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。     

地层热物性原位测试方法及仪器

地层热物性参数是影响地源热泵地下热交换管长度的主要因素。对于大型的垂直埋管热泵系统。需进行现场地层热物性原位测试。可以得到较准的钻孔的地层平均导热系数和钻孔的热阻。BTR-4000型地层热物性原位测试仪为准确设计地源热泵地下埋管长度提供了一种手段。经测试应用,对于垂直埋管地下换热器而言。圆柱源模型比线热源模型的分析解更具有清晰的物理意义和更高的模拟精度。     

不同因素对浅表土导热系数影响的试验研究

土体导热系数是预测人工冻结温度场发展、冻结壁厚度的重要参数,主要取决于固体颗粒成分、含水率和土体密实程度。本文以南京地区浅表土为研究对象,开展了常温与-10 ℃冻结时含水率、干密度对淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土、粉砂导热系数的影响规律研究。研究结果表明:土质、含水率、干密度对导热系数影响显著,在试验含水率与干密度范围内,导热系数随含水率、干密度增加呈近似线性规律升高;冻土导热系数大于常温土导热系数,随含水率增加冻土导热系数的增加幅度与干密度相关。     

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。     

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。     

徐州地区U型地埋管换热器热响应测试

利用热响应测试原理,对徐州市某地源热泵工程的两个实验井进行了测试,获得了该区域土壤热物性及其取放热特性参数,并采用线热源理论对测试数据进行分析和计算,确认该区域土壤的导热系数较高,地层热传导条件优,保证了地下埋管的换热能力,适宜采用地源热泵,为类似工程提供应用借鉴。     

砂土导热性能测试与预测研究

地层内砂土的导热性能是地下空间开发建设中暖通空调设计的重要参考指标。采用Hot Disk TPS2500s热常数分析仪测试,探讨了干密度和含水率对砂土导热性能的影响,分析了砂土的导热系数理论预测问题。结果表明:干密度相同时,重塑砂土的导热系数和体积比热随含水率的增大而增大;含水率低时重塑砂土的热扩散系数随含水率的增大而增大,达到一定含水率后重塑砂土的热扩散系数随含水率的增大趋于稳定或减小;含水率相同时,重塑砂土的导热系数、体积比热和热扩散系数随干密度的增大而增大;重塑砂土与原状砂土的热物理参数随含水率变化的趋势大致相同,后者偏大。讨论了土体导热系数预测理论的适用性,Cote and Konrad模型可以准确得到预测重塑砂土的导热系数。     

土壤源热泵地下岩土热物性测试研究

采用自行设计开发的地源热泵地下岩土热物性测试平台,试验模拟了地源热泵地埋管换热器冬夏季取放热实际运行工况,以某具体地源热泵工程项目为例,推算出该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,分析了地埋管换热器与周围土壤之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量,为该地区地源热泵系统的设计施工提供了依据。     

《地源热泵系统工程技术规范》修订

岩土热物性参数作为指导地埋管地源热泵系统设计和应用的关键性参数,一直以来都未能引起人们的重视。然而,随着我国地埋管地源热泵系统研究的不断深入,应用规模的不断扩大,岩土热物性参数的重要性日益凸显出来。如何正确获得岩土热物性参数,并以此指导地埋管地源热泵系统的设计,原《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)中并没有系统的规范和约束。2009年,在原有《规范》的基础上,增加补充了岩土热响应试验方法和相关内容,明确指出应采用动态耦合计算的方法指导系统设计,并在此基础上,对相关条文进行了修订。此次修订对正确指导地埋管地源热泵系统的设计和应用具有重要意义。     

合肥地区U型地埋管换热器热响应测试

对合肥市某地源热泵工程进行热响应测试,通过试验井获取该地区岩土层地质成分、岩土的导热系数以及其它物性参数,进而测定岩土夏季工况排热能力和冬季工况取热能力,为类似工程提供应用借鉴。     

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.     

土体热传导性能及其热导率模型研究

为研究不同土体的热传导特性变化规律,利用热探针测试了南京地区典型土体在不同含水量和干密度状态下的热阻系数,分析了含水量、干密度、饱和度以及矿物成分等因素对土体热阻系数的影响,研究了不同状态下土体热导率的预测模型,提出了适用于不同地区土体热阻系数估算的修正系数.结果表明:南京地区典型土体的热阻系数随含水量和干密度增加而减小,当含水量超过一定范围后,热阻系数趋于稳定;热阻系数与饱和度之间的关系表现出与其含水量之间相似的变化规律;土颗粒的热传导特性由其矿物成分决定,石英含量对土颗粒热传导特性有着显著影响;提出了可用于非饱和土热导率估算的修正归一化模型,该模型对于粗粒土具有较高的预测精度,细粒土则需考虑区域差别进行修正.     

人工冻融黏土导热系数试验研究

基于TC3000型热线法导热系数测试原理,研制了人工冻土导热系数测试系统,该系统具有温度精度高、测试速度快、测试灵活等优点。对冻结地下工程岩土进行了导热系数试验研究,获得人工冻结黏土随干密度、含水率、外界环境温度变化对冻土导热系数的影响规律。试验结果表明:冻融土导热系数随干密度呈线性增加,平均增长速率为0.20~0.25 W/m·K之间;冻融土导热系数随含水率变化平均增长速率相差不超过0.03 W/m·K;温度每降低1℃,冻融土导热系数增加0.01~0.014 W/m·K。研究成果可为类似冻结工程中测试土体导热系数提出一种新的有效方法,对人工冻结温度场计算具有重要指导意义。     

Thermophysical characterisation of tropical wood used as building materials: With respect to the basal density

An experimental study has been carried out to determine thermophysical properties of tropical wood. Five species, covering a wide range of densities of most of the wood used in Central Africa, has been chosen. These properties which characterise the thermally insulating materials, are related to basal density in order to help predict the thermophysical properties of any tropical wood as soon as its basal density is known. Steady-state and unsteady state methods were used to measure thermal conductivity and thermal diffusivity, respectively. Specific heat and thermal effusivity were then calculated. The influences of moisture content and the principal cutting plan on the thermophysical properties of tropical wood were examined. Higher conductivity, diffusivity and effusivity in the axial direction were observed, as well as the non-directional dependence character of the specific heat. It was also observed that thermal conductivity of tropical wood increases with infradensity both in the axial and the transverse directions. Finally, it was shown that conductivity and effusivity increase and thermal diffusivity decreases with the increase of moisture content.     

土壤源热泵岩土热物性测试的参数分析

钻孔周围岩土热导率、单位体积定压热容与钻孔内热阻是土壤源热泵地埋管换热器设计的主要参数。采用基于线热源理论的参数估计法计算岩土热物性参数,对理论值施加高斯噪声扰动得到不确定因素影响的模拟值。通过数量级比较和参数估计法处理理论值和模拟值,分析各参数间的相互影响。岩土的单位体积定压热容对钻孔周围岩土热导率的影响较小,钻孔周围岩土热导率对其他两个参数的影响较大。     

堆山工程填土力学性质试验研究

以镇江市蛋山堆山工程为背景,对填土进行击实试验,得到该土体的最大干密度和最优含水量分别为1.68 g/cm3、18.2%。当填土含水量接近最优含水量时,击实后孔隙比最小,压缩模量最大,填土强度参数随含水量增大而降低。三轴试验结果表明填土压实后摩擦角比原状土要大,内聚力与原状土接近。分析表明,堆山工程竣工后填土内含水量大小应介于最优含水量和天然含水量之间,其永久强度也应介于2种含水量对应的强度之间。     

初始干密度及掺砂比对膨胀土抗剪强度指标影响

研究了风化砂改良膨胀土对抗剪强度及其指标的影响。通过改变风化砂的掺量,研究了风化砂对膨胀土物理性质的影响。试验表明,随着掺砂比例的增加,最佳含水率逐渐下降,渗透系数逐渐增大,说明风化砂能有效降低膨胀土的塑性指数,增大膨胀土的透水性能,使之更适合用作公路路基填料。通过研究风化砂掺入比例及初始干密度对膨胀土抗剪强度指标c、φ值及抗剪强度的影响,可以得出:在掺砂比例一定时,改良膨胀土的粘聚力随着初始干密度的增大而增大,内摩擦角随着初始干密度的增大先增大后减小再增大,抗剪强度值总体逐渐增大;在初始干密度一定时,改良膨胀土的粘聚力随着掺砂比例的增大而减小,内摩擦角随着掺砂比例的增大先增大后减小,抗剪强度总体变化趋势减小。当初始干密度为2.0 g/cm³,掺砂比例为30%时,抗剪强度达到最大值。