楚玛尔河黏性土与砂土导热系数试验研究
2021-06-18崔福庆刘志云
崔福庆,王 伟,刘志云,张 伟
(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 710075)
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全球气候变暖和人类活动的增加改变了青藏工程走廊带内地气热交换条件,导致路基下伏土体温度升高,加剧了冻土区普遍存在的冻胀、融沉病害(刘永智等,2002;喻文兵等,2002;温智等,2005)。青藏工程走廊带内土壤热物理性质的研究对走廊带内寒区工程的建设与养护意义重大。导热系数是土体热物理性质的重要参数之一,它不仅是下伏土体热量传递和存储的控制因子,而且是研究土壤水热盐耦合运动和水分蒸发模拟的基础(Wijk and Borghorst,1963;李毅和邵明安,2005)。
国内外众多学者在土体导热系数方面进行了广泛研究。试验测试方面,徐敩祖等(1981,2010)使用球形探针法、量热法、热流计法分别对冻土导热系数进行测定,并对亚黏土的导热系数加以修正,给出了目前国内冻土工程领域使用最为广泛的冻土热物性参数表。陶兆祥和张景森(1983)、肖忠华(2007)、王伟(2010)、吕超等(2017)和Pirkko et al.(2019)使用不同方法测试岩土体导热系数,并对其影响因素进行分析。经验模型方面,Kersten(1949)早在1949年就针对19种不同类型土壤进行了大量的导热系数试验,在Kersten试验研究基础上Johansen(1975)结合土壤矿物质对导热系数的影响提出了基于土壤水分饱和度和颗粒组成的经验模型;Cté and Konrad(2005)、Zhang(2018)对Johansen模型进行优化,建立了测试范围更广精度更高的计算模型。Alrtimi et al.(2014)、Alrtimi and Rouainia(2016)使用稳态实验测试研究了孔隙度和饱和度对未经热测试的砂土热导率的影响,开发了以含水率和孔隙率为自变量的导热系数经验方程,并研发了高精度新型导热系数测试设备。……
