16、2.土的物理性质试验16 2 1 土的物理性质试验，主要应满足岩土工程勘察过程中所要求的土的常规物理试验项目。采用原状土或扰动土进行土的物理性质试验一般需要保持其天然含水状态、试样制备首先对土样进行描述,了解土样的均匀程度。含夹杂物等,保证物理性质试验所选用的试样一致。并作为统计分层的依据,16，2。2,土粒比重变化幅度不大。有经验的地区可根据经验判定,但对缺乏经验的地区,仍应直接测定.16、2、6,热物理指标是城市轨道交通岩土工程勘察需要提供的一个特殊参数、对本条作如下说明 1,城市轨道交通工程通风负荷计算方法确定后，合理地选择岩土热物理指标。对保证城市轨道交通工程建筑良好的使用功能及降低工程造价和运行管理有着不可忽视的影响 而岩土的热物理性能是与密度，湿度及化学成分有关.导热系数 导温系数随着密度和湿度的增加而变大,而湿度对比热容的影响较大，此外、在相同密度及湿度的情况下，由于化学成分不同 其值也相差很大，因此。应通过试验取得数据、以保证设计合理,2 由于土的热物理指标与土的密度和含水率等状态密切相关.因此需要对原状土的级别进行鉴别、为了真实反映地下土层的热物理特性，保证试验成果的可靠性，质量不符合要求的土样不能做该项目试验.3 测定热物理性能试验方法较多。各种不同的方法都有一定的适用范围.因此，根据岩土自身的特性，本规范选用了三种方法测定岩土的热物理性能、面热源法能够一次测得岩土的导温系数和导热系数,并计算出比热容,但测试仪器及操作计算较复杂 中山大学采用此方法试验，热线法和热平衡法分别适用于测定潮湿土质材料的导热系数和比热容。利用关系式计算出导温系数 这两种组合测试方法测试装置简单 测试快捷方便,北京城建勘测设计研究院有限责任公司采用此方法试验 1、面热源法、是在被测物体中间作用一个恒定的短时间的平面热源、则物体温度将随时间而变化。其温度变化是与物体的性能有关,通过求解导热微分方程.并通过试验测出有关参数、然后按下列一些公式就可计算出被测物体的导温系数 导热系数和比热容,导温系数、α、d2。4τ.y2 24。式中。α，导温系数.m2，h，τ 距热源面d。m,温度升高θ,时的时间。h,y，函数B、y 的自变量.函数B，y，值、25,式中,B、y,自变量为y的函数值。τ1。关掉加热器的时间,h。τ2，加热停止后，热源上温度升高为θ2时的时间.h、导热系数，26.式中,λ、导热系数,W m，K，I、加热电流,A，R、加热器电阻、Ω S,加热器面积。m2 比热容 27.式中，C，比热容.kJ，kg K，р。密度,kg。m3，2。热线法，是在匀温的各向同性均质试样中放置一根电阻丝 即所谓的，热线，当热线以恒定的功率放热时 热线和其附近试样的温度将会随时间升高.根据其温度随时间变化的关系。可确定试样的导热系数,通过试验测出有关参数后、按下式计算岩土的导热系数.28,或 29 式中,λ.导热系数,W，m。K。V、热线A。B段的加热电压，V R。加热丝的电阻。Ω、I。加热丝的电流。A。L 加热线A、B间的长度,m,θ1，θ2.热线的两次测量温升.t1。t2，测θ1,θ2时的加热时间.s,3 热平衡法,是测定岩土比热容的常用方法 在试样中心插入热电偶。通过测量试样与水的初温及热量传递到温度均衡状态时的温度.按下式计算岩土的比热容.30。式中，Cm，岩土在t3到t1温度范围内的平均比热容、J kg,K.Cb 试样筒材料,黄铜 在t3到t1温度范围内的平均比热容。J,kg,K。Cw 杜瓦瓶中水在t2到t3温度范围内的平均比热容、J kg K,E、水当量，用已知比热的试样进行测定.可得到E值 g t1,岩土下落时的初温,t2、杜瓦瓶中水的初温、t3。杜瓦瓶中水的计算终温。G1,水重量 g、G2,试样重量 g G3 试样筒重量。g 4,本规范附录K是常见的12类岩土的热物理指标.来源于北京.广州.天津等地区近30年的试验值.其数值的大小与密度 含水量有关。在可行性研究和初步勘察阶段可根据岩土的密度 含水量的实际情况按附录K选用。在详细勘察和施工勘察阶段有特殊要求的工点需取样试验确定,对于有工程经验的地区,可通过试验和经验值综合分析确定。