南京地区土体热物理性质测试与分析

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1、第25卷第6期岩石力学与工程学报Vol.25No.62006年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune，2006南京地区土体热物理性质测试与分析11232苏天明，刘彤，李晓昭，俞缙，肖琳(1.中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029；2.南京大学地球科学系，江苏南京210093；3.南京水利科学研究院，江苏南京210024)摘要：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

2、、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。关键词：土力学；含水量；孔隙比；热物理性质；经验公式；南京地区土体中图分类号：TU43文献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)06–1278–06TESTANDANALYSISOFTHERMALPROPERTIESOFSOILINNANJINGDISTRICT11232SUTianming，LIUTong，LIXiaozhao，YUJin，XIAOLin(1.InstituteofGeologya

3、ndGeophysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China；2.DepartmentofEarthSciences，NanjingUniversity，Nanjing，Jiangsu210093，China；3.NanjingHydraulicResearchInstitute，Nanjing，Jiangsu210024，China)Abstract：Accordingtothetestdataofthethermalcapacityandthermalconduc

4、tivityoflargeamountsofsoilsamplesinNanjingdistrict，therelationshipbetweensoilthermalpropertiesandmoisturecontentandpore-solidratioareanalyzed.Thesoilsusedareclassifiedasclayloamandsandyloam.Atthesametime，elementswhichhaveeffectsonthethermalcapacityandthermalcondu

5、ctivityareanalyzed.Finally，empiricalformulasofthermalcapacityandthermalconductivityareproposedonthebasisofmoisturecontentandpore-solidratio.Keywords：soilmechanics；moisturecontent；pore-solidratio；thermalproperties；empiricalformulas；soilsamplesinNanjingdistrict规律以及

6、具体运用，计算给定条件下的传热传质的[4]1引言速率及其控制，寻求传热强化和削弱的技术途径。随着地球表面土地资源的逐渐匮乏，能源短缺情况岩土体的热学性质是岩土体的一个基本性质，的不断加剧和人类工程活动的发展，对地下空间的[1][2]在诸如深埋高压电缆、地下油气管道、核废料填有限热能资源利用、环境的热调控能力设计以及采[3]埋、浅层地下空间、地热开发中都具有重要的意用适当的参数计算以最大限度的节能和节约投资等义。传热研究的主要任务就是研究传热传质的基本问题将日益成为人们关注的热点问题。因此，有必收稿日期：2004–12–2

7、2；修回日期：2005–02–25基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412701)；国家自然科学基金资助项目(90302011)；中国青年科学基金资助项目(20494650)作者简介：苏天明(1970–)，男，2003年于南京大学地质工程专业获硕士学位，现为博士研究生，主要从事地质工程方面的研究工作。E-mail：sutianming@mail.iggcas.ac.cn第25卷第6期苏天明等.南京地区土体热物理性质测试与分析•1279•要研究岩土体传热过程、规律以及热环境变化的规[5]3土体的

8、比热容和导热律，以达到节能、高效、安全的目的。很多学者对岩土体热学性质作了研究，例如用“瞬态测试法”[6]对影响土体热阻(1/K)的因素进行了研究；通过试为了研究饱和土体的含水量、孔隙比和比热容、验定性得到壤土热导率随着密度和含水量增加而增热导率的相互关系，本文对南京地区部分黏性土样[7]加的结论，并对砂土和黏土比热