土壤的導(dǎo)熱系數(shù)研究,對(duì)于地源熱泵、土木工程熱工計(jì)算、軌道交通設(shè)計(jì)、野外地質(zhì)勘探、地震預(yù)測(cè)、水土資源保護(hù)等都具有重要的意義。土壤屬于多孔吸濕介質(zhì),因此對(duì)于土壤的物性研究中zui重要的因素之一,是需要保證其成分在研發(fā)過程中不會(huì)改變。土壤的含水量對(duì)于其導(dǎo)熱系數(shù)具有重要的影響。如下圖*示:
*:bristow, k.l., 1998. measurement of thermal properties and water content of unsaturated sandy soil using dual-probe heat-pulse probes. agric. forest. meteorol. 89, 75–84
因此,對(duì)于土壤導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,無(wú)論是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量還是取樣到實(shí)驗(yàn)室測(cè)量或在實(shí)驗(yàn)室制備目標(biāo)樣品,必須首先保證不能破壞其含水量,才能盡可能的獲得接近與真實(shí)使用環(huán)境下的土壤的導(dǎo)熱性能。
利用tc3000法導(dǎo)熱系數(shù)儀,測(cè)量了不同組分的土壤的導(dǎo)熱系數(shù),基于瞬態(tài)法的tc3000在測(cè)量土壤中具有明顯的優(yōu)勢(shì),其幾秒鐘內(nèi)獲得數(shù)據(jù),不會(huì)破壞試驗(yàn)樣品的含水量。從測(cè)試結(jié)果可以看到,純土的導(dǎo)熱系數(shù)zui大,添加了淀粉的土塊,其導(dǎo)熱系數(shù)會(huì)降低,且隨著添加量的增加,降幅增大。分析認(rèn)為,淀粉更干燥,含水率降低,所以相比于純土其導(dǎo)熱系數(shù)變小。
表1. 土壤的導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)