[发明专利]适用于饱和砂质冻土的导热系数计算方法

摘要

本发明提供一种适用于饱和砂质冻土的导热系数计算方法，该方法包括步骤有计算干密度为ρ_d的饱和砂质冻土换算饱和砂质冻土中土骨架的体积；依据未冻水测试试验确定干密度为ρ_d的饱和砂质冻土的未冻水含量；确定饱和砂质冻土中的冰体体积含量；分别计算饱和砂质冻土中土骨架、未冻水、冰体所占饱和砂质冻土的体积比；计算饱和砂质冻土的导热系数λ。本发明的效果是该方法具备直观、计算便捷等特征，为计算饱和砂质冻土的导热系数提供一种便捷手段。通过对此计算和实测对比，该计算方法对于砂质冻土导热系数的预测误差在4.31％以内。误差精度的提高能够最大限度提升冻土导热系数计算精度，为冻土工程中的温度场预测提供便利。

主权项

1.一种适用于饱和砂质冻土的导热系数计算方法，该方法包括以下步骤：/n1)干密度为ρ_d的饱和砂质冻土依据式(1)换算饱和砂质冻土中土骨架的体积含量V_s，式(1)为：/n /n式中，V_s为饱和砂质冻土中土骨架的体积含量；ρ_d为饱和砂质冻土的干密度；d_s为饱和砂质冻土中土骨架的相对密度；V为饱和砂质冻土的总体积；/n2)依据未冻水测试试验确定干密度为ρ_d的饱和砂质冻土的未冻水含量W_u，依据式(2)计算饱和砂质冻土中未冻水的体积含量Vu，式(2)为：/nV_u＝ρ_wW_u (2)/n式中，V_u为饱和砂质冻土中未冻水的体积含量；ρ_w为水的密度；W_u为饱和砂质冻土的未冻水含量；/n3)依据式(3)确定饱和砂质冻土中的冰体体积含量V_i，式(3)为/nV_i＝1.1(V-V_s-V_u) (3)/n式中，V_i为饱和砂质冻土中的冰体体积含量；V为饱和砂质冻土总体积；V_s为饱和砂质冻土中土骨架的体积含量；V_u为饱和砂质冻土中未冻水的体积含量；/n4)分别依据式(4)、式(5)和式(6)计算饱和砂质冻土中土骨架、未冻水、冰体所占饱和砂质冻土的体积比，公式为：/n /n /n /n式中，p_s、p_u、p_i分别为饱和砂质冻土中土骨架、未冻水、冰体所占饱和砂质冻土的体积比；V_s为饱和砂质冻土中土骨架的体积含量；V_u饱和砂质冻土中未冻水的体积含量；V_i为饱和砂质冻土中的冰体体积含量；/n5)依据式(7)计算饱和砂质冻土的导热系数λ，式(7)为：/n /n式中，p_s、p_u、p_i分别为饱和砂质冻土中土骨架、未冻水、冰体所占饱和砂质冻土的体积比，依据式(4-6)计算获取；λ_s、λ_w、λ_i分别表示饱和砂质冻土中土骨架、水、冰体的导热系数。/n