冻融条件下根河粉质黏土热物理特性试验研究
发布时间：2020-12-09 07:19
冻结温度是界定土体冻融状态的重要指标。介电常数是时域反射（TDR）和频域反射（FDR）技术确定土体体积含水量或未冻水含量的中间参数,也是反映土体极化特性的关键指标。导热系数是工程构筑物温度场或多场耦合场计算的关键参数。因此对冻结温度、介电常数和导热系数的研究均是探究土体热物理特性的重要内容。本文对根河粉质黏土的冻结温度、介电常数与导热系数进行了初步探索,主要研究内容与结论如下:（1）应用不同温控模式下的温度-时间曲线试验,获取了根河粉质黏土的冻结温度,得到了降温速率、探头位置、含水率及含盐量对冻结温度的影响。结果表明降温速率过大易造成温度-时间曲线中过冷阶段与恒温阶段不明显,导致冻结温度较难确定,但不影响其数值大小;不同位置的温度探头测得的自由水冻结时间有差异,同样不影响冻结温度的数值;冻结温度随着土体含水率的增大而升高;NaCl或K2SO4的掺入明显降低了土体冻结温度,且NaCl的影响更加显著。（2）开展了动稳态条件下土体介电常数试验,对比了动稳态条件下试验结果的差异,提出WTT1-5方法更适用于土体介电常数的试验与分析,得到了冻融过程、温...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
内蒙古大学硕士学位论文112.2试验材料试验材料取自内蒙古呼伦贝尔盟根河市根满公路沿线，该区域属于岛状多年冻土区，土样颗粒组成如表2.1所示，基本物理参数如表2.2所示。土样粒径<0.075mm的粒组占总质量的82.58%，塑性指数为12，属于粉质黏土。根河粉质黏土的击实曲线如图2.1所示，最大干密度为1.83g/cm3，最优含水率为15%。表2.1土体的粒径组成Table2.1Particlesizedistributionofsoil粒径尺寸(mm)>21~20.5~10.25~0.50.075~0.25<0.075质量百分比(%)00.953.374.388.7282.58表2.2土体的基本物理参数Table2.2Basicphysicalparametersofsoil物理参数比重液限(%)塑限(%)塑性指数结果2.7231.4519.4512图2.1土体的击实曲线Fig.2.1Thecompactioncurveofsoil2.3试验设备与步骤2.3.1冻结温度与介电常数试验的设备与步骤冻结温度与介电常数试验系统由温控设备和数据采集设备两部分构成，如图2.2(a)所示。温控设备为高低温控制箱(即恒温箱)，其可控温度范围为-75℃~100℃，试验过程中可根据需
内蒙古大学硕士学位论文12求编程调制出不同温控曲线。数据采集设备由计算机、CR3000数据采集仪、温度探头和5TM水分传感器组成。图2.2(b)为温度探头，图2.2(c)为5TM水分传感器。温度探头利用热敏电阻工作，精度优于0.05℃[111]。5TM水分传感器产自于美国Decagon公司，规格为10cm(l)×3.2cm(w)×0.7cm(d)，探头长度为5.2cm，介电测量频率为70MHz，介电常数的测试范围为1~80，测试结果在1~40范围内精度为±1，测试结果在40~80范围内精度为±15%[112]。两类探头工作原理不同，试验过程中不会相互干扰。图2.2试验设备(a.数据采集仪和温控设备；b.温度探头；c.5TM水分传感器)Fig.2.2Testapparatus(a.Datatakerandtemperaturecontrolapparatusb.Temperatureprobec.5TMwatersensor)试验模具为直径12cm的圆柱体金属盒。综合考虑到各类传感器的测试量程与工作原理，采用了如图2.3所示的温度探头和5TM水分传感器的布设位置，并通过试验验证了布设位置的合理性。冻结温度与介电常数试验按照如下步骤开展：(1)制备试样前，先将土样在环境温度为110℃的烘箱内烘烤24个小时，冷却后将其充分研磨并过2mm筛，然后将其配制成目标含水率下的松散土体，包裹保鲜膜在阴凉处静置12个小时使土体中水分分布均匀，如图2.4(a)所示。(2)按目标干密度将水分分布均匀的松散土体分6层装入模具中，当土样高度达到6.5cm左右时按图2.3分别将温度探头和5TM水分传感器插入土样中，保证5TM水分传感器的探头底端与试样底端的距离超过1cm，之后继续将剩余土体装入模具中并充分夯实，如图2.4(b)所示，然后用保鲜膜将试样整体包裹以防止试验过程中土样中水分的散失。制备完成的试样如图2.4(c)所示。(3)开启高低温控制箱使其按设定好的温控曲线开始变温，同时打开数据采集系统，开始
本文编号：2906511
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
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【学位级别】：硕士
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内蒙古大学硕士学位论文112.2试验材料试验材料取自内蒙古呼伦贝尔盟根河市根满公路沿线，该区域属于岛状多年冻土区，土样颗粒组成如表2.1所示，基本物理参数如表2.2所示。土样粒径<0.075mm的粒组占总质量的82.58%，塑性指数为12，属于粉质黏土。根河粉质黏土的击实曲线如图2.1所示，最大干密度为1.83g/cm3，最优含水率为15%。表2.1土体的粒径组成Table2.1Particlesizedistributionofsoil粒径尺寸(mm)>21~20.5~10.25~0.50.075~0.25<0.075质量百分比(%)00.953.374.388.7282.58表2.2土体的基本物理参数Table2.2Basicphysicalparametersofsoil物理参数比重液限(%)塑限(%)塑性指数结果2.7231.4519.4512图2.1土体的击实曲线Fig.2.1Thecompactioncurveofsoil2.3试验设备与步骤2.3.1冻结温度与介电常数试验的设备与步骤冻结温度与介电常数试验系统由温控设备和数据采集设备两部分构成，如图2.2(a)所示。温控设备为高低温控制箱(即恒温箱)，其可控温度范围为-75℃~100℃，试验过程中可根据需
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