T/HNGEA 0006-2025 土工样品比热容测试方法

以下是对《土工样品比热容测试方法》（T/HNGEA 0006-2025）团体标准的详细总结：

​​一、核心内容概述​​

1. ​​适用范围​​

   • 适用于​​原状或扰动的黏性土、砂质土​​的比热容测定。
   • 测定范围：​​100~8000 J/(kg·℃)​​，检出限为​​30 J/(kg·℃)​​。
   • 需注明样品状态（天然、干燥、饱和）。

2. ​​方法原理​​
   采用​​混合量热法​​：

   • 将加热后的土样投入恒温水中，在绝热条件下平衡温度。
   • 根据能量守恒公式计算比热容：
     c = /frac{4.2 /times 1000 /times m_2 /times (T_3 - T_2)}{m_1 /times (T_1 - T_3)}
     其中：
     • c：比热容 [J/(kg·℃)]
     • m_1：试样质量 (g)
     • m_2：水的质量 (g)
     • T_1：试样初温 (℃)
     • T_2：水的初温 (℃)
     • T_3：混合后终温 (℃)

​​二、关键要求与流程​​

​​1. 试剂与材料​​

• 实验用水需符合 ​​GB/T 6682 三级水标准​​。

​​2. 仪器设备​​

• ​​比热容测试仪​​：含保温桶（带孔盖）、铜质试样筒、热电偶、恒温箱（结构见图1）。
• ​​辅助设备​​：电子台秤（精度0.1g）、烘箱（控温105~110℃）。

​​3. 样品准备​​

• ​​接收与保管​​：
  • 原状土需蜡封，标签信息完整（工程名、深度、定名等）。
  • 保存条件：​​0~4℃避光环境​​，原状土≤5天，扰动土≤7天。
• ​​试样制备​​：
  • ​​原状土​​：切碎成≤10mm碎块，拌匀后取代表性样品。
  • ​​扰动土​​：切碎拌匀，保持天然含水率。
  • 含水率允许偏差：原状土±2%，扰动土±1%。

​​4. 实验步骤​​

• ​​仪器校准​​：
  • 用水代替土样测试3~5次，相邻结果差<100J/(kg·℃)为合格。
  • 计算仪器标定系数（与标准值4200 J/(kg·℃)对比）。
• ​​样品测试​​：
  1. 称取100~200g松散土样装入试样筒。
  2. 加热土样至高于室温10±2℃并恒温（温差<0.5℃）。
  3. 将土样快速倒入已知水温的保温桶中，记录初始水温。
  4. 加盖混合，监测至温度稳定（30分钟内变化<0.5℃）。
  5. 重复3次，取算术平均值。

​​5. 结果处理​​

• 比热容计算结果保留​​小数点后两位​​。
• 相对偏差要求：​​≤10%​​。
• 数值修约依据 ​​GB/T 8170​​。

​​三、精密度验证​​

1. ​​实验室内精密度​​（表1）：
   • 黏土、粉质黏土、粉土重复测试7~8次，相对偏差均≤1.24%。
   • 示例：黏土（天然状态）比热容均值≈1.50 kJ/(kg·℃)，偏差0.72%。
2. ​​实验室间比对​​（表2）：
   • 粉质黏土在3家实验室测试，相对偏差最大1.07%。

​​四、附录与记录要求​​

• ​​附录A​​：提供标准化《比热容试验记录表》，包含：
  • 任务单号、环境温湿度、仪器编号。
  • 样品含水率、干/湿土质量、温度数据、比热容计算结果。

​​五、规范性引用文件​​

• 核心标准：
  GB/T 50279（岩土术语）、GB/T 15406（仪器参数）、GB/T 50123（土工试验方法）、GB/T 6682（实验用水）、GB 3100（单位制）。

​​总结要点​​

该标准建立了​​严谨的土工比热容测试流程​​，覆盖样品制备、仪器校准、绝热混合量热、结果计算及精度控制，并通过实验数据验证了方法的​​重复性（偏差≤1.24%）和复现性（偏差≤1.07%）​​，适用于工程地质与生态修复领域的土体热物性分析。

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