寒区路基热负荷时序特性及区域统计分析

作     者：胡田飞 王力 刘济华 岳祖润 袁一飞 HU Tian-fei;WANG Li;LIU Ji-hua;YUE Zu-run;YUAN Yi-fei

作者机构：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河北石家庄050043 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河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 

基　　金：国家自然科学基金项目(42001059,52172347) 中央引导地方科技发展资金项目(226Z5402G) 河北省自然科学基金项目(E2020210044) 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2025年第42卷第2期

页      码：98-107页

摘      要：为保证路基供热防冻胀系统的合理设计和节能运行控制,发展一种基于建筑热环境设计模拟工具包DeST(designer’s simulation toolkit)的寒区路基动态热负荷预测方法。在DeST软件中建立由一系列“路基微元”构成的计算模型,利用软件内置的气象模型、遮挡模型、光照模型模拟路基所处的气候环境、太阳辐照和地形条件;应用建筑分析模拟模块BAS(building analysis simulation module),通过状态空间法求解路基微元基础温度,通过预测值与实测值的校核保证计算精度;设置路基目标温度,完成热负荷的逐时计算。依托哈齐高铁DK221+150监测断面实测数据,对所述方法进行验证,结果表明,路基温度场计算值与实测值一致。案例路基的最大热负荷为945 W/m,冻结期平均热负荷为335 W/m。热负荷可以反映路基阴阳坡效应和沿深度的传热滞后效应。基于中国严寒和寒冷气候区23个城市的典型气象年数据,对高铁路基的热负荷进行区域统计分析,结果表明,最大热负荷范围为531 W/m~1338 W/m,并与纬度呈线性正相关关系。研究成果可为寒区路基冻害评价和供热方案设计提供参考。

主 题 词：冻土路基 人工供热 DeST软件 温度 热负荷 纬度 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/j.issn.1000-4750.2022.11.0929

馆 藏 号：203157118...