[发明专利]一种土体导热系数测试方法及试验装置

权利要求书

1.一种土体导热系数测试的试验装置，其特征在于，包括电脑(1)、装样装置、导热系数测试装置和电阻率测试装置；

所述装样装置包括试模(6)，所述试模(6)的一端布置土体试样(12)，另一端布置细砂(8)，其中，所述土体试样(12)的两端分别布置第一铝板(10)和第二铝板(11)，用于测试土体试样(12)的电阻，且所述第一铝板(10)位于所述土体试样(12)和所述细砂(8)之间；所述试模(6)的底部和顶部还分别布置有保温泡沫板(7)，且所述土体试样(12)和所述细砂(8)置于保温泡沫板(7)之间；

所述导热系数测试装置包括用于供电的直流电源(2)、温度控制装置和温度采集装置，其中，所述温度控制装置包括布置在细砂(8)中的加热棒(9)；所述温度采集装置包括数据采集卡(3)以及分别与其连接的布置在所述第一铝板(10)两端的第一温度传感器(13)和第二温度传感器(14)、布置在所述第二铝板(11)内侧的第三温度传感器(15)、布置在所述土体试样(12)中部的湿度传感器(16)，所述数据采集卡(3)与所述电脑(1)连接；

所述电阻率测试装置包括电阻测试仪(5)、继电器模块(4)，其中，所述电阻测试仪(5)通过所述继电器模块(4)与第一铝板(10)和第二铝板(11)连接，所述电阻测试仪(5)与所述电脑(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种土体导热系数测试的试验装置，其特征在于，所述电阻测试仪(5)的正电极通过继电器模块(4)的接口OUT1和OUT2分别与第一铝板(10)和第二铝板(11)连接，负电极通过接口OUT3和OUT4分别与第二铝板(11)和第一铝板(10)连接，第一铝板(10)和第二铝板(11)通过继电器模块(4)的接口OUT8短接。

3.根据权利要求1所述的，其特征在于，采用二相电极法测试土体试样(12)的电阻，第一铝板(10)和第二铝板(11)分别作为两个电极测点。

4.一种基于如权利要求1至3中任一所述的土体导热系数测试的实验装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对土体试样(12)进行电阻率和导热系数测试试验，同时获得土体试样(12)的电阻率和导热系数数据；

2)建立土体试样(12)的电阻率与导热系数的对应关系；

3)根据电阻率测试数据，预测土体试样(12)的导热系数。

5.根据权利要求4所述的，其特征在于，土体试样(12)的电阻率R为土体试样(12)的电阻，A为土体试样(12)的断面面积，L为土体试样(12)的长度。

6.根据权利要求4所述的，其特征在于，土体试样(12)的导热系数λal为第一铝板(10)的导热系数，T1、T2、T3分别为温度稳定后的第一温度传感器(13)、第二温度传感器(14)和第三温度传感器(15)采集的温度，Δ为铝板(10，11)的厚度。

7.根据权利要求1所述的，其特征在于，步骤2中采用线性系数拟合，建立土体试样(12)的电阻率与导热系数的对应关系λsoil＝0.006ρ-0.0019。