Despite the widespread research on energy piles, there remain critical knowledge gaps in the cross-sectional thermal responses of concrete energy piles. This paper implements a unique research approach by developing and validating a numerical model with cross-sectional temperatures and strains measured in a field-scale energy pile (diameter = 0.6 m and length = 10 m), strengthening the reliability of modelling for energy piles. The numerical model was used to investigate the influences of inlet fluid temperature, soil thermal conductivity, soil elastic modulus, soil thermal expansion coefficient, and the presence of a nearby energy pile at a centre-to-centre distance of 3.5 m on the cross-sectional thermal responses of an energy pile. These investigations demonstrate the practical significance of the above parameters on the cross-sectional thermal responses of energy piles. The results show that the temperature and thermal stresses were largest at the centre of the pile and reduced with increasing radial distance to the pile's edge, with differences up to 4 °C and 2.2 MPa, respectively, between the centre and the edge. A comparison of the cross-sectional results with existing stress estimation methods in the cross-section of the piles, commonly based on average cross-sectional temperature and temperature measured at a single spot, reveals that existing methods lead to an overdesign of 2 MPa. Therefore, the actual temperature and stress variations in the planar cross-section of energy piles should be accounted for in the design of energy piles.

尽管对能量桩进行了广泛的研究，但在混凝土能量桩的横截面热响应方面仍然存在关键的知识空白。本文通过开发和验证具有在现场规模能量桩（直径 = 0.6 m 和长度 = 10 m）中测量的横截面温度和应变的数值模型来实施独特的研究方法，加强能量桩建模的可靠性。数值模型用于研究入口流体温度、土壤热导率、土壤弹性模量、土壤热膨胀系数以及附近中心距为 3.5 m 的交叉能量桩的存在的影响。能量堆的截面热响应。这些研究证明了上述参数对能量桩横截面热响应的实际意义。结果表明，桩中心的温度和热应力最大，并随着距桩边缘径向距离的增加而减小，中心和边缘之间的差异分别高达 4 °C 和 2.2 MPa。将横截面结果与桩横截面中现有的应力估计方法进行比较，通常基于平均横截面温度和在单个点测量的温度，表明现有方法导致 2 MPa 的过度设计。因此，在能量桩的设计中应考虑能量桩平面截面的实际温度和应力变化。结果表明，桩中心的温度和热应力最大，并随着距桩边缘径向距离的增加而减小，中心和边缘之间的差异分别高达 4 °C 和 2.2 MPa。将横截面结果与桩横截面中现有的应力估计方法进行比较，通常基于平均横截面温度和在单个点测量的温度，表明现有方法导致 2 MPa 的过度设计。因此，在能量桩的设计中应考虑能量桩平面截面的实际温度和应力变化。结果表明，桩中心的温度和热应力最大，并随着距桩边缘径向距离的增加而减小，中心和边缘之间的差异分别高达 4 °C 和 2.2 MPa。将横截面结果与桩横截面中现有的应力估计方法进行比较，通常基于平均横截面温度和在单个点测量的温度，表明现有方法导致 2 MPa 的过度设计。因此，在能量桩的设计中应考虑能量桩平面截面的实际温度和应力变化。中心和边缘之间的差异分别高达 4 °C 和 2.2 MPa。将横截面结果与桩横截面中现有的应力估计方法进行比较，通常基于平均横截面温度和在单个点测量的温度，表明现有方法导致 2 MPa 的过度设计。因此，在能量桩的设计中应考虑能量桩平面截面的实际温度和应力变化。中心和边缘之间的差异分别高达 4 °C 和 2.2 MPa。将横截面结果与桩横截面中现有的应力估计方法进行比较，通常基于平均横截面温度和在单个点测量的温度，表明现有方法导致 2 MPa 的过度设计。因此，在能量桩的设计中应考虑能量桩平面截面的实际温度和应力变化。表明现有方法导致 2 MPa 的过度设计。因此，在能量桩的设计中应考虑能量桩平面截面的实际温度和应力变化。表明现有方法导致 2 MPa 的过度设计。因此，在能量桩的设计中应考虑能量桩平面截面的实际温度和应力变化。