目錄
序一
序二
前言
符號(hào)表
第1章 緒論 1
1.1 淺層地?zé)崮荛_發(fā)與利用1
1.2 地源熱泵系統(tǒng) 3
1.3 能量樁技術(shù)及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3.1 土體熱力學(xué)特性及能量樁—土界面熱力學(xué)特性 5
1.3.2 能量樁傳熱性能 7
1.3.3 能量樁熱力響應(yīng)特性 9
1.4 本書研究?jī)?nèi)容 11
第2章 土體熱力學(xué)特性及熱本構(gòu)模型 13
2.1 概述 13
2.2 溫控三軸試驗(yàn)簡(jiǎn)介 13
2.3 砂土強(qiáng)度與變形特性溫度效應(yīng) 14
2.3.1 試驗(yàn)方案 16
2.3.2 軸向變形特性 17
2.3.3 體積熱變形特性 19
2.3.4 熱膨脹系數(shù)隨有效應(yīng)力的變化規(guī)律 23
2.3.5 應(yīng)力—應(yīng)變特性 24
2.3.6 峰值狀態(tài)隨溫度的變化規(guī)律 27
2.3.7 臨界狀態(tài)隨溫度的變化規(guī)律 31
2.4 黏土強(qiáng)度與變形特性溫度效應(yīng) 37
2.4.1 試驗(yàn)方案 37
2.4.2 正常固結(jié)黏土熱致體積變化 38
2.4.3 溫度對(duì)正常固結(jié)黏土剪切過程的影響 39
2.4.4 超固結(jié)黏土熱致體積變化 42
2.4.5 溫度對(duì)超固結(jié)黏土剪切過程的影響 43
2.4.6 溫度梯度對(duì)黏土強(qiáng)度和剛度的影響 45
2.4.7 考慮溫度影響的非關(guān)聯(lián)彈塑性飽和黏土本構(gòu)模型 47
2.5 本章小結(jié) 55
第3章 能量樁—土界面熱力學(xué)特性 57
3.1 概述 57
3.2 能量樁—土溫控界面儀的研制與驗(yàn)證 57
3.2.1 儀器研制 57
3.2.2 溫控系統(tǒng)性能驗(yàn)證 60
3.2.3 力學(xué)加載性能驗(yàn)證 61
3.3 能量樁—砂土界面特性試驗(yàn) 65
3.3.1 單向溫度對(duì)樁—砂土界面力學(xué)特性的影響 65
3.3.2 循環(huán)溫度對(duì)樁—砂土界面力學(xué)特性的影響 72
3.4 能量樁—黏土界面特性試驗(yàn) 78
3.4.1 單向溫度對(duì)樁—黏土界面力學(xué)特性的影響 79
3.4.2 循環(huán)溫度對(duì)樁—黏土界面力學(xué)特性的影響 83
3.5 能量樁—土界面溫度—樁頂位移關(guān)系 87
3.5.1 降溫循環(huán)階段 87
3.5.2 升溫循環(huán)階段 97
3.6 本章小結(jié) 104
第4章 能量樁單樁換熱效率及熱力響應(yīng)特性 105
4.1 概述 105
4.2 砂土地基中的能量樁105
4.2.1 模型試驗(yàn)方案 105
4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 107
4.3 黏土地基中的能量樁114
4.3.1 現(xiàn)場(chǎng)和模型試驗(yàn)方案 114
4.3.2 數(shù)值模型的建立與驗(yàn)證 119
4.3.3 研究結(jié)果與分析 132
4.4 本章小結(jié) 147
第5章 能量樁群樁換熱性能及熱力響應(yīng)特性 148
5.1 概述 148
5.2 砂土地基中的能量樁群樁 148
5.2.1 模型試驗(yàn)方案 148
5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 154
5.3 黏土地基中的能量樁群樁 163
5.3.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案 163
5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 165
5.4 本章小結(jié) 175
第6章 能量樁換熱效率及熱力響應(yīng)特性承臺(tái)效應(yīng) 176
6.1 概述 176
6.2 能量樁排樁承臺(tái)效應(yīng)176
6.2.1 研究方案 176
6.2.2 研究結(jié)果與分析 180
6.3 無(wú)埋深條件下能量樁群樁承臺(tái)效應(yīng) 189
6.3.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案 189
6.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 194
6.4 埋深條件下能量樁群樁承臺(tái)效應(yīng) 200
6.4.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方案 200
6.4.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 201
6.5 本章小結(jié) 208
第7章 能量樁埋管技術(shù)與工藝 210
7.1 概述 210
7.2 既有能量樁埋管形式 210
7.3 基于灌注樁的能量樁埋管技術(shù)與工藝 211
7.3.1 封底式PCC能量樁 211
7.3.2 鋼筋籠內(nèi)埋管式能量樁 213
7.4 基于預(yù)應(yīng)力管樁的能量樁埋管技術(shù)與工藝 214
7.4.1 預(yù)埋管式能量樁（不封底PCC能量樁） 214
7.4.2 沉樁與埋管一體化工藝 216
7.5 PCC能量樁的換熱性能及熱力響應(yīng)特性 217
7.5.1 研究方案 217
7.5.2 PCC能量樁換熱性能 218
7.5.3 PCC能量樁熱力響應(yīng)特性 226
7.6 本章小結(jié) 231
第8章 能量樁工程應(yīng)用 232
8.1 概述 232
8.2 能量樁橋面除冰融雪232
8.2.1 工程背景 232
8.2.2 橋面除冰融雪能源需求計(jì)算 233
8.2.3 橋面除冰融雪系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工 236
8.2.4 應(yīng)用效果與分析 239
8.3 能量樁橋墩混凝土溫度控制 241
8.3.1 工程背景 241
8.3.2 橋墩溫度調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工 243
8.3.3 應(yīng)用效果與分析 247
8.4 能量樁建筑供暖/制冷 248
8.4.1 工程背景 248
8.4.2 建筑能源需求計(jì)算 249
8.4.3 能量樁熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 252
8.4.4 應(yīng)用效果與分析 256
8.5 能量樁綜合能源站技術(shù) 260
8.6 本章小結(jié) 261
主要參考文獻(xiàn) 263