热传导CPT探头的研发与应用

摘要：

土体热导率是能源地下工程、高压电线埋设、冻土路基等工程设计中的重要参数,是评估土体换热性能及地下温度场计算的关键,但目前缺乏有效的原位测试手段.基于瞬时线热源温度消散理论,研发了可测试原位土体热导率的静力触探(CPT)探头.根据理论假设与现有CPT系统尺寸,确定了探头具体长度、直径、内部构造、温度采集点位,并提出相应测试步骤与热导率计算方法.利用COMSOL有限元分析软件对测试过程进行模拟验证,结果表明探头实际传热符合线热源假定,且计算方法适用于一般热导率土体.对于热导率较小(小于0.6 W/(m?K))土体,需适当延长测试时间.现场应用表明,土体原位热导率略高于取样土室内测试结果,表明取样扰动可能降低土体导热性能,最后对取样测试及工程设计提出改进建议.

关键词：热传导探头、土体、热导率、计算、原位测试方法、现场测试

所属期刊栏目：42

分类号：TU473.1(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51578146,51778138;江苏省研究生科研与实践创新计划项目KYCX18_0106

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：354-361