钙质砂热传导性能试验

基于热针法测得了不同条件下南海钙质砂的热传导性能,探讨了含水率、干密度、温度、颗粒粒径等因素对钙质砂热导率的影响。研究结果表明：钙质砂热导率随含水率、干密度的增大而增大,且含水率越大,干密度对热导率的影响越明显;相对于随干密度的变化,钙质砂热导率随含水率的变化尤为显著;钙质砂热导率随温度升高而增大,但是热导率在不同温度下随含水率的增长趋势不同;颗粒粒径对钙质砂热导率的影响甚微;在钙质砂中掺入一定量石英砂有助于改善其导热性能。     

土中结合水对红黏土抗剪强度特性的影响机制

通过室内红黏土试样的直剪试验和等温吸附试验,探讨了含水量对红黏土抗剪强度的影响,并对红黏土中吸附结合水含量和类型进行了测定和划分,阐释了结合水影响红黏土强度特性的微观机制。结果表明:(1)红黏土吸附曲线可分为稳定吸附阶段(RH<0.908,此阶段主要吸附强结合水),强吸附阶段(RH=(0.908, 0.976),这一阶段主要吸附弱结合水),吸附平衡阶段(RH>0.976);(2)红黏土的抗剪强度值与黏聚力均随含水量增加呈先增后减的趋势,且均存在临界含水量,R1和R2分别约为23.0%和12.0%(与各自的土中结合水总含量接近),内摩擦角则随含水量增加不断减小,呈一阶线性负相关;(3)红黏土强度的改变是土中各种微观作用力共同作用的结果,当土中吸附水主要为强结合水时,颗粒间的水膜连结力和胶结作用力增大,宏观表现为黏聚力增大,抗剪强度增大;(4)随着土中自由水的出现,结合水膜变厚,水膜连结力减弱,同时胶结作用也被破坏,黏聚力下降,抗剪强度减小。     

厦门海沧新城内湖景观堤岸软基处理监测分析

针对软基处理地段地质条件差、沉降量大的特点，对厦门海沧新城内湖景观堤岸软基处理区域表层沉降、侧向位移、分层沉降、孔隙水压力等施工参数进行实时监测和分析，为控制施工速度保证临时围堰的稳定以及整个工程的安全性提供了有效指导；进行加固前后的现场十字板剪切试验，对比检验处理效果表明：采用砂桩或塑料排水板联合堆载法处理软土地基具有良好效果。     

制冷工况下水平埋管换热器运行试验研究

通过夏季工况的地源热泵运行试验,对运行过程中水平埋管的换热性能参数、试验场地周围气象因素和换热过程中土体的温湿度变化等因素进行实时监测,探讨了地源热泵运行过程中水平埋管换热器热交换性能及其周围土壤的温、湿度场变化规律。研究结果表明,地源热泵间隙运行有利于土壤温度场的恢复,随着停机时间的增加,水平埋管与周围土壤的热交换能力明显提高;气候变化对水平埋管周围土壤的温度场分布具有显著影响,随着埋深的递减,土壤温度受气候变化的影响越明显;水平埋管周围土壤温度的变化幅度随着与埋管距离的增加呈递减趋势,其影响半径为1.0m左右;热交换对水平埋管周围土壤湿度场的影响不明显,但大气降雨引起的地表水入渗对土壤湿度场的分布具有显著影响。     

土壤一维热渗传递实验台的研制及模型实验

利用 3D 打印技术, 研制出一个可模拟温度场和水平渗流场耦合作用下土壤传热效能的模型实验台, 并开展了不同渗流工况下中砂的传热效能模型实验。研究结果表明: 自主研制的一维模型实验台能有效模拟地下水渗流作用下的土壤传热过程; 一维水平渗流可减小实验土柱内的最高温度和冷热端的最终温差, 即缓解了土壤中的热量堆积; 当渗流沿热量传递方向作用时, 渗流速度越大, 热量传递效率越高; 在较低的渗流速度下, 实验土柱内温度随时间呈先快后慢的变化趋势; 当渗流速度较高时, 其对于中砂在地埋 管中传热的作用为可减少冷热端的温差, 从而有效地缓解土壤中的热量堆积; 当渗流背向热量传递方向时,会减小热源的影响范围, 即阻碍了热量的传递。     

珊瑚砂颗粒导热系数的影响因素试验研究

珊瑚砂热传导性能影响着周围土体的传热过程,是分析地层中能量平衡、热湿迁移规律和土壤温度分布特征等的一个关键因素。为探讨含水率ω、干密度ρｄ、环境温度Ｔ等因素对珊瑚砂颗粒导热系数λ的影响规律,基于热探针法测试了三种不同试验工况下珊瑚砂颗粒的导热系数 λ,分析了导热系数 λ与各影响因素的关系,并解释了各自的影响机理;在此基础上,建立了考虑含水率、干密度、环境温度 3因素影响的珊瑚砂导热系数计算模型。结果表明:（1）珊瑚砂试样的导热系数 λ和含水率 ω成良好线性递增关系;（2）试样导热系数 λ随干密度 ρｄ的递增而增大;（3）试样导热系数 λ随着环境温度 Ｔ的升高而增大,温度对导热系数的影响主要取决于试样内水蒸气的潜热传输效应;（4）对比分析表明提出的导热系数计算模型具有较好的适应性。     

气象波动对水平埋管换热器传热影响的数值模拟

应用气象学方法和传热传质理论,建立考虑气象因素和土体传热共同作用的大气-土壤相互作用模型;针对桂林红粘土地层,模拟分析气象波动对水平埋管换热器传热的影响。研究结果表明:1)在1.0~2.0 m埋深范围内,水平埋管换热器的换热效果明显受到地表气象波动的影响,大气温度、蒸发、辐射是主要因素;2)对于红粘土地层,降雨形成的浅层渗流对换热效果的提高幅度约为5.6%;3)通过开展不同设计埋深及埋管间距的换热效果分析,确定桂林红粘土地区水平埋管布置方式的合理值:埋深为2.5 m,埋管间距为2.0 m。     

基于低负荷率工况下地源热泵系统的运行性能分析

以桂林市岩溶地质条件下某地源热泵系统示范项目为研究对象,基于典型季节运行工况下的实测数据,按照影响因素重要度排序主要研究系统极低负荷率及机组负荷率对地源热泵系统运行效果的影响。研究结果表明：在典型季节系统负荷率低于30%及机组负荷率大于80%工况下地源热泵系统处于良好的运行状态,机组与水泵耗电量占比符合输配系统能耗要求。热泵机组在7月运行期间机组平均制冷性能系数为4.48,平均系统制冷能效比为3.59;1月运行期间机组平均制热性能系数为4.26,平均系统制热能效比为3.32;夏冬季节节能率高达30.72%和35.93%。地源热泵系统的节能效果显著,值得在桂林地区推广应用。     

制热工况下地埋管周围土壤的热湿迁移试验研究

基于实际工程建立了地源热泵空调系统运行过程的岩土体原位观测站,实现系统运行状况和换热过程中岩土体温度变化、水分迁移的实时监测,通过冬季工况运行试验,揭示地源热泵运行过程中土体的热湿迁移效应。研究结果表明:冬季工况下该地源热泵空调系统的机组性能系数COP为3.58,具有良好的制热效果;土壤温度场的变化受地埋管热交换和大气环境变化两个因素的影响,但二者的影响范围及程度有所区别;土壤温度场的变化幅度随着与地埋管距离的增加而递减,竖埋管热作用的影响半径约2.0 m左右,水平埋管热作用的影响半径约1.0 m左右;地埋管热交换对土壤湿度场的影响不显著,但大气降雨引起的地表水入渗和地下水位的变迁对土壤湿度场变化有明显影响。     

地下水渗流对竖埋管换热器传热影响的数值模拟

地下水渗流对竖埋管换热器与岩土体的热量交换具有显著影响。该文应用地下水渗流理论和传热学理论,建立考虑热传导和地下水渗流共同作用的热渗耦合传热模型;针对南宁河流阶地土层,模拟分析地下水渗流对竖埋管换热器传热的影响。研究结果表明:1)地下水渗流可以强化地埋管的换热,且随着渗流速度的增大,强化换热作用越明显;2)地下水渗流对换热器热交换的影响具有方向性,在此基础上,对竖埋管换热合理的布置方式进行分析;3)南宁河流阶地地区,仅考虑砂砾层存在地下水渗流对换热的影响,更符合工程实际。