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砂土中能量桩单桩水平承载特性模型试验研究
1
作者 陈志雄 赵华 +3 位作者 王成龙 丁选明 孔纲强 高学成 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期114-123,共10页
为探究能量桩单桩水平承载特性,针对砂土中能量桩在水平荷载下的承载特性进行研究,基于模型试验,分析了水平荷载作用下能量桩在制冷和加热过程中的桩顶位移、桩前土压力以及桩身弯矩等的变化规律。研究结果表明:制冷会引起能量桩桩顶水... 为探究能量桩单桩水平承载特性,针对砂土中能量桩在水平荷载下的承载特性进行研究,基于模型试验,分析了水平荷载作用下能量桩在制冷和加热过程中的桩顶位移、桩前土压力以及桩身弯矩等的变化规律。研究结果表明:制冷会引起能量桩桩顶水平位移略微增大,增量为0.48%D(D为桩体直径),而加热会引起较大的桩顶水平位移,达到了2.38%D;制冷和加热在初始阶段会引起桩前土压力增大,初始增长阶段结束后,土压力变化较小,多为缓慢增长或基本不变。相较于初始土压力,制冷和加热结束时的土压力基本呈增长趋势,仅个别埋深处土压力减小。制冷过程中,埋深0%L~40%L(L为有效桩长)范围内的弯矩增大,埋深40%L~100%L位置处的弯矩变化较小;加热过程中,埋深0%L~60%L范围内的弯矩均有所增大,0%L~40%L位置处的弯矩增大最为明显。制冷和加热过程中均在20%L处产生了最大弯矩,最大弯矩的增加量分别为9.93%和10.32%。进一步基于圆孔扩张理论提出了弯矩计算的理论解,并与试验结果进行对比分析,理论计算值与实测值较为吻合。 展开更多
关键词 能量桩 水平承载特性 模型试验 砂土 圆孔扩张理论
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温度影响下能量桩-土接触面剪切特性试验研究
2
作者 陈志雄 甘丰嘉 +2 位作者 王成龙 彭宸 丁选明 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期16-23,共8页
能量桩工作过程中,桩体受温度变化影响会产生热变形,进而引起桩周土体的循环剪切作用,弱化地基承载力,给桩基的正常使用带来风险。由于传统直剪仪无法模拟能量桩工作过程中的温度变化,因此对桩-土接触面力学特性受温度影响的变化规律研... 能量桩工作过程中,桩体受温度变化影响会产生热变形,进而引起桩周土体的循环剪切作用,弱化地基承载力,给桩基的正常使用带来风险。由于传统直剪仪无法模拟能量桩工作过程中的温度变化,因此对桩-土接触面力学特性受温度影响的变化规律研究较少。对传统直剪仪进行改造,使其可以改变剪切试样温度;所用土体从重庆某施工现场取样,开展不同温度变化下桩-土接触面的室内土工直剪试验,分析单次温度变化和循环温度变化对桩-土接触面力学性能的影响,并对温度影响下桩-土接触面力学特性与土体力学特性的差异进行比较。结果表明,能量桩-土接触面的抗剪强度受温度影响较大;随着温度的升高,能量桩-土界面摩擦角和黏聚力先减小后增大;低法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响较大,而高法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响不显著;土体的抗剪强度、黏聚力和摩擦角随温度变化规律与桩-土界面类似。 展开更多
关键词 能量桩 剪切特性 桩-土接触面 温度变化
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黄土地基中能量桩群桩承载变形性状模型试验
3
作者 曹卫平 李庆 +2 位作者 赵敏 李清源 罗龙平 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期415-422,共8页
基于室内缩尺试验研究了含能量桩群桩在4次冷热循环过程中的桩身热力学特性及桩基承载变形特性变化规律,分析冷热循环对桩土温度、承台沉降、桩顶荷载及桩身摩阻力的影响。试验结果表明:冷热循环过程中能量桩较浅位置处桩身及桩侧土温... 基于室内缩尺试验研究了含能量桩群桩在4次冷热循环过程中的桩身热力学特性及桩基承载变形特性变化规律,分析冷热循环对桩土温度、承台沉降、桩顶荷载及桩身摩阻力的影响。试验结果表明:冷热循环过程中能量桩较浅位置处桩身及桩侧土温度始终高于较深处,热循环过程中能量桩的传热效率高于冷循环过程。冷热循环会使承台顶面的工作荷载及群桩中各基桩的桩顶荷载发生往复变化,相应地引起承台发生往复倾斜,热循环引起的承台倾斜稍大于冷循环。热循环引起的能量桩桩身上部摩阻力为负,下部为正,冷循环时则相反。 展开更多
关键词 能量桩 黄土 模型试验 承载变形性状 冷热循环 传热效率 承台
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竖向和水平组合荷载下能量桩单桩变形特性
4
作者 蒋济泽 王成龙 +2 位作者 黄煜镔 赵华 陈志雄 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期788-796,共9页
能量桩作为一种新型能源地下结构,在承受上部建筑荷载同时,能够获取浅层地热能。目前针对水平荷载与竖向荷载共同作用下的能量桩热力学特性的研究较少,而水平荷载与竖向荷载共同作用下,桩身温度变化会引起桩体弯矩、水平和竖向位移等发... 能量桩作为一种新型能源地下结构,在承受上部建筑荷载同时,能够获取浅层地热能。目前针对水平荷载与竖向荷载共同作用下的能量桩热力学特性的研究较少,而水平荷载与竖向荷载共同作用下,桩身温度变化会引起桩体弯矩、水平和竖向位移等发生变化。基于模型试验,对桩体施加10次冷热循环,开展了竖向和水平组合荷载下能量桩的变形特性研究。结果表明,组合荷载下冷热循环会进一步增大桩身弯矩,且对桩体中部的影响更大,最大桩身弯矩增幅达到了117%;冷热循环会产生桩顶累积位移,试验桩竖向位移增加了0.201 mm,温度作用引起的水平位移增加值达到了1.46%D(D为桩体直径);同时,冷热循环会导致桩向桩前倾斜,10次冷热循环后转角达到1.88×10^(-3)rad,且会随着循环次数增加有缓慢增加趋势;加热时桩前土压力减小,而制冷时使桩前土压力增大。 展开更多
关键词 能量桩 组合荷载 模型试验 冷热循环 热力学特性
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热-力耦合作用下能量桩单桩分析方法及工作特性研究 被引量：2
5
作者 江杰 陈秋怡 +2 位作者 欧孝夺 陈朝棋 张鹏 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期211-220,共10页
能量桩在正常服役过程受热-力耦合作用,其荷载传递特征将发生改变,但现有能量桩承载特性的理论方法尚不够完善.为研究热-力耦合作用下能量桩单桩承载特性,考虑温度对荷载传递函数的影响,提出基于荷载传递法和能量平衡原理的热-力耦合作... 能量桩在正常服役过程受热-力耦合作用,其荷载传递特征将发生改变,但现有能量桩承载特性的理论方法尚不够完善.为研究热-力耦合作用下能量桩单桩承载特性,考虑温度对荷载传递函数的影响,提出基于荷载传递法和能量平衡原理的热-力耦合作用下能量桩单桩分析方法,通过迭代求解得到任意荷载-温度组合作用下桩身内力和位移,将计算结果与试验结果进行对比,结果较吻合.研究结果表明:温度作用会影响桩身轴力和桩侧摩阻力变化规律.对不同桩顶荷载水平下的桩顶沉降值进行分析,在荷载-升温/降温工况下,当桩顶荷载水平较低时(≤25%Pu,Pu为极限荷载),温度变化对桩顶沉降幅度影响显著,桩顶沉降幅度可达到55%(25%Pu);尤其荷载-降温工况下,当桩顶荷载水平超过75%Pu时,桩顶沉降量临近极限值,此时需特别注意桩基承载性能. 展开更多
关键词 岩土工程 桩基础 能量桩 荷载传递法 热-力耦合 承载力
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黄土地基中能量桩热力学特性及承载变形性状模型试验研究 被引量：2
6
作者 曹卫平 李庆 李清源 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期539-546,共8页
能量桩通过内置循环管与周围土体进行热交换来开采浅层地热能。通过室内模型试验,测试4个完整的冷热循环过程中能量桩仅受温度作用及热-力耦合两种工况下的桩身和桩侧土体温度、桩顶和桩侧土表面沉降、桩顶荷载及桩身内力,分析黄土地基... 能量桩通过内置循环管与周围土体进行热交换来开采浅层地热能。通过室内模型试验,测试4个完整的冷热循环过程中能量桩仅受温度作用及热-力耦合两种工况下的桩身和桩侧土体温度、桩顶和桩侧土表面沉降、桩顶荷载及桩身内力,分析黄土地基中埋设单U形换热管的能量桩热力学及承载变形特性。试验结果表明,对于每个冷热循环过程,随循环时间增加能量桩热交换效率逐渐降低并趋于稳定状态,黄土地基中能量桩桩身温度随深度增加逐渐减小。冷热循环会使能量桩桩顶产生累积沉降,与仅受温度作用工况相比,在热-力耦合作用下能量桩桩顶累积沉降较大,桩侧土表面沉降较小,而桩侧土体受影响范围则较大。对于两种工况,冷热循环稳定后能量桩最大附加应力均出现在桩身中部,热循环时桩身上部摩阻力为负,下部摩阻力为正,冷循环时则相反。 展开更多
关键词 地热能 能量桩 黄土地基 模型试验 冷热循环 热-力耦合
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螺旋型能量桩热-力响应原位试验研究
7
作者 常虹 王浩全 +2 位作者 王琰 沈凤全 朱万里 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2023年第4期386-392,共7页
针对单螺旋型、并联双螺旋型2种埋管形式能量桩在温度-荷载联合作用下开展现场原位试验,分析2种埋管形式能量桩的换热效率、桩体应变、桩体轴力、侧摩阻力等热力学变化规律。结果表明:并联双螺旋型能量桩升温时温度分布较单螺旋型能量... 针对单螺旋型、并联双螺旋型2种埋管形式能量桩在温度-荷载联合作用下开展现场原位试验,分析2种埋管形式能量桩的换热效率、桩体应变、桩体轴力、侧摩阻力等热力学变化规律。结果表明:并联双螺旋型能量桩升温时温度分布较单螺旋型能量桩更均匀,2根桩的换热功率分别稳定在9.44 kW和9.70 kW,桩体平均每延米瞬态热交换值分别为726.2 W/m和746.2 W/m;桩体最大和最小应变分别位于桩体中上部和桩端位置;升温过程中,桩侧摩阻力分布呈上负下正,中性点均位于桩体中上部;2根桩由升温产生的附加压应力分别达到7.29 kPa和6.33 kPa,由降温产生的附加拉应力分别达到-4.06 kPa和-4.75 kPa,单螺旋型能量桩由温度引起的下拉荷载比并联双螺旋型能量桩增加了885 kN,在实际工程中应给予重点关注。 展开更多
关键词 能量桩 螺旋型 温度-荷载 热-力响应 原位试验
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一种能量桩热泵系统原理演示的科普教具设计与实践
8
作者 孔纲强 陈玉 杨庆 《设计》 2023年第9期101-103,共3页
为直观地展示能量桩热泵系统各个组件间的连接,及系统在供暖制冷不同工况下的运行原理。将热泵系统各个组件简化为常见模型,用灯带及其运动方向展示水流的循环流动,共同拼装为能量桩热泵系统的沙盘模型;同时,对于系统动态的原理演示,采... 为直观地展示能量桩热泵系统各个组件间的连接,及系统在供暖制冷不同工况下的运行原理。将热泵系统各个组件简化为常见模型,用灯带及其运动方向展示水流的循环流动,共同拼装为能量桩热泵系统的沙盘模型;同时,对于系统动态的原理演示,采用电子元件结合电路连接的形式进行等效展示。二者结合得到一种能量桩热泵系统原理演示的科普教具。该教具可作为《地基处理技术》《基础工程》等本科课程教学内容的重要拓展,寓教于乐,更好实现技术科普和课程思政。 展开更多
关键词 普 能量桩 热泵系统 科普教具 课程思政
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不同桩顶荷载作用下新型能量桩承载性能试验研究
9
作者 常虹 沈凤全 王浩全 《吉林建筑大学学报》 CAS 2023年第1期14-18,共5页
通过室内模型试验方法,对不同桩顶荷载作用下的能量桩的承载性能进行研究.结果得出,当荷载小于Qu/2时,桩身热应力及桩身附加侧摩阻力随荷载的增加呈逐渐增大的趋势,当荷载超过Qu/2时,桩身热应力的最大值及桩身附加侧摩阻力呈逐渐减小的... 通过室内模型试验方法,对不同桩顶荷载作用下的能量桩的承载性能进行研究.结果得出,当荷载小于Qu/2时,桩身热应力及桩身附加侧摩阻力随荷载的增加呈逐渐增大的趋势,当荷载超过Qu/2时,桩身热应力的最大值及桩身附加侧摩阻力呈逐渐减小的趋势,且温度循环导致桩顶产生累积沉降,对能量桩设计和工程实践具有一定指导价值. 展开更多
关键词 新型能量桩 模型试验 桩顶荷载 桩顶沉降 承载性能
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季节性冻土区能量桩位移变化规律
10
作者 彭宸 王成龙 +1 位作者 丁选明 陈志雄 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期65-73,共9页
能量桩是一种既可以与土体进行能量交换,又可以承担上部荷载的桩基形式。上部土层冻结,下部土层未冻结,由温度变化引起的桩体自身变形及土体的冻胀融沉引发的桩体位移是能量桩在季节性冻土地区推广中亟待解决的主要问题。针对季节性冻... 能量桩是一种既可以与土体进行能量交换,又可以承担上部荷载的桩基形式。上部土层冻结,下部土层未冻结,由温度变化引起的桩体自身变形及土体的冻胀融沉引发的桩体位移是能量桩在季节性冻土地区推广中亟待解决的主要问题。针对季节性冻土地区土体温度分布特点,将土体分为冻结层和非冻结层分别开展模型试验,测得冻结层和非冻结层中能量桩多次温度循环后的桩—土温度分布、桩周土体孔隙水压力及桩体位移的变化规律。结果表明:在非冻结土层中,多次循环取热后桩顶会产生不可逆的沉降位移,5次取热循环后,桩顶沉降达到0.95%D(D为桩体直径),且桩体沉降未达到稳定;在冻结层,放热过程中能量桩会发生桩体融沉现象,恢复过程中会发生桩体冻胀现象,融沉导致的沉降位移随着循环次数的增加逐渐减小,在第3轮放热循环后消失。第1、2、3轮的融沉位移分别为5.9%D、0.93%D、0.11%D。每轮循环过程中,冻胀引起的上升位移虽逐轮减小,但在5轮循环之后依旧存在,且冻胀引发的总位移呈阶梯状上升,桩体最终产生上升位移,达到3.8%D。 展开更多
关键词 桩基 能量桩 季节性冻土 模型试验 沉降变形
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“双碳”背景下能量桩在工程建设领域的研究与应用
11
作者 宫玉辉 陈向南 +3 位作者 刘鸣 米洋 张鹏 朱珍 《建设科技》 2023年第10期61-66,共6页
能量桩是地源热泵和建筑桩基技术的结合,具有结构承载和与地热能交换的双重作用,具有较高的经济实用性和环保性,近年来越来越受到行业的关注。本文总结介绍了近年来国内外能量桩的研究进展与发展现状,针对能量桩的性能进行了分析探讨;同... 能量桩是地源热泵和建筑桩基技术的结合,具有结构承载和与地热能交换的双重作用,具有较高的经济实用性和环保性,近年来越来越受到行业的关注。本文总结介绍了近年来国内外能量桩的研究进展与发展现状,针对能量桩的性能进行了分析探讨;同时,围绕新型能量桩的特点和发展现状,进行了总结分析,重点阐述了相变材料能量桩的相关内容;简要介绍了国内外能量桩的具体应用实例,并着重分析了能量桩在桥面除冰融雪方面的应用情况,并对能量桩的应用前景进行了分析。 展开更多
关键词 能量桩 循环温度荷载 传热性能 力学性能 相变材料
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能量桩温度场分布特征数值模拟研究
12
作者 张亮 张杰 穆永超 《能源与节能》 2023年第9期23-25,31,共4页
能量桩技术作为新型地热能利用技术,因其高效节能的特点而具有广阔的发展前景。为探究能量桩温度场分布特征,采用ANSYS软件对能量桩的取热过程进行了数值模拟研究。研究结果表明:稳态时,能量桩温度场整体上呈对称分布,径向温度场呈圆形... 能量桩技术作为新型地热能利用技术,因其高效节能的特点而具有广阔的发展前景。为探究能量桩温度场分布特征,采用ANSYS软件对能量桩的取热过程进行了数值模拟研究。研究结果表明:稳态时,能量桩温度场整体上呈对称分布,径向温度场呈圆形,纵向温度场呈椭圆形;桩体深度不同,热影响范围也不相同;桩中部热影响范围最大,桩顶和桩底附近热影响范围较小,最大热影响半径约为2.2m。 展开更多
关键词 能量桩 温度分布 取热 数值模拟
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多次温度循环对能量桩桩顶位移影响分析 被引量：41
13
作者 孔纲强 王成龙 +2 位作者 刘汉龙 吴迪 车平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期958-964,共7页
能量桩是一种在承载上部建筑荷载的同时获取地热能源的新技术。但目前对于能量桩在冷、热循环过程中尤其多次冷、热循环情况下的热力学效应研究较少。基于模型试验方法,针对预埋钢管单U型新型能量桩,开展工作荷载作用下多次冷、热循环... 能量桩是一种在承载上部建筑荷载的同时获取地热能源的新技术。但目前对于能量桩在冷、热循环过程中尤其多次冷、热循环情况下的热力学效应研究较少。基于模型试验方法,针对预埋钢管单U型新型能量桩,开展工作荷载作用下多次冷、热循环时的传热特性和承载特性,尤其是桩顶位移变化规律的研究;并开展无荷载作用下单次冷、热循环试验进行分析。试验结果表明,冷、热循环引起的桩体热应变,在加热时桩体内部产生压应力,而在制冷时桩体内部产生拉应力,同时温度引起桩侧不同部位分别产生正摩阻力和负摩阻力。相较于工作荷载,无荷载作用下加热会使桩体位移上升约41%,而一次加热与制冷循环作用后,无荷载作用下桩顶残余位移约为工作荷载作用下的10%。多次冷、热温度循环会导致桩体沉降不断积累。 展开更多
关键词 桩基 能量桩 预埋钢管 热力学效应 模型试验
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能量桩工程应用研究进展及PCC能量桩技术开发 被引量：120
14
作者 刘汉龙 孔纲强 吴宏伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期176-181,共6页
能量桩是一种由地源热泵技术与桩基埋管换热器结合组成的经济高效节能减排技术。简要介绍了基于地源热泵技术的能量桩技术原理、桩型、埋管形式以及技术经济优势,总结了近年来国内外能量桩技术的研究现状及其工程应用,包括基于灌注桩的... 能量桩是一种由地源热泵技术与桩基埋管换热器结合组成的经济高效节能减排技术。简要介绍了基于地源热泵技术的能量桩技术原理、桩型、埋管形式以及技术经济优势,总结了近年来国内外能量桩技术的研究现状及其工程应用,包括基于灌注桩的传热管埋管形式和基于预制桩的传热管埋管形式;指出了目前工程应用中存在的一些主要问题,并提出一种新型PCC能量桩技术及其施工工艺;最后简要分析了能量桩技术在国家节能减排工程中的应用前景,并提出有待进一步研究的方向。 展开更多
关键词 能量桩 地源热泵 热力学 承载力 荷载传递 工程实例
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预埋与绑扎埋管形式能量桩传热特性研究 被引量：18
15
作者 刘汉龙 吴迪 +2 位作者 孔纲强 王成龙 吴宏伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期333-340,共8页
预埋钢管能量桩是一种新型桩埋管形式的地源热泵技术,然而,针对其特殊埋管形式下传热特性的研究却相对较少。针对预埋钢管单U型埋管能量桩的传热管-钢管-混凝土-桩周土的传热特性开展模型试验和数值模拟研究,测得在热-冷循环温度荷载作... 预埋钢管能量桩是一种新型桩埋管形式的地源热泵技术,然而,针对其特殊埋管形式下传热特性的研究却相对较少。针对预埋钢管单U型埋管能量桩的传热管-钢管-混凝土-桩周土的传热特性开展模型试验和数值模拟研究,测得在热-冷循环温度荷载作用下预埋钢管单U型埋管能量桩桩体及桩周土体的温度变化规律;为了对比分析,同时开展了传统绑扎单U型埋管能量桩的传热特性模型试验,并分析了预埋钢管能量桩的适用性。研究结果表明,预埋钢管能量桩的传热性能略低于绑扎埋管能量桩的传热性能;夏季工况两种埋管形式能量桩桩体温度和桩周土体温度最终变化量分别相差23%和16%左右;冬季工况该数值约为14%和18%左右。 展开更多
关键词 能量桩 埋管形式 传热特性 模型试验 COMSOL软件
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浅谈不同埋管形式能量桩的特点及研究现状
16
作者 张文春 宁维宇 《四川建材》 2019年第1期66-67,69,共3页
文章阐述了能量桩的发展现状,列举了不同埋管形式能量桩的特点,重点介绍了螺旋型能量桩热源模型及数值解模型,指出影响螺旋型能量桩换热性能的因素,为工程实践提供指导。
关键词 能量桩 研究现状 螺旋型能量桩
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U型、W型和螺旋型埋管形式能量桩热力学特性对比模型试验 被引量：24
17
作者 刘汉龙 王成龙 +1 位作者 孔纲强 吴迪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期441-447,共7页
能量桩是一种可以节省地下空间和施工埋管费用的新技术,目前针对其在供暖和制冷过程中土体和桩基之间的相互作用机制研究却相对较少。基于模型试验方法,系统地研究了饱和砂土中单U型(绑扎和预埋形式)、W型和螺旋型等4种不同埋管形式情... 能量桩是一种可以节省地下空间和施工埋管费用的新技术,目前针对其在供暖和制冷过程中土体和桩基之间的相互作用机制研究却相对较少。基于模型试验方法,系统地研究了饱和砂土中单U型(绑扎和预埋形式)、W型和螺旋型等4种不同埋管形式情况下的能量桩热力学效应、传热和承载特性,测得桩体和桩周土体温度、桩端阻力、水平土压力、桩顶位移以及桩体应变随时间的变化规律。试验结果表明,在相同输入功率情况下W型埋管形式桩体的温度、土体压力、应力和桩顶位移均较螺旋型和U型埋管形式的情况大。 展开更多
关键词 能量桩 埋管形式 模型试验 热力学效应 饱和砂土
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循环温度场作用下PCC能量桩热力学特性模型试验研究 被引量：41
18
作者 黄旭 孔纲强 +1 位作者 刘汉龙 吴宏伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期667-673,共7页
PCC能量桩是河海大学岩土所开发的一种新型能量桩技术。在常规桩基静载荷模型试验基础上,将PCC能量桩放置在南京典型砂土中,并通过导热管内水体的循环对模型桩体施加温度场,以模拟PCC能量桩在实际运行过程中的承载力特性与受力机制,PCC... PCC能量桩是河海大学岩土所开发的一种新型能量桩技术。在常规桩基静载荷模型试验基础上,将PCC能量桩放置在南京典型砂土中,并通过导热管内水体的循环对模型桩体施加温度场,以模拟PCC能量桩在实际运行过程中的承载力特性与受力机制,PCC能量桩先加载至工作荷载(极限荷载的一半),再施加热-冷循环一次,最后加载至极限荷载,测得不同温度下PCC能量桩的荷载-位移关系曲线、桩身应力-应变关系曲线等变化规律。试验结果表明,能量桩换热过程中,热量更容易从桩体传向土体(即夏季模式的热循环);热循环及制冷循环都明显改变了桩顶位移值,且往复循环作用下产生的塑性变形不能完全恢复,其积累变形可能危害上部结构安全;桩身受温度场作用产生的热应力相对较大,且不同约束条件下其变化值有所差异;在制冷循环下,桩底部甚至可能产生较大拉应力。 展开更多
关键词 能量桩 现浇混凝土大直径管桩(PCC桩) 循环温度场 热-力耦合 模型试验
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不同刚度约束对能量桩应力和位移的影响研究 被引量：12
19
作者 王成龙 刘汉龙 +2 位作者 孔纲强 吴宏伟 李建斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4261-4268,共8页
能量桩是一种在传递上部建筑荷载的同时获取地热能源的新技术,其实际工作过程中,热荷载会引起桩体的膨胀或收缩,而桩顶建筑和桩底持力层则会对桩体变形产生约束,进一步影响桩体的应力和位移,但是目前对该问题的研究却十分有限。基于模... 能量桩是一种在传递上部建筑荷载的同时获取地热能源的新技术,其实际工作过程中,热荷载会引起桩体的膨胀或收缩,而桩顶建筑和桩底持力层则会对桩体变形产生约束,进一步影响桩体的应力和位移,但是目前对该问题的研究却十分有限。基于模型试验和数值模拟方法,对桩顶和桩底不同约束条件下两种埋管形式(单U和W型)的桩体位移和热应力进行了分析,并进一步探讨了位移零点随桩顶和桩底约束条件的变化规律。研究结果表明,随着桩顶上部荷载约束刚度的增大,桩体位移零点上移,桩体热应力随着深度增大而减小;随着桩端土体约束刚度的增大,桩体位移零点下移,桩体热应力随着深度增大而增大;相较于无外荷载,工作荷载作用下位移零点上移。 展开更多
关键词 桩基 能量桩 热力学特性 模型试验 数值模拟
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夏季制冷循环下PCC能量桩负摩阻力特性研究 被引量：12
20
作者 黄旭 孔纲强 +2 位作者 刘汉龙 彭怀风 郝耀虎 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期511-517,共7页
基于传统PCC(Large Diameter Pipe Pile by Cast-in-place Concrete)桩研发的新型PCC能量桩技术,具有埋管方便、热传导效率高等技术优点。目前针对循环温度下该新型能量桩负摩阻力特性的研究仍相对较少。基于模型试验方法,开展循环温度... 基于传统PCC(Large Diameter Pipe Pile by Cast-in-place Concrete)桩研发的新型PCC能量桩技术,具有埋管方便、热传导效率高等技术优点。目前针对循环温度下该新型能量桩负摩阻力特性的研究仍相对较少。基于模型试验方法,开展循环温度影响下PCC能量桩的静载荷试验,测得循环温度作用下PCC能量桩的荷载一位移关系,以及桩、土温度等变化规律曲线;进而,通过针对桩侧摩阻力的计算与分析,对实际运行过程中PCC能量桩的承载特性与负摩阻力进行了初步讨论。结果表明,风干砂土中PCC能量桩的竖向承载力随着桩体温度的升高而略有增加;PCC能量桩桩侧摩阻力变化规律与常规能量桩规律一致;制冷循环结束后,能量桩顶部出现负摩阻力区,工程设计人员需要格外关注。 展开更多
关键词 能量桩 PCC桩 负摩阻力 热力耦合 模型试验
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