多年冻土区热棒路基降温调控效能研究

摘要：

为了研究多年冻土区地温变化规律及评价L型和直式热棒的地温调控效果,以某一级公路采用的热棒群降温工程措施为研究对象,以现场实时监测数据为基础,评价了热棒有效影响半径、作用期限和影响深度等因素对多年冻土路基的降温冷却效果,通过热传导理论和非线性分析方法,建立了不同监测时段的地温预测模型.研究表明:在垂直于路基中心线的水平方向上,热棒作用下的路基地温变化呈"弯沉盆曲线"型,最小有效影响半径为2.0 m.在近路中心侧最低地温在-0.5℃以下,L型热棒降温效果更佳;而在近路肩侧最低地温基本处于0℃以下,直式热棒冷却效能优势较大.多年冻土路基地温变化近似呈现正弦波形曲线分布,单位周期内地温振幅随深度增加不断衰减,且存在相位滞后效应和偏距差异,经历两个冻融循环冷却期后,两种热棒段的路基最低地温降幅分别达到51.5％、50％.浅层地温受大气温度和黑色沥青路面聚热效应的影响波动幅度较大,但随着路基埋深的不断增大,其周期性波动逐渐削弱并逼近年平均地温.多年冻土地温预测值与实测值相关系数均在0.97以上,预测效果良好.研究成果可为多年冻土路基设计、运营维护和变形监测提供新视野.

关键词：道路工程、多年冻土、热棒路基、降温调控效能、地温预测模型

所属期刊栏目：66

分类号：U416.1(道路工程)

资助基金：国家自然科学基金51408480

在线出版日期：2021-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：20-27