热源作用下含湿土壤一维热湿迁移的实验研究

发布时间：2018-01-30 06:17

  本文关键词： 热源作用 含湿土壤 土样类型 热湿迁移 实验研究　出处：《太原理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着地热能开发利用的兴起与发展,工程实际中遇到的土壤热湿迁移问题越来越多,相关课题也成为学界研究的热点。土壤热湿迁移受多种因素影响和制约,因此有必要针对不同影响因素分别进行研究。本文以实际地层中受热土壤的柱形单元体为物理原形搭建一维土柱实验台,基于该实验台开展了不同土样类型、不同热(冷)源温度、不同初始含水率、不同击实次数(孔隙率)、不同初始温度条件下的土壤一维热湿迁移实验研究。土样类型为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂、粘土;热(冷)源温度为30℃、40℃、50℃(15℃、10℃、5℃);初始含水率为5%、10%、15%;击实次数为:5次、10次、15次;初始温度:15℃、21℃、25℃。实验结果表明:土样在加热(制冷)过程中,温度变化曲线可分为四个时期:温变前期、温变剧烈期、温度趋稳期、温度稳定期。含水率变化曲线分为两个时期:含水率剧变期、含水率趋稳期。此外,采用幂函数y=a(7对加热(制冷)24h时的沿轴向分布温度值进行趋势线拟合,所得相关系数2均大于0.9,表明该幂函数拟合度较高,可作为经验公式使用。不同土样类型中,砾砂、粗砂、粉砂与粘土热湿迁移规律接近,中砂与细砂热湿迁移规律接近,而相比其它土样,粉砂、粘土的水分迁移现象更加明显。土样温度影响半径、温变剧烈期时长、温度稳定期的温度值、含水率变化曲线振幅,参数a值增大、b值减小;土壤热湿迁移现象更加明显。随冷源温度降低,土样温度影响半径、温变剧烈期时长、含水率变化曲线振幅增大,温度稳定期的温度值减小;参数a值减小、b值增大;土壤热湿迁移现象更加明显。初始含水率变化对土壤热湿迁移影响相对较小,随初始含水率增加,除土样温度影响半径扩大外,温变剧烈期时长、温度稳定期的温度值、a、b值与含水率变化曲线振幅均变化较小。随孔隙率减小,土样温度影响半径、温变剧烈期时长、温度稳定期的温度值增大;a、b值与含水率变化曲线振幅变化较小。含热源工况下,随初始温度减小,热源温度与初始温度温差扩大,土样温度影响半径变化较小;温变剧烈期时长、含水率变化曲线振幅增大;温度稳定期的温度值减小;参数a值增大,b值减小。
[Abstract]:With the rise and development of geothermal energy development and utilization, more and more problems of soil heat and moisture transfer have been encountered in engineering practice, and related topics have become a hot topic in academic circles. Soil heat and moisture transfer is influenced and restricted by many factors. Therefore, it is necessary to study different influencing factors. In this paper, a one-dimensional soil column experimental platform is built based on the columnar unit of heated soil in the actual stratum, based on which different soil sample types are carried out. Experimental study on one dimensional heat and wet migration of soil under different temperature, temperature, initial moisture content and compaction times (porosity and initial temperature). Soil samples are gravelly sand, coarse sand, medium sand and fine sand. Silt, clay; The temperature of the hot (cold) source is 30 鈩，

本文编号：1475528