华北平原主要城市浅层岩土综合导热能力研究——基于现场热响应试验分析

发布时间：2021-09-04 01:25

　　现场热响应试验方法可以获得换热深度内岩土体热物性参数的平均值,能够较真实地模拟地源热泵的实际运行情况,在地源热泵工程勘查设计阶段得到了广泛的应用。本文基于华北平原89个钻孔的热响应试验数据,对地表以下200 m深度内岩土体的综合导热能力进行分析,并对影响综合热导率的因素进行了探讨。结果表明,华北地区综合热导率大部分处于1.50～2.16 W/（m·K）之间（25%<累积概率<75%）。在富水性较好、岩石颗粒粗、地下水径流速度较快的区域,地埋管换热器的换热效果明显高于富水性差、岩石颗粒细、地下水径流速度慢的地区。地层岩性、含水率特征和地下水径流条件是影响岩土体综合热导率的主要因素。其中200m深度以内不同地区岩土体的岩性组成各不相同、地下水位埋深不同,是造成综合热导率差异的重要影响因素,地下水径流对岩土体的综合导热能力有促进作用。用无量纲Peclet值（Pe）判断地下水流动对换热过程影响的大小,在0.28<Pe<0.84的情况下,Pe值增加47%,岩土体综合导热能力增加7.56%。 

【文章来源】：地质学报. 2020,94(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

华北平原89个钻孔测定的岩土综合热导率

从热导率分布的箱线图可以看出,从黏土、粉质黏土、粉土到粉砂、细砂、中砂,热导率中值从0.95 W/(m·K)逐渐增大到1.95 W/(m·K),热导率随沉积物平均粒径的增大逐渐增加。岩石的热导率普遍高于第四系松散层,碳酸盐岩的热导率中值最大,包括石灰岩中值2.70 W/(m·K),白云岩中值2.63 W/(m·K),其次是砂岩2.03 W/(m·K)、泥岩1.99 W/(m·K),岩浆岩类相对较小,其中闪长岩中值1.95 W/(m·K)、辉长岩中值1.93 W/(m·K)。这与热响应试验测试获取的综合热导率特征具有一致性,说明岩性是影响综合热导率的一个重要因素。3.2 含水率的影响

表2 热导率测试值与经验公式对比Table 2 Thermal conductivity results basedon tests and empirical equations 深度(m) 含水率(%) 饱和度 热导率(W/(m·K)) 测试值 Chen Shanxionget al.(1994) Ewenet al.(1987) 0.2 4.5 0.02 1.20 0.82 0.5 0.5 4.7 0.02 1.20 0.83 0.5 1.0 6.4 0.03 1.40 0.91 0.8 1.5 5.8 0.02 1.30 0.88 0.8 2.0 6.8 0.03 1.50 0.93 0.8 2.5 6.0 0.02 1.40 0.89 0.8 3.0 6.9 0.03 1.45 0.93 0.8 4.0 10.3 0.04 1.55 1.05 1.1 4.5 32.0 0.14 1.95 1.51 1.6 5.5 32.9 0.13 1.97 1.53 1.63.3 地下水径流条件的影响

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3382272