能源桩换热过程中结构响应原位试验研究

摘要：

目前关于在桩基中埋设换热管作为地源热泵换热器（即所谓“能源桩”技术）在制冷或供暖过程中对结构和周围岩土体的影响的信息十分有限。在河南省信阳市一项地源热工程中开展了保持桩顶加载条件下施加温度荷载并进行桩身结构响应量测的试验。试验持续了4周的时间，在常规静载试验的基础上叠加了温度循环，以模拟能源桩在实际运行时的工况。沿桩身深度方向布设了振弦式应变计和其它量测仪器，获取了桩身的应变和温度曲线剖面。同时获得了桩顶加载量、桩顶位移、桩身中换热管的进出口水温以及环境温度等数据。从这些数据中又推导出桩身的附加温度荷载。在此试验的基础上，又探讨了能源桩结构响应的简化规律。对桩体进行加热或制冷后，桩体中相对于结构加载产生了附加温度荷载（拉力或压力），且受制于桩端和桩周约束，结构荷载和温度改变引起的附加荷载的合力可能会超出桩基设计规范的限值，在能源桩设计中应给予充分的考虑。

关键词：地源热泵、能源桩、换热、结构响应、现场测试

分类号：TU470(土力学、地基基础工程)

资助基金：清华-剑桥-麻省理工学院三校低碳大学联盟基金项目

在线出版日期：2014-07-15（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：1087-1094