蘭州地鐵圍巖熱物理性質(zhì)試驗(yàn)研究.pdf

1、2014年3月蘭州地鐵開建，對(duì)緩解蘭州市城區(qū)交通擁堵和改善蘭州大氣污染發(fā)揮重要作用。實(shí)測(cè)蘭州地鐵圍巖土體的熱物理參數(shù)與地溫場(chǎng)，可以為地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。
　　本論文采用Hot Disk熱常數(shù)分析儀實(shí)測(cè)了蘭州地鐵圍巖天然土體在不同地層深度處的熱物理參數(shù)變化，同一地層圍巖原狀土在減濕至不同含水率后的熱物理參數(shù)變化規(guī)律，以及不同地層深度圍巖重塑土的熱物理參數(shù)隨干密度和含水率變化規(guī)律。研究表明：隨著地層深度的增加，巖土

2、體的導(dǎo)熱系數(shù)呈逐漸增大的趨勢(shì)，且在深度13m處的中砂層導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)最大，明顯比其它深度處的黃土層和粉質(zhì)粘土層的導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)大，而中砂層體積比熱較小。
　　蘭州地鐵圍巖原狀土體的導(dǎo)熱系數(shù)，隨含水量增加呈線性增大，熱擴(kuò)散系數(shù)和體積比熱隨含水量增大呈先增大后減小和先減小后增大的趨勢(shì)。在含水量低時(shí)，土體的熱擴(kuò)散系數(shù)隨含水量增加，并且增幅較大，在含水量5％-10%范圍內(nèi)達(dá)到最大值；當(dāng)含水量超過5%-10%這一極值點(diǎn)后，土體的

3、熱擴(kuò)散系數(shù)隨著含水量的增加反而呈減小趨勢(shì)，并且減小幅度較小。在含水量低時(shí)，土體的體積比熱隨含水量增加而減小，在2.5%-5%范圍內(nèi)出現(xiàn)極小值；當(dāng)含水量超過極值點(diǎn)后，圍巖土體的體積比熱隨含水量增加而增大。
　　蘭州地鐵圍巖按土體性質(zhì)分類包括砂質(zhì)粉土、黃土、粉質(zhì)粘土和有機(jī)質(zhì)土。干密度相同時(shí)，砂質(zhì)粉土的導(dǎo)熱系數(shù)隨含水量變化最大，其次是黃土和粉質(zhì)粘土，有機(jī)質(zhì)土變化幅度最小。原狀土樣與重塑土樣的體積比熱隨含水量變化呈現(xiàn)出不同的變化規(guī)律：對(duì)于