[发明专利]一种计算高含水率软土导热性能的方法

权利要求书

1.一种计算高含水率软土导热性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取高含水率软土中固相、液相、气相的三相组成，并根据三相组成获取高含水率软土中固相与三相的体积比例N_s和气相饱和度S_g；

获取高含水率软土的中值粒径d₅₀；

获取高含水率软土的矿物组成，并从矿物组成中提取高含水率软土的石英百分含量ζ；

以高含水率软土中的固相颗粒为生长相，孔隙水为背景相，基于高含水率软土的固相体积比例N_s、中值粒径d₅₀，利用随机建模算法构建高含水率软土两相网格模型；

在两相网格模型的饱和孔隙水相区域内，以孔隙气为生长相，孔隙水为背景相，基于气相饱和度S_g，嵌套构建高含水率软土三相网格模型；

基于石英百分含量ζ，计算软土固相导热系数，根据软土固相导热系数对高含水率软土三相网格模型开展稳态导热模拟，并根据傅立叶定律计算高含水率软土导热系数。

2.如权利要求1所述的一种计算高含水率软土导热性能的方法，其特征在于，所述获取高含水率软土中固相、液相、气相的三相组成，具体包括：

通过基本土工试验获取高含水率软土中固相、液相、气相的三相组成，包括通过烘干获取软土含水率w，通过环刀样称重测试密度ρ，通过比重瓶法测试软土土颗粒比重G_s。

3.如权利要求2所述的一种计算高含水率软土导热性能的方法，其特征在于：

所述高含水率软土的固相体积比例N_s和气相饱和度S_g通过下式计算获得：

N_s＝ρ/G_s(1+w)

S_g＝1-ρ·G_s·w/[G_s(1+w)-ρ]

其中，N_s为固相体积比例，ρ为测试密度，w为软土含水率，S_g为气相饱和度。

4.如权利要求1所述的一种计算高含水率软土导热性能的方法，其特征在于，所述获取高含水率软土的中值粒径d₅₀，具体包括：

通过激光粒度分析仪获取高含水率软土的粒度组成和粒径分布曲线，并从粒径分布曲线中提取高含水率软土的中值粒径d₅₀，且所述激光粒度分析仪的检测范围为0.02-2000μm。

5.如权利要求1所述的一种计算高含水率软土导热性能的方法，其特征在于，所述获取高含水率软土的矿物组成，具体包括：

对高含水率软土进行烘干，磨细到200目以下，对其进行X射线衍射测试并保存试验数据，根据试验结果确定主要矿物组成，主要的矿物有石英、长石、方解石、绿泥石、白云石、黑云母和黄铁矿。

6.如权利要求5所述的一种计算高含水率软土导热性能的方法，其特征在于，所述提取高含水率软土的石英百分含量ζ，具体包括：

将X射线衍射试验的结果输入TOPAS软件中，将主要矿物名称输入TOPAS软件的拟合模块中，TOPAS软件根据实测曲线拟合出各矿物的相对含量，提取高含水率软土中的石英百分含量ζ。