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昆仑山地区冻融土导热系数试验测试与预测模型研究

2021-01-21刘志云崔福庆

水文地质工程地质 2021年1期
关键词:模型

刘志云,张 伟,王 伟,崔福庆,2

(1.长安大学地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054;2.中交第一公路勘察设计研究院有限公司高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室,陕西 西安 710065)

青藏高原作为特殊的构造集合体,发育了极其复杂、恶劣的冻土工程地质环境。多条线性工程贯穿于其中,构筑物的修建改变了冻土温度场及地气间的热交换条件,在全球变暖趋势的影响下,多年冻土处于劣性动态平衡甚至退化过程[1-3]。导热系数作为重要的热物性参数,反映土壤能量状态及传递、储存热量的能力,是评估外界热扰动影响冻土热状况及所处状态的一个重要因素。

土体导热系数研究工作发展多年,取得了不少成果。在测试方法上,依据测试原理和应用范围主要有稳态法和瞬态法,徐敩祖等[4]采用稳态法和瞬态法测定了多种冻融土导热系数及比热容,并提供了较为完整的用于工程稳定性评价及热工计算的冻土热参数表。随着理论及技术的发展,许多学者[5-9]侧重对导热系数测试方法进行改进及测试系统的研发,应用于不同的试验以增强测试过程的匹配性和适应性。在导热系数影响因素上,研究者主要集中于含水率、干密度、温度、孔隙率等对导热系数的影响,如文献[10-12]指出导热系数与含水率、干密度呈正相关性,但增长过程随两者的变化而不同;温智等[13]通过试验发现原状冻土导热系数随含冰量增加呈线性关系增加。在计算模型方面,不少学者根据导热系数实测数据建立了参考模型,Johansen[14]依据前人大量试验数据提出了以饱和与干土状态导热系数为基础的基于饱和度的计算模型;……

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