赵秀峰，曹景洋，罗惠芬

（江苏省地质调查研究院，江苏 南京 210018）

0 引 言

岩土的热物性参数包括导热系数、热扩散系数和比热容等，是热工计算的重要参数，在诸如浅层低温能开发、地铁高铁轨道交通建设、地下油气管道、核废料填埋等领域中都具有重要的科学意义和工程应用价值[1-4]。准确测量岩土热物性参数不仅可以大大降低投资成本，也可以最大限度地节约能源。

材料热物性的测量一般分为稳态和瞬态两种方法[5-7]。稳态法对样品尺寸要求较高，且测试时间长，难免造成样品本身结构及含水率的变化。天然岩土属于多孔介质，其热物性参数与材料颗粒组成、孔隙率和含水率等因素密切相关，所以稳态法明显不适用于天然岩土的热物性测试。目前大多岩土实验室所采用的测量法为热线法或热带法，这两种方法均属瞬态法，它们为快速测量岩土体的导热系数提供了有效的途径，但也存在诸如探头金属条带易发生机械损坏、样品尺寸较长等缺陷，因最终响应只有一半来自样品，另一半来自已知热导率的基体，从而降低了测量的灵敏度。

本文研究的是由瑞典Hot Disk有限公司基于瞬态平面热源法（transient plane source method，TPS）设计生产的Hot Disk热常数分析仪（TPS 2500S）在岩土热物性测试中的应用。

1 Hot Disk热常数分析仪原理

瞬态平面热源法测定材料热物性的原理是假定探头被置于无限大介质中形成热源产生的瞬态温度响应。Hot Disk探头采用导电金属镍经刻蚀处理后形成的连续双螺旋结构的薄片，外层为双层的聚酰亚胺（kapton）保护层，厚度只有0.025mm，它令探头具有一定的机械强度，同时保持与样品之间的电绝缘性。……