张国柱
- 作品数：129 被引量：432H指数：13
- 供职机构：东南大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金交通部西部交通建设科技项目长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程自动化与计算机技术天文地球更多>>
- 自由约束条件下分层地基中PHC能源桩热力响应原型试验研究被引量：15
- 2019年
- 现场PHC能源桩在分层地基中的热力学响应研究相对较少。通过现场原型试验,对位于分层土地基中PHC能源桩热学响应及力学特性进行试验研究,并结合桩周土孔压静力触探试验(CPTU)与钻孔取样试验分析能源桩的热–力学响应特征。结果表明:桩身温度总体分布较均匀,平均上升20.0℃,桩两端与高热导率土层处温度较低,分层地基的换热能力不均对桩温增长量产生显著影响;桩身内产生压应力,其中最大桩身应力为4.70 MPa,桩底应力为3.77 MPa;中性点在16.3 m深左右,位于靠近桩下端2/3桩长处,且位置不变;对比其他现场试验发现,桩身附加应力大小与桩侧土强度、成桩工艺与桩型有关;桩上部出现负摩阻力,下部产生正摩阻力,其中负摩阻绝对值较大,其原因可能是由于两端桩–土相对位移大小不同。最后,依试验结果提出一种简化的桩–土相对位移与桩身应力分布形式。
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- 关键词：桩基础分层地基
- 层状地层能源管桩传热性能试验研究被引量：5
- 2020年
- 能源管桩与传统垂直地埋管换热器在换热器结构、环境敏感性和热传递行为等方面会存在显著差异,在东南大学九龙湖校区能源管桩原型试验场地,开展层状地层能源管桩长期原位热响应试验,能源管桩桩长为24 m,热交换管为单U型布置,试验时间长达1100 h,在距离能源管桩中心0.5,0.65和1.15 m处设置20 m深的地温孔对地温进行监测,并结合数值仿真技术,分析研究层状地层能源管桩的热传递行为,以及层状地层对能源桩换热性能的影响。研究结论如下:(1)开始加热时,距离能源桩越近,升温越快;经历长时间加热后,各层土体升温幅度和速度均有所下降:加热760 h后土中各点温度上升速度相比第一次连续加热下降80%以上。(2)当热响应功率变化时,距离能源桩越近的土体,受能源桩温度影响越大且响应越敏感,随着距离增大,温度影响变小;土体温度响应存在延迟效应,且距离能源桩越远,延迟越大。(3)在热导率和热扩散系数较高的土层中,靠近能源桩的土体温度升幅和上升速度均较小;反之,在热导率较低的土层中,靠近能源桩的土体温度升幅较快和上升速度较大。(4)热响应仪停止加热后,各点地温均下降。近处地温恢复较快,而远处由于延迟效应,地温呈现先上升再下降的趋势。(5)数值模拟结果显示热导率和比热容对土体传热有不同的影响;土层热导率较高时能源桩换热量增大。
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- 关键词：桩基础热响应试验温度场
- 隧道伸缩式保温隔热结构及隧道保温方法
- 本发明提供一种隧道伸缩式保温隔热结构，该结构包括骨架、柔性面料、导轨、气囊和气管，骨架是由若干拱形框架组成，各拱形框架由内、外两层柔性面料连接，骨架底端与导轨滑动配合，气囊布置在骨架的前、后两端和下端，当气囊充气时，在内...
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- 文献传递
- 地铁盾构工程岩溶病害处理方法的研究和应用
- 以长沙地铁2号线五一广场站至芙蓉广场站盾构区间为例，对目前常用的几种岩溶处理方案进行了分析对比，探讨了各自的特点，提出了压力注浆法。介绍了此工程中岩溶风险区划分、压力注浆要求和处理质量检测要求，对类似地质情况下的地铁工程...
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- 关键词：盾构岩溶压力注浆
- 能源隧道仰拱层埋式地温能防冻加热系统
- 一种能源隧道仰拱层埋式地温能防冻加热系统，包括隧道换热段和隧道加热段，所述隧道换热段对应的隧道中，在所述隧道仰拱和回填层之间设置热交换层，所述热交换层的第一入水口与第一供水管连通，所述热交换层的第一出水口与第一回水管连通...
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- 文献传递
- 利用地温能的隧道加热系统及其施工方法被引量：13
- 2015年
- 为解决寒区隧道冻害防治效果与能源消耗之间的矛盾,设计了利用地温能的隧道加热系统,利用隧道中部深埋段围岩自身的地温能经地源热泵提升后对洞口段衬砌和保温水沟进行加热,其由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成。文章以内蒙古扎敦河隧道为工程依托,提出了利用地温能的隧道加热系统加热段长度、供热负荷和取热段长度的设计计算方法,分析了循环介质入口温度和流量对换热量的影响;结合隧道工程的结构特点和施工工艺,提出了利用地温能的隧道加热系统的施工工艺,并归纳总结了利用地温能的隧道加热系统的质量控制措施,对在寒区隧道中推广应用该技术具有重要作用。
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- 关键词：隧道地源热泵
- 热传导CPT探头的研发与应用被引量：5
- 2020年
- 土体热导率是能源地下工程、高压电线埋设、冻土路基等工程设计中的重要参数,是评估土体换热性能及地下温度场计算的关键,但目前缺乏有效的原位测试手段。基于瞬时线热源温度消散理论,研发了可测试原位土体热导率的静力触探(CPT)探头。根据理论假设与现有CPT系统尺寸,确定了探头具体长度、直径、内部构造、温度采集点位,并提出相应测试步骤与热导率计算方法。利用COMSOL有限元分析软件对测试过程进行模拟验证,结果表明探头实际传热符合线热源假定,且计算方法适用于一般热导率土体。对于热导率较小(小于0.6 W/(m·K))土体,需适当延长测试时间。现场应用表明,土体原位热导率略高于取样土室内测试结果,表明取样扰动可能降低土体导热性能,最后对取样测试及工程设计提出改进建议。
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- 关键词：土体热导率原位测试方法现场测试
- 隧道地源热泵供热系统加热段隔热层厚度及热负荷计算被引量：12
- 2012年
- 为解决寒区隧道冻害问题,首次将地源热泵供热系统应用于内蒙古博牙高速林场隧道中。系统由取热段、加热段、热泵和分、集水管路组成。加热段位于隧道洞口处,由位于二衬和保温隔热层之间的供热管对隧道进行加热。将复杂的隧道加热段热传导问题转化为便于求解的圆形复合介质热传导问题,利用有限积分变换法获得其温度场解析解。利用考虑隔热层材料造价和耗能的经济计算模型,计算分析隧道全寿命周期30 a的隔热层厚度和供热负荷。计算结果表明:随着隔热层厚度的增加,隔热层材料费呈线性增加,供热消耗的电费呈递减趋势,材料费与电费之和呈递减趋势。建议林场隧道保温隔热层厚度取8 cm,年供热负荷取580 MJ/m2。
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- 关键词：隧道工程供热负荷
- 一种半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统
- 本发明提供一种半开放式受迫对流换热能源桩管桩系统，包括预制混凝土管桩和开放式换热管，开放式换热管包括进液管和回液管，在预制混凝土管桩的桩孔内形成一体的换热室，进液管进入换热室的底部，回液管安装在换热室的顶部，换热介质经进...
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- 文献传递
- 隧道相变蓄冷降温系统
- 本发明提供一种隧道相变蓄冷降温系统，包括蓄冷段和降温段，蓄冷段是由隧道地温能换热器、水泵、分水管、集水管和蓄冷硐室内的相变蓄冷板组成的封闭循环系统；相变蓄冷板先在蓄冷硐室内完成蓄冷，沿隧道运输到靠近隧道施工面的降温段，降...
- 张国柱王维刘松玉姜国栋陈家威
- 文献传递
