1、应 用 热 管 技 术 解 决 寒 区 地 基 冻 胀 问 题 的 理 论 研 究!“#$%#:“+% 3+,?4$/5,60， *+()*+% $%!$， !),+*）45),;$ 6“ ;/$4$+6 /*(6,(*# *;#,(*6,“+ *+- -$5,%+#6#, 7$%+)： )$*6 ;,;$； /. 是 哈 尔 滨 地 区 土 壤 冻 结 界 面 的 移 动 规 律 。图 ? 是 三 个 不 同 地 区 的 终 止 冻 结 界 面 。 图 、 图 A 分 别是 不 同 土 壤 孔 隙 率 和 不 同 气 象 条 件 对 热 管 传 热 功 率 的影 响 。 结 果 表 明 不
2、同 地 区 所 表 现 的 冻 结 界 面 移 动 过 程和 规 律 是 相 近 和 一 致 的 ， 但 不 同 地 区 的 最 大 冻 结 半 径 相差 较 大 ， 各 自 对 应 的 热 管 传 热 特 性 也 不 尽 相 同 。图 “ 土 壤 冻 结 界 面 的 移 动 规 律)*+, $1B67620 13 0;6 3/66C*2+ 3/120图 # 三 个 不 同 地 区 的 终 止 冻 结 界 面)*+,? D;6 62第 期 吴 存 真 ， 等 G 应 用 热 管 技 术 解 决 寒 区 地 基 冻 胀 问 题 的 理 论 研 究综 合 分 析 不 同 的 气 候 条 件 、 不
3、 同 的 土 壤 特 性 以 及不 同 的 热 管 几 何 尺 寸 对 土 壤 温 度 场 及 冻 结 过 程 的 影 响的 计 算 结 果 ， 可 得 到 以 下 结 论 ：（ !） 土 壤 的 孔 隙 度!是 土 壤 特 性 的 表 征 之 一 ，!低的 土 壤 可 产 生 较 大 的 冻 结 区 域 ， 且 冻 结 过 程 相 应 也 较快 ， 而!大 的 土 壤 ， 热 管 的 传 热 功 率 相 应 较 大 。（ “） 气 温 较 低 以 及 风 速 较 大 的 环 境 ， 有 利 于 热 管 的传 热 ， 通 过 热 管 传 热 的 耦 合 ， 使 土 壤 冻 结 过 程 加 快
4、， 冻结 区 域 增 大 。（ #） 热 管 管 径 的 大 小 既 影 响 到 热 管 内 部 的 传 热 过程 也 影 响 到 热 管 外 部 的 传 热 ， 管 径 越 大 ， 其 内 部 传 热 过程 传 热 较 好 ， 且 周 围 土 壤 的 冻 结 区 域 也 越 大 ， 建 议 采 用较 大 管 径 的 热 管 。（ $） 实 际 情 况 中 ， 冷 凝 段 外 部 的 肋 片 形 式 对 传 热 的影 响 是 有 差 异 的 ， 但 这 种 影 响 又 与 冷 凝 段 的 换 热 强 度与 蒸 发 段 的 换 热 强 度 之 比 值 有 关 ， 该 比 值 大 时 ， 两 种
5、肋片 的 差 异 就 小 ， 反 之 ， 两 者 差 异 就 大 。! 结 语本 研 究 对 热 管 技 术 解 决 地 基 冻 胀 问 题 的 应 用 、 设计 提 供 了 理 论 依 据 ， 为 热 管 技 术 的 推 广 应 用 提 供 了 指导 作 用 。（ !） 对 不 同 地 区 的 土 壤 特 性 、 气 象 条 件 以 及 不 同 的热 管 几 何 尺 寸 ， 计 算 热 管 的 最 大 冻 结 半 径 以 及 冻 结 界面 ， 以 综 合 评 判 热 管 对 抑 制 土 壤 冻 胀 的 作 用 和 效 果 。（ “） 以 热 管 的 最 大 冻 结 半 径 为 设 计 依 据
6、 合 理 布 置热 管 ， 确 定 热 管 的 根 数 、 热 管 与 热 管 间 的 距 离 、 热 管 与地 基 间 的 距 离 。（ #） 可 为 合 理 地 选 取 热 管 的 几 何 尺 寸 （ 如 管 径 、 管长 等 ） 进 行 模 拟 试 算 ， 并 确 定 其 最 大 冻 结 半 径 。（ $） 对 已 有 的 工 程 项 目 进 行 校 核 计 算 。（ %） 对 可 能 发 生 的 恶 劣 气 象 环 境 及 土 壤 特 性 对 地基 冻 胀 的 影 响 进 行 预 测 ， 以 制 定 预 防 和 应 急 措 施 。根 据 大 庆 电 业 局 和 鹤 岗 电 业 局 提
7、供 的 有 关 数 据 ，应 用 本 研 究 成 果 分 别 对 这 两 个 地 区 进 行 了 计 算 ， 并 为这 两 个 电 业 局 提 供 了 有 关 电 力 设 施 地 基 热 管 的 设 计 布置 方 案 及 热 管 的 结 构 尺 寸 。 两 地 区 热 管 的 布 置 取 得 了明 显 的 实 际 效 果 。参 考 文 献 ： ! 宋 文 华 ， 宋 庆 会 (#) #:2.#)2.$(/)(#) =(#) =(#) =(#) .#3$4(. #30 P*,(-&$:7(.( =,D*&$7&36 A2.:2.#)&23， !-+& ! )!-#&“+“ 年 全 国 岩 土 工
8、 程 测 试 技 术 交 流 会 征 文 通 知 （ 第 ! 号 ）中 国 土 木 工 程 学 会 土 工 测 试 学 术 委 员 会 与 山 东 省 勘 察 设计 协 会 工 程 勘 察 分 会 于 “+“ 年 !+ 月 在 山 东 济 南 联 合 主 办 “+“年 全 国 岩 土 工 程 测 试 技 术 交 流 会 ， 会 议 专 题 包 括 ：!土 工 （ 室内 、 原 位 ） 测 试 技 术 及 其 在 实 际 工 程 中 的 应 用 ；“岩 土 测 试 成果 、 资 料 的 分 析 及 其 判 断 ；#区 域 性 的 岩 土 工 程 特 性 及 其 测 试 ；$远 程 实 时 自 动
9、 监 测 技 术 的 发 展 及 其 在 岩 土 工 程 监 测 领 域 的应 用 ；%数 据 采 集 与 处 理 在 土 工 测 试 中 的 应 用 与 发 展 ；&城 市道 路 、 高 速 公 路 、 机 场 等 工 程 测 试 新 仪 器 、 新 技 术 及 其 应 用 ；基 桩 、 基 坑 工 程 施 工 质 量 检 测 技 术 及 其 新 发 展 ；(岩 土 工 程 测试 业 务 、 生 产 技 术 与 质 量 管 理 的 经 验 。交 流 论 文 将 以 论 文 集 的 方 式 出 版 ， 请 于 % 月 #+ 日 前 将 %+字 的 论 文 摘 要 邮 寄 到 会 议 筹 备 组
10、 。 筹 备 组 在 组 织 评 审 后 ， 再 通知 作 者 论 文 格 式 等 要 求 ， 全 文 应 于 - 月 #+ 日 前 邮 寄 到 指 定 地 址 。会 议 筹 备 组 办 公 室 设 在 山 东 省 勘 察 设 计 协 会 工 程 勘 察 分会 ， 地 址 ： 山 东 省 济 南 市 无 影 山 中 路 -% 号 ； 邮 编 ： “%+#!； N) -#&*：$0$%/1(.!(#&/2-； 电 话 ：（ +%#!） %“!(+ 转 “+$#； 联 系 人 ： 王 宇 平 。中 国 土 木 工 程 学 会 土 工 测 试 学 术 委 员 会山 东 省 勘 察 设 计 协 会 工 程 勘 察 分 会( )供 稿+%# 岩 土 工 程 学 报“+“ 年
