①火车经过路基的时候,路基会有微小变形,也就是火车对路基不停的做功,一列两列火车没什么,火车多了,路基积累的热量多了,就有可能把常年冻土路基给热化了,于是导热棒出现了,在冬天的时候,空气的温度比地下的温度可低多了,于是导热棒里面的液体就利用蒸发冷凝和对流的原理,把地下的热量导出来,散发在空气中,把地下的温度弄得很低很低。到夏天的时候,导热棒又不会把热量传到地下(上面热下面凉对流和蒸发都不起作用),充分保障土壤的低温和冻结状态,保障火车平稳的行车,所以说高原的导热棒就是高原火车的卫士。
②热棒内有一定正压,正压压力越高,液氨沸点也越高(常压沸点-33℃,4个大气压沸点-2℃),如此一来通过精确计算合理设计,就可以使热棒里的液氨在冬天如同未烧开的水一样上下循环很慢,效率很低;但到了夏天就如同烧开了锅一样,快速沸腾循环单向传热,效率非常高。按照这个思路,冬天散热效率很低忽略不计,不影响冻土,但夏天可以通过高效散热保障冻土不化。
③冬天外界空气温度低,-10℃至-40℃左右,热棒把土层的热量导向大气,使土层温度降低,也就是让土层冻得更结实(例如土层温度由-2℃降到-20℃),这样即使到夏天也化不了,使季节性冻土层变为永久性冻土层,防止土层夏天软化沉降,夏季热棒停止导热,不发生作用。
④实际上,真相是这样,夏天的晚上温度也在零下,为了把土壤白天吸收的热量(白天温度高)快速在晚上释放出来,就安置了热管。又因为热管是单向导热,白天并不会加剧土壤吸热,这样相当于给土壤加了一个快速散热装置,夏天白天吸收的热量在晚上快速释放,从而保持土壤冰冻。如果晚上气温不在零下,那这个热管就没用了。
⑤说白了就是把地热导出来,当然夏天地热也会往下传,导致地下也会融更快更深,不过冬天也冻的更深,所谓单向导热,只是因为热空气往高处走,有一点点区别而已,说白了就是把冻土层又往深面延伸了。我个人认为影响铁路地基稳定性的主要是深层冻土,而不是浅层,因为铁路地基本身挖下去的,所以即使夏天浅层融的更快一点也无关紧要,冬天把地下冻的更深一点才是关键的,不知道理解的对不对。
⑥经验告诉我,高寒地区公路路边出现这种导热棒的路段就是颠簸的路段,开车必须慎之又慎,也说明这种价格极其昂贵的导热棒作用可想而知。假设每10米设立1根来计算,每个断面设立2根(照片上有的断面是4根)来计算,仅此一项,每公里的建设成本就达到4000万元,这还没有考虑导热棒的使用寿命和后期维护费用,高昂的代价没有带来良好的效果。要解决青藏公路、青藏铁路和国内其它高寒永冻路段沉降问题的根本办法是以低高度桥梁模式为主,架设连续桥梁,解决永冻路段公路(铁路)沉降问题。这是技术、经济方面的绝佳方案,是有成功实践经验的方案,是祖国经济实力、技术能力和装备水平能够实现的方案;也是提高西南方向国防保障能力、进一步改变高原环境和保护动物的必然要求。
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