一种基于水热耦合的岩土热导率与地下水流速预测方法技术

一种基于水热耦合的岩土热导率与地下水流速预测方法，涉及岩土热导率与地下水流速预测方法。根据热响应测试结果随时间变化值，通过采用瞬态计算方法对以下一维移动瞬态无限线源方程求解：可以获得随时间变化的岩土热导率与地下水渗流速度，预测结果更加真实精准。预测结果更加真实精准。预测结果更加真实精准。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水热耦合的岩土热导率与地下水流速预测方法


[0001]本专利技术涉及岩土热导率与地下水流速预测方法，尤其是一种基于水热耦合的岩土热导率与地下水流速预测方法，属于浅层地热资源开发利用
，可应用于其余水文地质及工程地质领域。

技术介绍

[0002]岩土热导率是岩土内部热传导关键参数，受颗粒性质、含水率、密度等因素共同影响。钻芯取样与热响应测试方法是常见的热导率测试途径，目前也有较多针对岩土热导率的研究。
[0003]最早且最为常用的岩土热响应测试方法由Mogensen在1983年提出，其采用一维无限线源模型，通过恒定热交换功率方法采集地埋管进口与出口温度，并根据进出口温度平均值与时间的对数关系获得岩土热导率；山占鹏与杨昌智于2021年采用改进后的一维无限线源模型，对地埋管入口温度进行恒温控制，并根据出口温度变化获得土壤热物性参数；Luo等在2014年通过现场试验发现通过传统热响应测试获得的岩土等效热导率与通过钻芯取样获得的等效热导率差距在2％以内；Signorelli等在2007年通过数值模拟方法发现通过传统热响应方法获得的等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水热耦合的岩土热导率与地下水流速预测方法，其特征在于：包括以下步骤：根据Carslaw与Jaeger方法对含渗流作用的岩土内水热耦合方程进行求解，结果为：式中，ΔT为温度差值，r为目标位置与线源之间的距离，为线源与目标温度测定点在平行于水流方向的距离，q为热交换率，k
s
为岩土热导率，U
eff
为等效渗流速度，α为热扩散率；其中：式中，I0为修正后的第一类零阶贝塞尔函数；因此，根据公式(4)与公式(5)，考虑地下水流影响的距线源r的平均温度差值表示为：进而得到地埋管进出口温度平均值：式中，R
b
为钻孔热阻，T0为岩土初始温度；采用下式求解Γ函数：通过F函数与Γ函数关系能够得出ρ与τ；对于τ>0,其中，K0为修正后的第二类零阶贝塞尔函数，E1为指数积分函数；对于τ≤0,由公式(8)
‑
公式(10)求解公式(7)，获得岩土热导率k
s
和等效渗流速度U
eff
。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤伏蛟，谭忆秋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：