高温环境下土的导热系数研究

土的导热系数是正确评价土壤热特性的一个重要指标,研究高温环境下土的导热系数的变化规律及预测模型,对预测土在高温环境下的导热能力有重要意义。笔者总结了土的含水量、干密度、矿物成分、构造以及环境温度等因素对土的导热系数的影响;试验研究了105 ℃、150 ℃和200 ℃高温环境下恒温4 h土的导热情况,结果表明,在高温环境下温度对土的导热系数影响显著,湿土和干土的导热系数均随温度升高而增大。基于已有的土的导热系数模型,建立了一个新的导热系数预测模型,该预测模型能对土在高温环境下全饱和度范围内的导热系数进行预测。     

竖直U形地埋管换热器热短路现象及换热性能研究

针对影响地埋管换热器热短路现象及换热性能的主要因素(回填材料导热系数和热泵运行方式),建立了U形地埋管换热器的三维非稳态数值模型,通过热响应实验验证了该模型。采用FLUENT软件进行模拟分析,得到不同导热系数土壤条件下地埋管换热器的热短路损失系数和每延米换热量随回填材料导热系数的变化规律,推荐采用导热系数比周围土壤稍大的回填材料。对比了地源热泵连续与间歇两种运行方式,得出当回填材料导热系数小于或等于周围土壤导热系数时,间歇运行对热短路现象基本无影响;当回填材料导热系数大于周围土壤导热系数时,间歇运行可使热短路损失系数降低51.6%~74.5%,每延米换热量提高32.6%~34.0%。     

种植屋面热工参数

针对建筑节能工程应用的需要,研究了种植屋面节能设计热工参数,包括种植土导热系数和植被层附加热阻。采用实验方法测量了6种种植土试样材料在不同湿度下的导热系数,回归分析得到了由干密度和重量湿度确定的种植土导热系数计算式,提出了2类常用种植土的导热系数参考值:改良土为0.51 W/(m·K),无机复合种植土为0.25 W/(m·K)。采用现场测量与模拟分析相结合的方法,研究了种植屋面当量热阻与热流的关系,针对不同的植物覆盖状态,提出植被层附加热阻参考值为0.3~0.5m~2·K/W。     

海相软土地区人工冻土热物理特性试验研究

基于某地下联络通道勘察试验报告,设计并整理汇总冻结温度和导热系数试验数据,对不同土层的冻结温度进行汇总分析以及研究冻结前后导热系数存在的差异,给出内在机制原因。试验结果表明:由于土层中土颗粒级配大小、含水量、矿物质浓度等因素影响造成每层土的冻结温度均不相同;冻土的导热系数均大于原状土的导热系数;每层土层冻土的导热系数也存在差异,灰色粉土或含黏性土粉砂导热系数最大。     

武汉地区三级阶地粘性土热物理性质试验研究

研究粘性土热物理性质与温度、密度、含水量及孔隙比等参数间的关系。在武汉地铁详勘阶段,采取三级阶地粘性土原状土样26组,在不同室温下进行热物理性质试验,同时测试土样的含水量及密度。结果表明:测试温度对原状土样导热系数及比热容的影响较小;粘性土导热系数随原状土样密度的增加而增加,随孔隙比的增加而降低;比热容随原状土样含水量的增加而增加。并给出便于工程使用的导热系数及比热容计算公式。     

垂直埋管地源热泵中含水土壤导热系数的计算

土壤导热系数是垂直埋管地源热泵设计和研究过程中最基本、最关键的参数。对含水土壤导热系数的传统计算方法进行了探讨,提出了一种新的计算含水土壤导热系数的计算公式。通过实验与比较,验证了新方法的正确性。本文的研究结果为地源热泵的设计与研究提供了参考。     

EPS纤维轻质土导热系数测定

文章对新型填土材料EPS纤维轻质土,利用导热系数仪,对养护龄期28 d、不同配比条件下的轻质土的导热系数λ进行了试验探讨。试验结果表明：在其它条件相同的条件下,试样的导热系数λ随EPS含量的增加而减小;纤维含量的增加对导热系数λ没有大的影响。     

压实填土的热传导系数与密实度相关性研究

探究热传导系数与密实度的相关性,从而探索出一种基于热传导系数的新型回填土密实度检测方法。通过研究压实填土导热系数与密实度的相关性,测试粉土制成的压实填土,在相同击实能、不同含水率,最优含水率、不同击实能条件下的热传导系数,从而找到导热系数与密实度的相关性。实验结果表明,热传导系数与密实度之间呈现二次多项式的函数关系,为回填土的质量检验提供了新的方法。     

基于热探针测试的橡胶-砂颗粒轻质混合填料#br# 导热系数影响因素研究

导热系数是岩土材料热学特性的一个重要参数,文章对橡胶-砂颗粒混合物的进行了大量的热针试验。详细分析含砂率、含水率和干密度对导热系数的影响。结果表明：当含砂量小于20%时,橡胶-砂混合物的导热系数逐渐增加,但砂粒含量超过80%后,导热系数立即出现较高的增加速率;随着干密度的增加,导热系数在低含砂率时呈现抛物线增长,在高含砂率时呈现线性增长;橡胶-砂混合物导热系数随含水率的变化可分为增长区域和稳定区域,6%含水率可作为临界含水率。该文可为地热相关结构周围的轻质回填材料提供更合理的热学参数,此外,废旧轮胎的有效利用可以减少环境污染,促进可持续的基础设施。     

基于热探针测试的橡胶-砂颗粒轻质混合填料导热系数影响因素研究

导热系数是岩土材料热学特性的一个重要参数,文章对橡胶-砂颗粒混合物的进行了大量的热针试验。详细分析含砂率、含水率和干密度对导热系数的影响。结果表明:当含砂量小于20%时,橡胶-砂混合物的导热系数逐渐增加,但砂粒含量超过80%后,导热系数立即出现较高的增加速率;随着干密度的增加,导热系数在低含砂率时呈现抛物线增长,在高含砂率时呈现线性增长;橡胶-砂混合物导热系数随含水率的变化可分为增长区域和稳定区域,6%含水率可作为临界含水率。该文可为地热相关结构周围的轻质回填材料提供更合理的热学参数,此外,废旧轮胎的有效利用可以减少环境污染,促进可持续的基础设施。     

土体温度场物理模拟用土的制备方法研究

为提高冻土模型试验对现场实际的反映程度,基于模型与原型之间的相似关系,提出了一种制备热学参数满足相似原理的模型土方法。首先,根据傅里叶方程、第三边界条件和相似理论推导出了土体冻结过程中热学参数相似准则,并依照Johansen的导热系数广义几何平均计算方法列出了模型土应满足的3个方程。在此基础上,选用高密度聚乙烯、标准砂、活性炭粉制备模型土并模拟了天津地区某粉质黏土冻结过程温度变化。根据高密度聚乙烯、标准砂、活性炭粉和天津地区粉质黏土的导热系数、比热和密度实测值,结合模型土的三个配比方程确定了模型土的相态组成。分别将配制好的模型土以及粉质黏土用于模型试验和原型试验,并将实测温度值进行了对比,验证了模型土配置方法的有效性。 该研究对于冻土温度场的跨尺度预测具有借鉴意义。     

南京地区土体热物理性质测试与分析

通过对南京地区大量黏土和粉质黏土样品的比热容值和导热值的测试，分析土体热物理性质与其含水量、孔隙比的相关关系。对影响土体比热容值、导热值的因素作了详细分析，提出根据土体含水量计算土体比热容和根据含水量、孔隙比值计算土体热导率的经验计算公式。     

不同因素对陶粒混凝土导热系数的影响研究

为了研究陶粒混凝土在不同影响因素下的导热系数变化规律,利用单因素试验方法,通过稳态法中的热流计法(DRPL-Ⅱ型导热系数测定仪)对陶粒混凝土试件进行了导热系数试验,考察了砂率、粉煤灰掺量、浸水时间三个影响因素对陶粒混凝土导热系数的影响。结果表明:陶粒混凝土的导热系数随着砂率的增大而减小;陶粒混凝土的导热系数随着粉煤灰掺量的增大而先减小后增大;陶粒混凝土的导热系数随着浸水时间的增加逐渐增大并趋于稳定。研究结果为陶粒混凝土结构内部温度场的精确计算以及保温隔热性能的控制提供更为重要的理论依据。     

石英砂掺量对混合型缓冲回填材料抗剪强度的控制机制

高放废物深部地质处置工程中,向膨润土中加入一定比例的石英砂可以优化缓冲回填材料的热传导性和可施工性。从"混合土"的概念出发,设计干密度和含水率相同、掺砂率不同的压实膨润土-砂混合物试样,通过剪切试验揭示掺砂率对抗剪强度的控制机制。试验材料选用内蒙古高庙子膨润土(GMZ001膨润土),石英砂按照质量0%～50%的比率添加。剪切试验结果表明:随着掺砂率的增大,压实混合物由应变软化型向应变硬化型过渡,黏聚力及内摩擦角逐渐减小,即抗剪强度降低。基于混合土孔隙结构假说,通过类比分析,对黏土-砂混合物抗剪强度的界限掺砂率进行估计,提供孔隙结构的扫描电镜证据。引入有效黏土密度和有效含水率的概念,描述石英砂颗粒之间的黏土基质的物理状态,阐释石英砂掺量对混合型缓冲回填材料抗剪强度的控制机制。     

改性材料对生土砌块湿热性能的影响

采用动态试验法和稳态平板法,研究了改性材料对生土砌块吸湿性能和导热系数的影响.结果表明:生土砌块的初始吸湿率、平衡含湿量和60 h吸湿率均随着相对湿度的增加而增加;当相对湿度为40％和60％时,复合改性生土砌块的平衡含湿量均大于石灰改性和水泥改性生土砌块;生土砌块的导热系数随着平衡含湿量的增加而增加;石灰改性和复合改性生土砌块的平衡含湿量、导热系数和干密度随着石灰掺量和纤维掺量的增加而降低;水泥改性生土砌块平衡含湿量随着水泥掺量的增加而降低,与导热系数和干密度的变化趋势相反.     

武汉地区饱和黏性土热物理性质试验研究

根据二相土的组成特点,研究饱和黏性土热物理性质与其含水量、密度及孔隙比等参数问的关系。在武汉地铁详勘阶段,采取一级阶地黏性土饱和原状土样,利用KD2 Pro Thermal Properties Analyzer热参数分析仪进行热物理性质试验,同时测试土样的含水茸及密度。对试验结果进行回归分析,分析时假设土中水及同体颗粒骨架的热物理性质为定值,且土中水分没有明显的迁移。结果表明：黏性土导热系数随原状土样密度的增加而增加,随孔隙比的增加而降低：比热容随原状土样含水量的增加而增加。结合试验结果及同外的经验公式．给出了便于工程使用的导热系数及比热容计算公式。     

两种高液限黏土的热导率

通过对膨胀土、红黏土两种高液限黏性土进行热导率试验,结合砂土、粉质黏土等普通土进行对比分析后,选择经验公式法、边界法及理论模型法模拟其体积含水率-热导率的变化规律。研究发现:高液限黏土同普通土有很大的差异,反应含水率-热导率关系的θ_w-k曲线增长速率比普通土慢,模型拟合表明高液限黏土实测的θ_w-k曲线位于Wiener边界以内,由于土水作用较强,Kersten公式和Johansen模型的预测效果均不理想;EMT模型在低于某个临界含水率时的预测值与试验值偏差小,但超过临界含水率时,预测值就偏高;DEM 模型的预测结果整体有较大的偏低。在此基础上,通过对Johansen模型中饱和度相关函数的分析,发现饱和度相关函数采用线性函数时比原模型的对数函数具有更高的精度。     

钙质砂热传导性能试验

基于热针法测得了不同条件下南海钙质砂的热传导性能,探讨了含水率、干密度、温度、颗粒粒径等因素对钙质砂热导率的影响。研究结果表明：钙质砂热导率随含水率、干密度的增大而增大,且含水率越大,干密度对热导率的影响越明显;相对于随干密度的变化,钙质砂热导率随含水率的变化尤为显著;钙质砂热导率随温度升高而增大,但是热导率在不同温度下随含水率的增长趋势不同;颗粒粒径对钙质砂热导率的影响甚微;在钙质砂中掺入一定量石英砂有助于改善其导热性能。