清华大学学报(自然科学版)

作者：胡田飞, 王力

单位：1. 石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室, 石家庄 050043;<br>2. 石家庄铁道大学 河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室, 石家庄 050043;<br>3. 石家庄铁道大学 土木工程学院, 石家庄 050043

关键词：路基冻胀,人工供热,热泵,供热温度,冻结深度

基金：国家自然科学基金青年科学基金项目（42001059）；河北省自然科学基金资助项目（E2020210044）；河北省高等学校科学技术研究项目（QN2020180）\r\n

为解决目前寒区路基冻胀病害难以根除和缺少冻胀灾后抢险措施的难题，设计了一种寒区路基地源热泵系统。结果表明：路基热泵宜采用直接膨胀式换热形式，实体装置可以自动化地输出40、50、60℃等不同水平供热温度，制热系数大于3.0，实现对地热能的高效收集、转化与传递。热泵运行第1、5、10 d的热作用半径分别达到0.76、1.64、2.30 m。案例模拟表明，在天然条件下路基中心冻结深度为0.89 m；而在人工供热条件下，冻结深度减小至0.2 m以内，土体升温幅度和热扩散范围随供热温度的提高而增大。实际应用中，面向冻胀快速解冻与应急抢险时，热泵沿路基纵向间距宜取2.0～4.0 m，供热容量设计为1.0～2.0 kW。

来源：2022年第5期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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