T/HNGEA 0007-2025 土工样品导热系数测试方法

以下是《土工样品导热系数测试方法》(T/HNGEA 0007-2025) 团体标准的详细内容总结：

​​一、范围​​

1. ​​适用对象​​：
   • 原状或扰动的黏性土、砂质土。
   • ​​不适用​​于含大量砾石或有机质的土壤。
2. ​​测量范围​​：
   • 导热系数： ​​0.01 W/(m·K) ~ 2 W/(m·K)​​
   • 检出限：​​0.003 W/(m·K)​​。

​​二、规范性引用文件​​

引用 ​​7项国家标准​​ 和 ​​1项部规程​​，包括：

• GB/T 50279（岩土工程术语）、GB/T 15406（岩土仪器通用技术条件）
• GB/T 10295（稳态热阻测定热流计法）、GB/T 8170（数值修约规则）
• DZG 93-01~93-12（岩石矿石分析规程）

​​三、术语定义​​

1. ​​土工样品​​：用于土工试验的土壤样本（原状/扰动）。
2. ​​导热系数（λ）​​：
   • 定义：稳态条件下，单位厚度、单位面积材料在温度梯度为1 K/m时的传热量。
   • 单位：​​W/(m·K) 或 W/(m·℃)​​。

​​四、方法原理​​

• ​​平板稳态热流计法​​：
  • 将土样夹于热板（加热）和冷板（水冷恒温）之间。
  • 测量通过样品的热流量（e）、厚度（d）及冷热面温差（T₁-T₂），按公式计算：

    /lambda = f /times /frac{e /times d}{T_1 - T_2}

    （f：热流传感器校准系数）

​​五、仪器设备​​

1. ​​导热系数测试仪​​：
   • 组成：热板+温度传感器、冷板+温度传感器、热流传感器、温控装置。
2. ​​辅助设备​​：
   • 试样环（≥90mm直径×30mm高，硬塑料/有机玻璃）
   • 导热硅胶（熔点：-50℃~150℃）
   • 标准石英参考板（校准用）

​​六、土工样品准备​​

​​1. 样品接收与保管​​

• ​​要求​​：
  • 原状土结构完整，扰动土密封保持含水率。
  • 标签信息：工程名称、取样深度、野外定名等。
• ​​保存条件​​：
  • 温度 ​​0~4℃​​，避光。
  • 原状土保存期 ≤3天，扰动土 ≤7天。

​​2. 试样制备​​

• ​​通用要求​​：
  • 同组试样密度偏差 ≤±0.03 g/cm³，含水率偏差 ≤±1%。
  • 制备后加盖防水膜，4℃保存，3小时内测试。
• ​​扰动土制备​​：
  • 碾散后按含水率要求加水（公式计算加水量），击实入试样环。
• ​​原状土制备​​：
  • 切削成土柱后压入试样环，避免结构破坏。

​​七、实验步骤​​

​​1. 仪器校准​​

• 使用 ​​标准石英板​​（λ=1.385 W/(m·K)）校准热流传感器系数（f）。
• 重复测试至相邻结果偏差 ​​≤0.005 W/(m·K)​​。

​​2. 样品测试​​

• 环境：室温 ​​25±5℃​​，湿度 ≤80%。
• 步骤：
  1. 试样两面涂导热硅胶，夹于热板/冷板间。
  2. 设置参数，记录热流量（e）及温度（T₁、T₂）。
  3. 测试后立即复测含水率（偏差＞2%则结果无效）。

​​3. 数据记录​​

• 重复测试 ​​3次​​，取算术平均值。

​​八、结果计算与要求​​

1. ​​计算公式​​：见原理部分公式（5）。
2. ​​结果表示​​：
   • 保留小数点后两位。
   • 相对偏差 ​​≤5%​​（否则需重测）。
3. ​​无效判定​​：测试后含水率较初始值降低＞2%。

​​九、精密度验证​​

• 实验室内容（n=8）：

  土类	导热系数均值 [W/(m·K)]	相对偏差（%）
  黏土（Ip=19.7）	1.296	0.63
  粉质黏土（Ip=12.9）	1.412	0.68
  粉土（Ip=9.2）	1.512	0.90

• 实验室间比对：粉质黏土测试相对偏差 ​​≤0.85%​​。

​​十、附录（资料性）​​

• ​​表1​​：扰动土制备记录表（含干密度、含水率、加水量计算等）。
• ​​表2​​：导热系数试验记录表（含试样参数、温度、热流值、计算结果等）。

​​核心要点总结​​

此标准系统规范了土工导热系数测试的全流程，突出​​样品保真性​​、​​操作标准化​​及​​数据可靠性​​，适用于地质灾害防治与生态修复工程中的土热物性评估。