热棒路基降温效应的数值模拟

基于青藏公路冻土路基病害整治热棒试验工程, 建立热棒路基的等效传热模型, 运用有限元方法对其进行数值模拟, 研究青藏公路环境条件下热棒的工作周期、工作状态与作用半径, 并通过对试验工程2 a观测数据分析, 对比研究热棒在冻土路基中的降温效应。研究发现, 热棒在约为5个月的工作周期内并非连续工作而呈波动式, 实际工作时间为工作周期的2/3;热棒路基冬季降温效果明显, 有利于路基土体冷储量增加, 提高路基热稳定性; 热棒在路基中的降温强度, 水平方向随距离增大而衰减, 有效作用半径为2.25 m, 深度方向在热棒蒸发段最大, 降低上限附近季节融化层冻土热融敏感性。
结果表明, 青藏公路热棒试验工程中其间距采用4.0 m是合理的, 路基双侧设置热棒优于单侧, 热棒向路基中心斜置更好。