[發(fā)明專利]一種土體導(dǎo)熱系數(shù)測試方法及試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711272963.7
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108107072A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李彪;徐衛(wèi)亞;李躍;蔡征龍;孟慶祥
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

1.一種土體導(dǎo)熱系數(shù)測試的試驗裝置，其特征在于，包括電腦(1)、裝樣裝置、導(dǎo)熱系數(shù)測試裝置和電阻率測試裝置；

所述裝樣裝置包括試模(6)，所述試模(6)的一端布置土體試樣(12)，另一端布置細砂(8)，其中，所述土體試樣(12)的兩端分別布置第一鋁板(10)和第二鋁板(11)，用于測試土體試樣(12)的電阻，且所述第一鋁板(10)位于所述土體試樣(12)和所述細砂(8)之間；所述試模(6)的底部和頂部還分別布置有保溫泡沫板(7)，且所述土體試樣(12)和所述細砂(8)置于保溫泡沫板(7)之間；

所述導(dǎo)熱系數(shù)測試裝置包括用于供電的直流電源(2)、溫度控制裝置和溫度采集裝置，其中，所述溫度控制裝置包括布置在細砂(8)中的加熱棒(9)；所述溫度采集裝置包括數(shù)據(jù)采集卡(3)以及分別與其連接的布置在所述第一鋁板(10)兩端的第一溫度傳感器(13)和第二溫度傳感器(14)、布置在所述第二鋁板(11)內(nèi)側(cè)的第三溫度傳感器(15)、布置在所述土體試樣(12)中部的濕度傳感器(16)，所述數(shù)據(jù)采集卡(3)與所述電腦(1)連接；

所述電阻率測試裝置包括電阻測試儀(5)、繼電器模塊(4)，其中，所述電阻測試儀(5)通過所述繼電器模塊(4)與第一鋁板(10)和第二鋁板(11)連接，所述電阻測試儀(5)與所述電腦(1)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土體導(dǎo)熱系數(shù)測試的試驗裝置，其特征在于，所述電阻測試儀(5)的正電極通過繼電器模塊(4)的接口OUT1和OUT2分別與第一鋁板(10)和第二鋁板(11)連接，負電極通過接口OUT3和OUT4分別與第二鋁板(11)和第一鋁板(10)連接，第一鋁板(10)和第二鋁板(11)通過繼電器模塊(4)的接口OUT8短接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于，采用二相電極法測試土體試樣(12)的電阻，第一鋁板(10)和第二鋁板(11)分別作為兩個電極測點。

4.一種基于如權(quán)利要求1至3中任一所述的土體導(dǎo)熱系數(shù)測試的實驗裝置的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對土體試樣(12)進行電阻率和導(dǎo)熱系數(shù)測試試驗，同時獲得土體試樣(12)的電阻率和導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)據(jù)；

2)建立土體試樣(12)的電阻率與導(dǎo)熱系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系；

3)根據(jù)電阻率測試數(shù)據(jù)，預(yù)測土體試樣(12)的導(dǎo)熱系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的，其特征在于，土體試樣(12)的電阻率R為土體試樣(12)的電阻，A為土體試樣(12)的斷面面積，L為土體試樣(12)的長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的，其特征在于，土體試樣(12)的導(dǎo)熱系數(shù)λal為第一鋁板(10)的導(dǎo)熱系數(shù)，T1、T2、T3分別為溫度穩(wěn)定后的第一溫度傳感器(13)、第二溫度傳感器(14)和第三溫度傳感器(15)采集的溫度，Δ為鋁板(10，11)的厚度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于，步驟2中采用線性系數(shù)擬合，建立土體試樣(12)的電阻率與導(dǎo)熱系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系λsoil＝0.006ρ-0.0019。