透壁式通风管-块石复合路基降温效果模型试验及数值模拟

为研究透壁式通风管-块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温-3.5℃,平均风速2.5m/s,主导风向为西北方向的高原环境条件开展了室内模型试验,对比分析了单一块石路基和透壁式通风管-块石复合路基的孔隙空气对流速度、特征点地温及模型整体温度场变化过程。试验结果表明：在透壁式通风管的疏导作用下,通风管与块石层复合结构能够起到强化路基体对流的效果,复合路基块石孔隙中的空气流速比单一块石路基提高约20%,使得复合路基模型底部的降温幅度是单一块石路基模型的2.2倍。建立了透壁式通风管-块石复合路基数值计算模型,对通风管内空气流速分布、路基温度场变化进行了预测分析。结果表明：空气流速在通风管中心达到最大值4.06m/s,在管壁处流速出现跃变陡降,在块石介质区域里速度的数量级为10-1,与室内试验的结果较为一致。模型试验和数值计算结果均表明复合路基能够起到储存冷量、降低下伏多年冻土地温的作用。