张国柱

欢迎隧道工程、岩土工程、工程热物理、智能材料和传感器技术等相关学科背景的本科生和研究生加入课题组。

研究方向：

l  隧道与城市地下空间工程

l  能源地下工程

l  地下空间智能材料与感知技术

教育经历：

2008.9-2012.3 同济大学博士研究生

2005.9-2008.6 吉林大学硕士研究生

2001.9-2005.6 吉林大学本科

工作经历：

2022.4 至今  东南大学，教授

2016.4-2022.4 东南大学，副教授

2012.5-2016.4 东南大学，讲师

科研项目：

[1]国家自然科学基金面上项目（52278398）：热管热诱导下能源隧道增强换热机制与长期能效研究，2023.1-2026.12

[2]国家自然科学基金面上项目（51978162）：基于相变蓄冷板的高地温隧道降温机制及设计方法研究，2020.01-2023.12

[3]国家自然科学基金面上项目（51778138）：能源隧道长期性能演变机理与设计方法研究，2018.01-2021.12

[4]国家自然科学基金青年基金（51308107）:隧道衬砌换热器的传热特性及其热交换管与衬砌相互力学作用研究，2014.1-2016.12

[5]江苏省自然科学基金项目，盾构法隧道衬砌换热器传热特性及其与结构相互作用研究，2013-2016

[6]教育部博士点新教师基金项目，隧道衬砌换热器传热特性研究，2014-2016

[7]企业委托课题：下穿水库隧道施工控制理论与关键技术研究，2022.7-2023.12

[8]企业委托课题：2m小曲率盾构隧道结构受力研究，2021.10-2022.03

[9]企业委托课题：电缆隧道渗漏水分析、仿真与防治研究，2022.03-2022.12

[10]企业委托课题：何山路西延浅埋小净距隧道施工关键技术研究，2019.12-2022.6

[11]企业委托课题：亚热带气候区能源隧道关键技术研究及应用，2020.9-2022.12

[12]企业委托课题：浅层地热测试评估与应用关键技术研究，2021.12-2022.12

[13]企业委托课题：浅层地热勘察多功能原位测试设备研发及应用，2019.11-2021.06

[14]企业委托课题：川藏铁路大温度较差季节冻土隧道抗防冻关键技术研究，2019.01-2021.12

[15]企业委托课题：复合地层小半径曲线盾构隧道侧穿桥梁桩基关键技术研究，2018.08-2021.12

[16]企业委托课题：小半径盾构隧道接缝防水试验研究，2018.10-2018.12

[17]企业委托课题：小半径盾构隧道管片和设备数值模拟分析，2017.11-2018.03

学术成果：

²  专著：

[1]张国柱，谢勇利，刘晓华等.能源隧道传热理论与应用.东南大学出版社，2021

[2]夏才初，张国柱，孙猛.能源地下结构的理论及应用，同济大学出版社，2015

²  技术标准：

[1]中国岩石力学与工程学会团体标准T/CSRME008-2021,隧道地热能利用技术规程，2021，主编

[2]中华人民共和国行业标准JGJ/T438-2018，桩基地热能利用技术标准，2018,参编

²  期刊论文：

[1]Cao, ZM; Zhang, GZ^*; Liu, YP; Zhao, X; Li, CL. Influence of backfilling phase change material on thermal performance of precast high-strength concrete energy pile. RENEWABLE ENERGY, 2022

[2]Li, CL; Zhang, GZ^*; Xiao, SG; Xie, YL; Liu, XH; Cao, SD. Long-term operation of tunnel-lining ground heat exchangers in tropical zones: Energy, environmental, and economic performance evaluation. RENEWABLE ENERGY, 2022

[3] Zhang, GZ^*; Cao, ZM; Xiao, SG; Guo, YM; Li, CL. A promising technology of cold energy storage using phase change materials to cool tunnels with geothermal hazards. RENEWABLE AND SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS, 2022

[4]Li, CL; Zhang, GZ^*; Zhang, Q; Xie, YL; Liu, XH; Cao, SD; Wei, B. Preliminary design method for absorber pipe length of tunnel lining ground heat exchangers based on energy efficiency of heat pump. UNDERGROUND SPACE, 2022

[5]Qin, XG; Zhang, GZ^*; Ge, RY. Effect of erosion void on segmental tunnel lining: 2D numerical investigation. TRANSPORTATION GEOTECHNICS, 2022

[6]Cao, ZM; Zhang, GZ^*; Liu, YP; Zhao, X. Thermal performance analysis and assessment of PCM backfilled precast high-strength concrete energy pile under heating and cooling modes of building. APPLIED THERMAL ENGINEERING, 2022

[7] Zhang, GZ^*; Li, CL; Xiao, SG; Guo, YM; Cao, ZM; Liu, YF. Investigation of in situ thermomechanical behaviors of soil around an energy pile with flat dilatometer tests. ACTA GEOTECHNICA, 2021

[8] Zhang, GZ^*; Cao, ZM; Wang, W; Mei, XS; Zhao, X; Shen, SW; Na, TX. Field test and numerical investigation on thermal environment of tunnel with air layer structure. BUILDING AND ENVIRONMENT,2021

[9]Lu, TS; Zhang, GZ^*; Liu, SY; Zheng, B; Zhang, X. Numerical investigation of the temperature field and thermal insulation design of cold-region tunnels considering airflow effect. APPLIED THERMAL ENGINEERING, 2021

[10]Guo, YM; Zhang, GZ^*; Liu, SY. Temperature effects on the in-situ mechanical response of clayey soils around an energy pile evaluated by CPTU. ENGINEERING GEOLOGY.2020 

[11]Guo, YM; Zhang, GZ^*; Liu, SY. Investigation on the thermal response of full-scale PHC energy pile and ground temperature in multi-layer strata. APPLIED THERMAL ENGINEERING,2018 

[12]Lai, Jinxing ; Wang, Xiuling ; Qiu, Junling ; Zhang, GZ^*; Chen, Jianxun ; Xie, Yongli ; Luo, Yanbin.A state-of-the-art review of sustainable energy based freeze proof technology for cold-region tunnels in China.Renewable and Sustainable Energy Reviews,2018 

[13] Zhang, GZ^*; Liu, Songyu ; Zhao, Xu ; Ye, Meixi ; Chen, Runfa ; Zhang, Hualin ; Yang, Junda ; Chen, Jiawei.The coupling effect of ventilation and groundwater flow on the thermal performance of tunnel lining GHEs.APPLIED THERMAL ENGINEERING,2017

[14] Zhang, GZ^* ; Guo, Yimu ; Zhou, You ; Ye, Meixi ; Chen, Runfa ; Zhang, Hualin ; Yang, Junda ; Chen, Jiawei ; Zhang, Menghuan ; Lian, Yanjian ; Liu, Chenyang.Experimental study on the thermal performance of tunnel lining GHE under groundwater flow. APPLIED THERMAL ENGINEERING,2016 

[15] Zhang, GZ^* ; Xia, Caichu ; Zhao, Xu ; Zhou, Shuwei.Effect of ventilation on the thermal performance of tunnel lining GHEs. APPLIED THERMAL ENGINEERING,2016 

[16] Zhang, GZ^*;Xia, CC;Yang, Y;Sun, M;Zou, YC.Experimental study on the thermal performance of tunnel lining ground heat exchangers.ENERGY AND BUILDINGS,2014

[17] Zhang, GZ^* ; Xia, Caichu ; Sun, Meng ; Zou, Yichuan ; Xiao, Suguang.A new model and analytical solution for the heat conduction of tunnel lining ground heat exchangers.Cold Regions Science and Technology.2013

²  发明专利：

[1] 张国柱;姜国栋;刘松玉;童立元.沉管隧道接头张开量监测方法，ZL2020108532647, 授权公告日：2021-09-24

[2] 张国柱;姜国栋;刘松玉;王维;陈家威.基于相变蓄冷的隧道冷风系统，ZL2019102752528, 授权公告日：2021-01-12

[3] 张国柱;陈家威;刘松玉;王维;姜国栋.基于相变蓄冷的隧道通风降温系统, ZL2019102752388, 授权公告日：2021-01-12

[4] 张国柱;王维;刘松玉;姜国栋;陈家威.隧道相变蓄冷降温系统, ZL2019102752513, 授权公告日：2020-12-29

[5] 张国柱;张书棋;郭易木;陈家威;姜国栋;王维. 隧道伸缩式保温隔热结构及隧道保温方法. ZL2019100121333，授权公告日：2020-10-09

[6] 杜时贵;张国柱;夏才初;雍睿;韩常岭;李玉文;徐坚.能源隧道层埋式地温能热交换系统.ZL 2016111648318, 授权公告日：2019-05-31

[7] 张国柱;高源;刘松玉.基于相变调温喷射混凝土的隧道防冻保温结构及施工和运行方法. ZL2016104066539,授权公告日：2018-02-02

[8] 张国柱;高源;刘松玉.基于相变调温混凝土的隧道防冻保温结构及施工和运行方法. ZL2016104101000,授权公告日：2018-02-02

[9] 张国柱;高源;刘松玉.基于相变调温板的隧道防冻保温结构及施工和运行方法. ZL2016104080432, 授权公告日：2017-11-28

[10] 张国柱;刘松玉;马海涛;夏才初.隧道防排水系统及其建造方法ZL2016108215161, 授权公告日：2017-11-03

[11]  张国柱;刘松玉.岩土体热物性参数原位测试仪. ZL2015105015366, 授权公告日：2017-11-24

[12]  张国柱;刘松玉.岩土体冻胀参数原位测试仪. ZL2015105020881, 授权公告日：2017-11-03

[13] 张国柱;夏才初;叶美锡;杜时贵;黄曼;陈润发;杨俊达;陈家威. 一种寒区防冻保温隧道. ZL2014100793501, 授权公告日：2016-05-25

[14] 张国柱;张文川;刘松玉.基于振动发电的自供电型无线隧道健康监测装置. ZL2013106771751, 授权公告日：2015-08-26

[15] 张文川;张国柱;刘松玉.多向振动发电装置. ZL2013106773723, 授权公告日：2015-12-09

奖励及荣誉：

[1]浙江省技术发明奖一等奖：能源地下工程结构与地埋管热交换系统一体化关键技术（排3），2017

[2]中国公路学会科学技术奖二等奖：寒区公路隧道地源热泵型防冻保暖技术研究（排2），2015