相变钢球混凝土能源桩热力学特性试验和模拟

为了解决能源桩热交换过程中的土壤热堆积问题,结合相变混凝土与传统能源桩的优点,将相变材料掺入混凝土中形成相变能源桩,以提高能源桩的热交换效率和储热能力.为此,开展了饱和砂土中相变钢球能源桩热力学特性模型试验和模拟,对循环温度作用下桩与桩周土的温度、桩体轴向应变、桩顶位移等进行研究.结果表明:与普通桩相比,加热升温后,相变桩桩体应变比普通桩低;温度稳定时变相桩应变与普通桩相近;相变桩的温度滞后效应和热稳定性更强,换热效率提高,有助于缓解土壤热堆积问题;桩体长期循环温度过高(日间50℃,夜间40℃),桩身温度将超过相变材料的相变温度,储能效果变差,在实际使用时需要采用间歇性作业环境才能达到最佳使用效果.