《表1 温度响应函数参数：基于改进G-函数的能量桩结构可靠性设计》

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《基于改进G-函数的能量桩结构可靠性设计》

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注:x为桩身长度与直径之比

土层温度响应函数由式（3）表示，式中各项系数分别是桩身半径决定的函数，见表1。利用式（3）计算桩身半径为0.3、0.4、0.5m的Gg函数，在图1中可以直观的观察分析半径对土中温度响应函数的影响。土层中温度响应函数分为三个过程，首先在桩体传热初期很短的时间段内热传递主要发生在桩身内部而未扩散至土层，土中不会出现激励温度响应，即函数值一直保持在零值；其次在稳态与瞬态之间过渡期中，土层慢慢受到桩身热传递的效应开始出现温度响应，此时桩身和桩周土都处于温度响应初期，主要依赖温度梯度进行热交换，桩身尺寸对热传递速率作用较小，函数基本相同；最后当传热进入稳态阶段，桩身热量趋近于饱和，可等效成一圆柱热源与土体进行热交换，此时桩径对土中温度起关键作用，半径越大传热速率越高，如图1所示Gg值随半径增大不断提升。上述三个过程组成了能量桩的土中热响应函数，且针对不同桩型有不同的响应函数，对本文的可靠性设计提供了理论基础。