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原文传递一种适用于饱和冻土的导热系数计算方法

专利名称：	一种适用于饱和冻土的导热系数计算方法
摘要：	本发明提供一种适用于饱和冻土的导热系数计算方法，该方法包括步骤有计算所求干密度ρd的饱和冻土的土颗粒的体积含量；依据未冻水测试试验确定所求干密度ρd的饱和冻土的未冻水含量；确定饱和砂质冻土中的孔隙冰体积含量；分别计算饱和砂质冻土中土骨架、未冻水、孔隙冰所占饱和砂质冻土的体积比；计算饱和冻土的导热系数λ。本发明的有益效果是：为冻土导热系数研究及土工热计算提供了新的计算方法；本计算方法综合考虑多种影响因素的影响，涉及未知参数少，计算结果与实测结果平均误差低于5％。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津城建大学
发明人：	张翻;李顺群;陈之祥;杨文喜;柴寿喜;周亚东;夏锦红;王英红
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910236456.0
公开号：	CN109916949A
代理机构：	天津才智专利商标代理有限公司
代理人：	吕志英
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	300384 天津市西青区津静公路26号
主权项：	1.一种适用于饱和冻土的导热系数计算方法，该方法包括以下步骤： 1)依据下式(1)计算饱和冻土土骨架的体积含量Vs，式中，Vs为饱和冻土土骨架的体积含量；ρd为饱和冻土的干密度；ds为饱和冻土对应干土的相对密度；ρd为饱和冻土中孔隙水的密度；V为饱和冻土的总体积； 2根据冻土未冻水含量的测试试验确定对应干密度为ρd时的饱和冻土的未冻水含量Wu，并依据式(2)计算出饱和冻土中未冻水的体积含量Vu：式中，Vu为饱和冻土的未冻水体积含量；ρd为饱和冻土干密度；ρw为水的密度；Wu为饱和冻土的未冻水含量； 3)依据下式(3)确定饱和冻土中的孔隙冰体积含量Vi： Vi＝1.1(V-Vs-Vu) (3) 饱和冻土中土骨架、未冻水、孔隙冰的体积含量存在式(4)关系 V＝Vs+Vu+Vi (4) 式中，Vi为饱和冻土的孔隙冰体积含量；V为饱和冻土总体积；Vs为饱和冻土中土骨架的体积含量；Vu为饱和冻土中未冻水的体积含量； 4)分别依据下式(5)、式(6)和式(7)计算饱和冻土中土骨架、未冻水、孔隙冰所占饱和冻土的体积分数：式中，Ps、Pu、Pi分别为饱和冻土中土骨架、未冻水、孔隙冰所占饱和冻土的体积分数；Vs为饱和冻土中土骨架的体积含量；Vu饱和冻土中未冻水的体积含量；Vi为饱和冻土中的孔隙冰体积含量； 5)根据式(1-7)推导出计算饱和冻土的导热系数λ为下式(8)：式中，Ps、Pu、Pi分别为饱和冻土中土骨架、未冻水、冰体所占饱和冻土的体积分数，依据式(5-7)计算获取；λs、λw、λi分别表示饱和冻土中土骨架、未冻水、孔隙冰的导热系数，λw、λi取经验值即λw＝0.55W/(m·℃)、λi＝2.22W/(m·℃)，λs由下式(9)计算得到式中，λdry为干土导热系数，通过瞬态热源法测得，n为冻土孔隙率，按式(10)计算 6)根据下式(11)计算所得导热系数值与实测值的误差：式中，λ1、λ2分别为该发明计算方法及实测方法所得饱和冻土导热系数值。
所属类别：	发明专利