[发明专利]一种能源地下结构模型实验测试系统

说明书

本发明提供了一种能源地下结构模型实验测试系统，包括：模型单元，模型单元包括盛放有试验用土的模型箱和设置在所述试验用土中的能源地下结构模型；温度加载单元，包括通过管道依次连通的水箱、水泵、温度循环控制器以及换热管，所述换热管内置于所述能源地下结构模型中；空气加载单元，包括用于为所述能源地下结构模型施加不同温度和/或速度的空气流体；检测单元，包括布置在所述试验用土中的温度传感器阵列，布置在所述能源地下结构模型中的温度传感器和应变传感器，所述温度传感器和所述应变传感器分别与解调仪连接，所述解调仪与计算机连接。与其他的模型试验相比，可分别试验能源桩和能源隧道，也可同时试验能源桩与能源隧道。

技术领域

本发明涉及地下工程结构模型实验测试技术领域，尤其涉及一种能源地下结构模型实验测试系统。

背景技术

能源地下结构作为一种新型的地下结构，能够将地源热泵换热管管网与传统地下结构相结合，地下结构的内部给换热管提供了空间，不占用地下面积，节约土地，而且相比地源热泵减少了钻井环节，同时也减少了换热井的灌浆回填工序。另外，这种技术降低了工程造价，也缩短了施工时间。和地源热泵相似也是利用载热流体在换热管中的流动，达到建筑物上部结构与地下土体进行热交换的目的。

随着地下空间开发浅层地热能利用，地下结构群密集分布，建筑物基础桩与地铁隧道结构成群效应是城市地下结构的常态。因此，对能源地下结构的研究中，以能源桩和能源隧道为主。能源桩方面的研究相对较多，能源隧道的研究相对较少。由于能源隧道与其他能源地下结构不同的是还要考虑空气对流传热的影响，为能源隧道的研究相对能源桩来说，除了要考虑结构与土体热交换，还要考虑隧道结构与内部空气热交换。能源桩受温度变化影响，会产生不均匀温度应变和应力。而且当前的研究，大多局限于单一的地下结构，例如能源桩，或者能源隧道，未考虑密集地下工程中桩与隧道等结构的群效应。而现有技术中也缺乏与之对应的模型实验测试系统。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能源地下结构模型实验测试系统，旨在解决现有技术中缺乏能够模拟密集地下工程中桩与隧道等结构的群效应的实验测试系统的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种能源地下结构模型实验测试系统，其中，包括：

模型单元，包括盛放有试验用土的模型箱和设置在所述试验用土中的能源地下结构模型；

温度加载单元，包括通过管道依次连通的供水设备、温度循环控制器以及换热件，所述换热件内置于所述能源地下结构模型中；

空气加载单元，包括用于为所述能源地下结构模型施加不同温度和/或速度的空气流体；

检测单元，包括布置在所述试验用土中的温度传感器阵列，布置在所述能源地下结构模型中的温度传感器和应变传感器，所述温度传感器和所述应变传感器分别与解调仪连接，所述解调仪与计算机连接。

可选地，所述的能源地下结构模型实验测试系统，其中，所述能源地下结构模型包括能源桩模型和/或能源隧道模型。

可选地，所述的能源地下结构模型实验测试系统，其中，所述模型箱的两侧壁上分别设置有洞口，在所述洞口上设置固定部。

可选地，所述的能源地下结构模型实验测试系统，其中，所述温度循环控制器与所述能源地下结构模型连接的管道上设置有流量计。

可选地，所述的能源地下结构模型实验测试系统，其中，当所述能源地下结构模型为能源桩模型时，在所述能源桩模型的桩头部设置有位移计，所述位移计与位移采集器连接。

可选地，所述的能源地下结构模型实验测试系统，其中，所述温度传感器为光纤光栅温度传感器，所述应变传感器为光纤光栅应变传感器。