【摘 要】
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正确认识正常服役地热能源桩的承载性能,能有效促进其理论和设计方法的研究,为其安全性评判提供依据.为探明正常使用状态下地热能源桩的工作机制,结合现场原位试验,研究桩顶完全约束条件下静钻根植桩的承载特性.在52 m静钻根植桩桩身和桩侧埋设光纤光栅传感器(应变、温度、压力),研究地热能源桩正常运行时的桩身和土体温度、桩身轴向应力和应变、桩周径向压力等变化规律.试验结果表明,加热14d后换热系统达到稳定状态,桩身平均温度升高15.8℃,沿深度呈两端低中部高的分布形式,温度影响范围在2～4倍桩径.桩周径向附加应力与
【机 构】
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浙大宁波理工学院,浙江宁波 315100;浙江大学宁波研究院,浙江宁波 315100;浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心,浙江杭州 310058;中淳高科桩业股份有限公司,浙江宁波 315145
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正确认识正常服役地热能源桩的承载性能,能有效促进其理论和设计方法的研究,为其安全性评判提供依据.为探明正常使用状态下地热能源桩的工作机制,结合现场原位试验,研究桩顶完全约束条件下静钻根植桩的承载特性.在52 m静钻根植桩桩身和桩侧埋设光纤光栅传感器(应变、温度、压力),研究地热能源桩正常运行时的桩身和土体温度、桩身轴向应力和应变、桩周径向压力等变化规律.试验结果表明,加热14d后换热系统达到稳定状态,桩身平均温度升高15.8℃,沿深度呈两端低中部高的分布形式,温度影响范围在2～4倍桩径.桩周径向附加应力与温度变化呈直线分布,最大拟合系数(0.861倍桩长深处)为0.014 MPa/℃.轴向附加应力与温度变化量也呈线性相关,3.05 m(0.059倍桩长深)处最大线性拟合系数达0.3 MPa/℃.附加桩侧摩阻力表现为两端小中部大,最大值位于(0.649～0.861)倍桩长深度范围.试验桩桩顶受到完全约束,中性点位于桩顶,桩身没有附加负摩阻力,因此正常服役地热能源桩的承载性能与桩顶约束条件密切相关.建筑荷载+温度共同作用下最大桩顶荷载为1 954 kN,仅为桩极限承载力的42.5％,不影响桩的安全性.
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