利用测温资料计算冻土热收支的方法及其在热棒路基的应用

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热收支是衡量自然冻土和冻土区各种工程稳定性的重要指标。目前,大多是利用活动层的导热系数,根据傅里叶导热定律来计算热收支。本文提供了一种更准确,更能接近实际的热收支计算方法。具体做法是,先通过文献(或试验)获得未冻水随温度变化的函数关系式,然后结合测温孔资料获得不同时间节点的温度、未冻水和冰含量,最后分别计算土颗粒、未冻水和冰随温度变化的热收支,以及冰一水相变热。上述各项之和就是热收支。   除了探索出上述方法外,本文还计算了天然孔、热棒和普通路基中心孔以及到热棒距离不同的几个测温孔的热收支,得到如下结论:   1.用测温孔资料进行热收支计算是可行的。   2.冰一水相变热占到了总热收支的绝大部分。   3.热收支仅与所取时段开始和结束时刻的温度状况相关,温度相同时其热收支为零。   4.通过计算土层总的热收支,可以推导出近地表土层的导热系数。   5.近地表土层的热收支占了总热收支的大部分,按照比例的高低依次为天然地面、普通路基和热棒路基。   6.热棒制冷降温作用的传递与距离有关。从热棒开始制冷到“冷量”到达中心孔大约45天。   7.热棒工作后,路基放热量增大,之后吸热量也增大。总热收支的结余(放热)随年限的延长越来越少,现在热棒已接近其制冷降温作用的极限。   8.单个热棒所能带动土体释放的热量不超过4500MJ。  
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