粉质黏土导热系数变化规律及模型预测

王叶娇，丁科竞，徐云山

(1.上海大学 土木工程系，上海 200444；2.桂林理工大学 广西建筑新能源与节能重点实验室，广西 桂林 541004)

城市地下电缆的载流量是电力系统负荷调度的重要指标，载流量过高会导致电缆事故，而载流量过低会造成电力电缆资源浪费[1].直埋式电缆的载流量不仅取决于电缆的长期工作温度，还与电缆周围土体的热水力特性有关.通常电力电缆埋置深度较浅，浅部土体的工程特性受周围环境因素如温度、含水量等的影响较大.然而目前在电缆载流量的计算过程中只对周围土体的导热性进行粗略的估算，并没有实时监测数据或者寻找适用于评估土体热特性的计算模型，因此对于准确核算电缆载流量工作带来了困难.

土体的导热系数是研究非饱和土水-热-力特性及其模型计算的重要参数，影响因素较多.Yunshan Xu等[2](2019)通过热探针法发现随干密度增加，温度对导热系数影响减小；张婷，杨平[3](2012)通过热分析法发现南京浅表土样导热系数与干密度、含水率成正比；N. H. Abu-Hamde等[4](2001)通过热线法发现黏土颗粒含量较高的土壤导热系数较低.在土体导热性能的模型研究中，Johansen[5](1975)给出了饱和土、干土导热系数的计算公式；Lu等[6](2007)依据Johansen模型，提出利用土壤容重，石英含量和含水率预估导热系数；De Vries[7](1963)建立考虑温度影响的导热系数模型，并以石英砂为对象，研究不同温度下石英砂导热系数的变化规律，但对其他类型土不一定适用；Campbell et al.[8](1994)对不同质地、容重、含水量和温度的土壤样品进行导热系数测试，并对De Vries方程进行了修正，结果表明Campbell 模型对低温土体的模拟较好；……