Estudo da significância dos diferentes fatores que influenciam as características de armazenamento e liberação de calor do solo rochoso em túneis de metrô

Wang Lihui ,  

Zhang Yuan ,  

Du Zhiping ,  

Zhang Yumeng ,  

Gao Renyi ,  

Zheng Yi ,  

Song Jie ,  

摘要

A temperatura do ar nos túneis entre estações do metrô é fortemente influenciada pelo solo rochoso circundante, e a distribuição da temperatura do solo rochoso ao redor do túnel do metrô é afetada por muitos fatores. Para obter uma compreensão mais precisa das leis de evolução do reservatório térmico e da transferência de calor do solo rochoso, é necessário entender o grau de influência de cada fator na transferência de calor. Este artigo utiliza o software CHAMPS-BES para realizar simulações numéricas, alterando os fatores que afetam a transferência de calor do solo e do ar, e utiliza o método de experimentos ortogonais para analisar e discutir o grau de influência e a significância de cada fator nas características da distribuição da temperatura do solo rochoso ao redor. Descobriu-se que o coeficiente de condutividade térmica do solo tem um efeito muito significativo na posição do pico do reservatório térmico do solo rochoso. Quando o coeficiente de condutividade térmica do solo é 7,6×10^-7 m²/°C, a transferência de calor é mais rápida, e após 20 anos de operação contínua, a espessura do reservatório térmico já ultrapassou 50 m; com base em estudos existentes, estudou-se as características do reservatório térmico e as variações na capacidade de armazenamento de calor do solo rochoso em túneis de diferentes regiões, mostrando que quanto mais ao norte o local geográfico, mais baixa é a temperatura inicial do solo, mais significativas são as mudanças nas características do reservatório térmico, e maior é a capacidade líquida anual de armazenamento de calor do solo. Na região de Harbin, é cerca de 102300 MJ, equivalente a 1,8% da dissipação de calor do trem, mas, no geral, a capacidade líquida anual de armazenamento de calor do solo diminui gradualmente com o aumento dos anos de operação.

关键词

túnel de metrô; solo rochoso; armazenamento e liberação de calor; experimento ortogonal; coeficiente de condutividade térmica do solo

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