The present invention provides a method for calculating the thermal conductivity of soil minerals, this method includes the determination of the relative density of soil and soil to calculate the maximum dry density of P D Max respectively; the dry density of saturated soil sample, P P D1 D2 and determination of the thermal conductivity of Vw production; volume calculation of saturated soil sample in mineral soil volume Vs water and dry density were calculated; the thermal conductivity of soil mineral saturated soil sample P D1, P D2 in KS; thermal conductivity calculation of soil minerals. The effect of the invention is that the method has the characteristics of intuitionistic, convenient calculation and so on, and provides a means for calculating the thermal conductivity of soil mineral. Through comparison and analysis of relative error, the prediction error of the method is less than 4.46%. The improvement of the precision can improve the calculation precision of the thermal conductivity of the soil to the maximum extent, and provide the convenience for the establishment of the method of predicting the thermal conductivity of the soil.
【技术实现步骤摘要】
土体矿物导热系数的计算方法
本专利技术属于岩土工程领域的热参数计算领域,特别是一种土体矿物导热系数的计算方法,可用于土体温度场计算参数的确定。
技术介绍
土是由土体矿物、水和气组成的多相体,土体的导热系数常依据土中各相体积组成及其各相的导热系数进行计算。水和气体是连续性介质,其导热系数值可依据物理化学方法测试获取。土体矿物是以骨架形式组成的带有一定结构的固体,碎散特性和孔隙特性导致其不能形成连续体。因此,依据常规方法测定的土体矿物的导热系数实际上为土体骨架的导热系数,即含有结构性和杂质填充的混合物导热系数。土体矿物的导热系数测定对于指导土体导热系数计算方法的建立,具有重要的理论意义和工程价值。土体相对密度是指土体矿物密度与4℃的液态水密度之比,即为ρs/ρw。土体相对密度是通过将土体烘干碾碎后,称一定质量土体并将其置于液态水中。通过土体沉入水中排开水的体积和已知的土体质量计算土体矿物密度,由于4℃的液态水密度为1.0,因此,土体矿物密度在数值上等于其相对密度。该类方法借助一定条件,揭示了土体矿物密度。基于同样原理,提出通过间接方法计算土体矿物导热系数的计算方法。专利号201010300973.9等均给出了测定土体导热系数的方法,该类方法实际测定的为包含水、气的土体混合物的导热系数。文献[谈云志,喻波,胡新江,等.非饱和土热导率预估模型研究[J].岩土工程学报,2013,35(s1):129-133.]和专利号201710223928.X均指出了存在土体矿物导热系数(冻土骨架导热系数)的事实,但并未给出土体矿物导热系数的计算或者测试方法。既有的文献仅能采用矿 ...
【技术保护点】
一种土体矿物导热系数的计算方法,该方法包括以下步骤:1)测定土体的相对密度ds,利用式(1)计算土体的最大干密度ρd‑max,式(1)为:ρd‑max=ds (1)式中,ρd‑max为土体的最大干密度;ds为土体的相对密度;2)选取步骤1)所述相对密度为ds的土体,分别制作干密度分别为ρd1、ρd2的饱和土试样,其中0<ρd1<ρd2<ρd‑max;3)分别测定步骤2)所述的干密度分别为ρd1、ρd2的饱和土试样的导热系数,并记为λ1、λ2;4)利用式(2)和式(3)分别计算单位体积的干密度分别为ρd1、ρd2的饱和土试样中土体矿物体积Vs及饱和土试样中水的体积Vw,具体公式为:
【技术特征摘要】
1.一种土体矿物导热系数的计算方法,该方法包括以下步骤:1)测定土体的相对密度ds,利用式(1)计算土体的最大干密度ρd-max,式(1)为:ρd-max=ds(1)式中,ρd-max为土体的最大干密度;ds为土体的相对密度;2)选取步骤1)所述相对密度为ds的土体,分别制作干密度分别为ρd1、ρd2的饱和土试样,其中0<ρd1<ρd2<ρd-max;3)分别测定步骤2)所述的干密度分别为ρd1、ρd2的饱和土试样的导热系数,并记为λ1、λ2;4)利用式(2)和式(3)分别计算单位体积的干密度分别为ρd1、ρd2的饱和土试样中土体矿物体积Vs及饱和土试样中水的体积Vw,具体公式为:式中,Vs为饱和土试样中土体矿物体积;Vw为饱和土试样中水的体积;ρd为土体的干密度;ds为土体的相对密度;5)利用式(4)计算干密度分别为ρd1、ρd2的...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈之祥,李顺群,张勋程,冯彦芳,潘林娜,穆坤,郭林坪,张彦,
申请(专利权)人:天津城建大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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