第2期 刘 戈，等. 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 289

T 0.7 13sin

； (11) t

稳定性不断增强。

路基中面CD的温度为

T 1.9 14sin

； (12) 8760 3600t 2

空气（风门打开时通风管管口）的温度为

T 3.6 12sint 。 (13) 3.6 数值计算结果分析

（1）模型合理性验证

为了验证数值计算结果的合理性，采用通风管－块石路基模型底部实测地温数据与数值计算结果进行

对比分析，图8为实测地温值与数值模拟结果对比图。

图9 复合路基沿路基中部剖面空气流速

Fig. 9 Air flow rate along middle of embankment

图8 数值模拟合理性验证

Fig. 8 Rationality verification of numerical model

图8表明，模拟值与模型实测值地温变化特征总

体接近，表明数值计算模型的计算方法、材料参数及边界条件合理。

（2）管内空气流速

路基多孔介质内空气流速场的分布与通风路基的降温效果密切相关，图9为复合路基沿路基中部竖直剖面空气流速分布。从图中可知，空气流速在路基内的分布可划分为通风管及多孔介质两个区域，通风管区域内空气流速最大，中心位置达到最大值4.06 m/s，在管壁处流速出现跃变陡降；块石介质区域流速的数

-量级为101，与室内试验的结果一致；路基介质内流速随着远离通风管呈现递减趋势，离通风管越近递减

速度越快，而在同一介质区域里，空气流速变化不大。

（3）复合路基温度场

图10为复合路基施工完成后五年内的温度场变化过程。图中表明，复合路基施工后第一年温度场已经发生变化，路基下零温度线开始提高，路基温度等值线分布均匀对称，第三年路基下零温度线上升明显，温度等值线分布有些起伏，第五年，路基下零温度线分布没有明显变化，但在路基下3～9 m处，出现了低于-2℃的低温度分布区，较天然地表下该位置处的温度明显降低，并且该低温区出现逐年扩大趋势，说明通风管—块石复合路基降温效果逐年累积，路基热

图10 复合路基温度场变化过程

Fig. 10 Chang process of temperature fields in composite

embankment

4 结 论

本文通过室内试验对通风管–块石复合路基的降