基于電阻率法的土體導熱性測試研究.pdf

1、土、砂石、混凝土等孔隙介質材料廣泛應用于工程中，快速測定孔隙介質的導熱系數(shù)是解決工程中熱傳導問題的關鍵。因此，大面積、快速、無損測試孔隙介質的導熱系數(shù)是工程需要，具有現(xiàn)實和科學意義。目前通過試驗確定孔隙介質導熱系數(shù)的方法主要為直接法，即直接通過試驗測試樣本溫度變化反算導熱系數(shù)。由于孔隙介質傳熱過程緩慢，直接法具有測試時間長、操作復雜、價格昂貴、測定環(huán)境要求苛刻、對測試材料的種類和溫度范圍等均有較大局限等不足，因此常用于室內實驗室小樣本測

2、試，不適合大面積測試。電阻率法作為一種方便、無損、快速、低廉的方法，應用廣泛且樣本電導性參數(shù)與孔隙介質的組成成分和結構密切相關。鑒此，本研究引入電阻率法，以土體樣本為例，從試驗和理論著手，基于電阻率法開展了孔隙介質的導熱性測試研究，主要工作如下：
　　1)設計和完成了一套完整可同時測得孔隙介質樣本的電阻率和導熱系數(shù)的試驗系統(tǒng)。試驗樣本以土體為例，試驗系統(tǒng)主要由樣本、自動加熱控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)三大部分組成，自動加熱控制系統(tǒng)可

3、控制和模擬樣本傳熱過程，數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)可實時測得樣本的溫度和電阻變化過程。
　　2)基于多相介質推導了孔隙介質電阻率數(shù)學模型。引用Tong的多孔介質熱傳導系數(shù)模型，并參考其模型推導思路，考慮了孔隙介質樣本結構、溫度、孔隙率及飽和度等影響因素，基于Wiener上下界和Hashin.Strikman邊界，引入模型參數(shù)表示結構組成權重，由此建立了完備的孔隙介質電阻率數(shù)學理論模型。
　　3)確定了孔隙介質熱傳導系數(shù)和電阻率數(shù)學模型

4、形式和模型參數(shù)。首先通過分析簡化了孔隙介質熱傳導系數(shù)和電阻率數(shù)學模型形式，然后結合土體樣本試驗數(shù)據(jù)，基于非線性最小二乘法確定了簡化后的模型參數(shù)，得到電阻率和熱傳導系數(shù)與孔隙介質結構參數(shù)的最終表達式。
　　4)分析建立了孔隙介質熱傳導系數(shù)和電阻率之間的數(shù)值關系?；陔娮杪屎蜔醾鲗禂?shù)與孔隙介質結構參數(shù)的最終表達式，以孔隙介質結構參數(shù)為中間變量，分析建立了孔隙介質熱傳導系數(shù)和電阻率的數(shù)值關系。
　　基于以上工作，建立了孔隙介質電