砂石混合体的导热性能影响因素分析

摘要

为了分析地应力等因素对岩土体热力学性质的影响机理,课题组对大型直剪仪进行了改装,并在试样室内安装了加热系统、热流密度传感器、测温系统,组建了能对大颗粒砂石混合体导热系数进行测定的试验装置.基于稳态热平板法原理,利用该试验装置进行了干燥砂土导热系数的测定,并与基于瞬态法原理的DRE-Ⅲ多功能快速导热测试仪的测定结果进行对比,验证了该试验装置的可靠性.在此基础上,利用改装的试验装置对不同固结压力、不同含石率条件下含有大颗粒粒径的砂石混合体进行了导热系数的测量试验.分析结果表明,增加含石率可以改善砂石混合体颗粒间的接触情况,施加固结压力后砂石混合体的干密度得到了提升,砂石混合体的导热系数随着含石率和固结压力的增大而增大.文章还利用DRE-Ⅲ多功能快速导热测试仪对不同含水率情况下砂石混合体的导热系数进行测定,得出低含水率时随着含水率的增大砂石混合体的导热系数增幅明显.文章的研究结果为浅层地热开发中地埋管的设计与施工提供了重要的参考.