软塑黄土地区隧道仰拱热力响应特性现场试验

能源隧道是基于地源热泵技术的一种集隧道防冻、取暖于一体的绿色、经济且高效的浅层地温能利用技术。依托银西高铁黄土地区隧道,在隧道仰拱内铺设换热管,实测了换热系统进/出口水温及仰拱的温度、应力等变化规律,初步探讨了不同输入功率条件下,软塑黄土地区隧道在地源热泵系统运行过程中的热力响应特性及隧道结构热响应规律。研究结果表明,输入功率为0.5 kW和1.0 kW时,仰拱温度升幅分别约为4.2℃和7.1℃;随着水温升高,仰拱温度在较短时间内变化不明显,当热传播路径稳定后,最终均呈现为线性关系;温度变化引起的隧道仰拱轴向应力增量大于环向应力增量,输入功率为0.5 kW和1.0 kW时,轴向应力分别是环向应力的1.15倍和1.29倍。