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利用浅层地热能防治公路冰雪灾害技术研究
| 论文题名： | 利用浅层地热能防治公路冰雪灾害技术研究 |
| 关键词： | 浅层地热能;公路冰雪灾害;桩基埋管;路面温度场;数值模型 |
| 摘要： | 公路冰雪灾害每年都会对交通运输造成严重影响。迄今为止，公路冰雪灾害还没有较好的防治措施。浅层地热能具有储量巨大、清洁、可再生等特点，可作为公路冰雪灾害防治的一种新选择。针对浅层地热能道路冰雪灾害防治技术，对公路构筑物基础换热技术、道路融雪模型以及路面传热过程和温度场进行了系统深入研究，构架了道路融雪化冰系统。主要内容如下: 1、利用地源热泵技术(GSHP)与公路构筑物基础结合，对桥梁桩基埋管、隧道埋管、路基基础埋管等公路构筑物基础的换热管道的布置方式以及温度场的模型进行研究，对基于公路构筑物基础埋管的换热技术进行研究，为实现公路修建与浅层地热能利用一体化奠定基础。 2、对影响道路融雪系统设计的关键参数进行分析和对比，在此基础上对Chapman模型、Kilkis模型、Ramsey模型三种经典的融雪负荷模型深入分析。结合各个模型的特点，考虑风速、环境温度、相对湿度、降雪速度因素，提出了方便于公路工程实际应用的融雪模型。 3、针对沥青混凝土路面，建立了加装换热管道的路面模型，分析了道路内部和外部传热过程。结合公路结构物的边界条件，建立了相应的数值模型，对管道埋深、流体温度以及管道间距等因素对路面温度的影响进行了分析研究，建立在不同情况下路表温度与距离管道中心距离的关系。 4、提出了地源热泵融雪系统的结构框架，对各个子系统的工作状况进行了初步分析。借鉴地源热泵系统在房屋建筑领域的评价指标，对公路地源热泵融雪系统进行初步评价。 5、基于有限元分析软件对桥梁桩基埋管对承载能力的影响进行初步分析。建立桥梁桩基本构模型，利用ANSYS有限元对埋管的桥梁桩基与普通桥梁桩基的抗压能力进行对比。通过对比极限抗压能力、最大位移、等效应力三个参数研埋管桩基的抗压能力以及抗压承载特性。 |
| 作者： | 伍世立 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 罗斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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