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摘要
研究目的:国内外文献中对地铁隧道热沉积效应多有述及,但对其形成机理及热扰动传播的规律却鲜有深入的分析。热沉积效应是在多因素耦合作用下形成的,主要的传热推动力包括两方面:其一是外界空气与深层岩土之间的温度差;其二是以列车散热为主的隧道内热源。且热扰动在地层中的传播与工程地质、水文地质条件等多种因素有密切关系。为深入分析地铁隧道热沉积效应的形成机理及各因素对热扰动传播过程的影响,本文重点研究室外气温的周期性变化引起的热沉积效应及其传播规律。研究结论:(1)室外空气温度的周期性变化会引起隧道内壁面温度的周期性变化,且壁面温度波滞后于空气温度波一个相位角,振幅也会折减;(2)隧道壁面的温度波继续以波的形式向结构壁及土壤深处传播,波幅随着深度按指数函数规律衰减;(3)由于壁面温度波与空气温度波之间存在相位差,隧道外岩土既可能是热源(隧道壁向空气传热),也可能是热汇(空气向隧道壁传热),热沉积效应对隧道温度有较强的调蓄作用;(4)本研究成果可应用于地铁车站通风空调系统设计。
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