能源隧道附近非饱和土行为的数值模拟评估

马春景^1，2，3，洪海件^1，2，3*，喻卫华^1，2，3

(1. 广州市市政集团有限公司，广东 广州 510060; 2. 广州建筑股份有限公司，广东 广州 510030;3. 广州市建筑集团有限公司，广东 广州 510030)

摘　要：　在隧道衬砌中安装换热装置可进行地热能源的利用，为隧道上部建筑供热或供冷，但是热激活会对周围土体饱和度产生影响，从而使对水敏感的土体如膨胀土等产生形变，进而可能影响隧道结构受力状态。该研究对能源隧道周围土壤中的热量和水分传导进行了数值模拟分析。通过建立三维有限元模型，研究土壤类型和地下水位对能源隧道水力学行为的影响，并深入了解土体饱和度对换热效率的影响。当饱和地下水位高于隧道时，应考虑自然对流对换热的影响，低于隧道时则不宜用简化的干燥假设来评估换热效率，该研究结果可用于非饱和区域能源隧道的热激活评估。

关键词：　能源隧道; 非饱和土; 水热迁移; 数值模拟