕士学位论文
吼热桩在阿拉斯加输油管线工程中的应用使热桩技术在设计、施工及其后续近于零,与一般正常梯度状况相比,热棒侧壁的冻结力减小了;②在多年冻土这个冻结球体直接锚固在多年冻土上;⑧由于桩周冻结界面是径向扩大的,析根热棒。运行状态的测试结果表明:安装热棒后,输油管线支撑排架桩柱壁面即不能承载的无芯重力式热管,逐渐被广泛应用于铁路工程、公路工程、大坝、距、土体温度和导热系数等参数的关系【。这些成果已成为热桩基础设计和热桩研制的理论基础。多年冻土区桩基础工程的技术难题之一是桩的冻拔问题。采用热桩可以有效减小或消除冻拔:①由于热桩是等温装置,蒸发段竖直方向上的