为研究分层岩土各层各异的热物性对管群区域整体换热效率的影响,基于有限长线热源理论,考虑岩土分层现象和管群条件,建立并验证管群分层传热解析模型,同时引入区域热效率(Ei)这一无量纲数作为管群换热特性评价指标.与管群均质模型的区域热效率、进出口温差进行对比分析,结果表明:运行2000 h后,管群分层模型的Ei比均质模型低10.3％,且Ei的下降速度相差近6倍,而Ei的下降导致进出口温差最高减少13％.对管群整体进行逐层换热分析发现:在固定4 m间距下,热扩散系数最大的土层其每延米换热量减少37.4％,而热扩散系数最小层其换热量提高0.32％.对置于热物性区别明显的岩土层中的地埋管管群换热器而言,有针对性的逐层分析可更加准确的实现地源热泵系统高效换热.