[發明專利]一種實時測量土體熱參數的試驗方法

有效

• 申請號: 201711336597.7
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108287175B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 王學超;曹陽;趙德輝;張才明;陳誠;徐湘田;白瑞強;楊宗維;劉慶賀
• 申請（專利權）人: 國網內蒙古東部電力有限公司經濟技術研究院;國網內蒙古東部電力設計有限公司;內蒙古大學;國家電網公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/18
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

1.一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：包括：

步驟一、提供熱參數試驗設備，包括：

將高低溫控制恒溫箱側面開一圓形孔，導線穿過該圓形孔，一端與高低溫控制恒溫箱內熱探針連接、另一端與高低溫控制恒溫箱外熱參數分析儀相連，組成測量土體熱參數的熱參數試驗設備，所述圓形孔處使用與之配套的保溫材料填充，使其不影響高低溫控制恒溫箱精度；

步驟二、制備試樣，將在通遼采集的粉質砂土在110℃的環境下烘烤12h，研磨后，配制成含水率分別為4％、6％、10％、14％的散土體，并在限制蒸發的條件下保持12h，使土體中水分充分均勻，然后按照最大干密度分5層裝模，模具為內高120mm，直徑47mm的圓柱體；

步驟三、將熱探針表面涂抹適量傳熱硅脂；

步驟四、將所述熱探針插入所述試樣內，并置于高低溫控制高低溫控制恒溫箱中，熱探針另一端經由所述導線與熱參數分析儀相連，并設置熱參數分析儀讀取數據時間間隔，選擇測量模式；

步驟五、關閉高低溫控制恒溫箱箱門，開啟熱參數分析儀，開啟高低溫控制恒溫箱，設定高低溫控制恒溫箱溫度至試驗最低溫度，模擬土體自然降溫過程，由熱參數分析儀實時測量試樣土體熱參數與溫度；進行測量時，降溫過程由高低溫控制恒溫箱控制,升溫過程為試樣土體在高低溫控制恒溫箱內自然升溫，能夠模擬土體的自然升降溫過程，即可實時監測凍融循環過程中土體熱參數的變化；所述試驗最低溫度為-25～15℃，最高溫度為18～35℃；

步驟六、待試樣內溫度達到高低溫控制恒溫箱設置溫度且穩定后，關閉高低溫控制恒溫箱，使試樣土體在高低溫控制恒溫箱內自然升溫，模擬土體自然升溫過程，由熱參數分析儀實時測量試樣土體熱參數與溫度。

2.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：試樣的制備采用了土力學試驗中的制樣方法。

3.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：所采用熱探針與熱參數分析儀只需滿足精度與測量要求即可。

4.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：進行測量土體熱參數時，考慮了探針與試樣土體間的接觸不良問題，并于探針上涂抹了適量傳熱硅脂。

5.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：進行測量時，溫度與熱參數由熱探針同時測得，使溫度與熱參數相對應。

6.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：數據讀取按照熱參數分析儀根據預先設置好的時間間隔進行連續讀取，實現了土體熱參數的實時測量。

7.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：在進行測量時，采取實時測量，相鄰兩次數據讀取結果可對比，無需平行試驗，消除了平行試驗試樣不同所造成的誤差與數據不穩定問題。

8.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：測量結果中，熱參數與溫度隨時間的變化曲線上均出現了明顯的相變點，且二者位置相對應。

9.根據權利要求1所述的一種實時測量土體熱參數的試驗方法，其特征在于：該測量方法不僅可實時測量土體熱參數，且可用于實時測量土體未凍水含量，只需將其測量探頭更換即可。