技術(shù)文章
快速法巖土導(dǎo)熱系數(shù)測試儀的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),核心是 “方法合規(guī)、參數(shù)精準(zhǔn)、場景適配",國內(nèi)國標(biāo)行標(biāo)與國際標(biāo)準(zhǔn)形成完整體系,直接決定測試數(shù)據(jù)能否用于工程驗收和科研交流。
國內(nèi)最核心的基礎(chǔ)方法標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T 10297-2015,明確用熱線法測試,要求儀器用恒定功率探針,測溫精度不低于 ±0.01℃,必須記錄加熱后 30~120 秒的溫度 - 時間曲線,巖土這類多孔非均質(zhì)樣本能直接測,不用均質(zhì)化處理,適配性很強。
工程應(yīng)用里,JGJ 143-2016 是地源熱泵項目的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn),勘查階段必須用快速法,樣本密度 1.4~2.2g/cm3、含水率 5%~30% 時,測試偏差得≤±3%,現(xiàn)場測試要避開振動源,探針插入深度至少是樣本直徑的 3 倍。
GB 50021-2019 覆蓋各類巖土工程,把快速法列為熱物性參數(shù)首先選擇的測試方法,凍土、改良土得用專用探針,實驗室批量測試要做 3 次平行試驗,偏差≤5%,現(xiàn)場測試還得同步記地溫梯度。
專項場景有明確規(guī)范:寒區(qū)工程看 JGJ 118-2010,儀器要適配 - 20℃~20℃寬溫范圍,凍融循環(huán)下導(dǎo)熱系數(shù)變化率測試偏差≤±5%;公路工程按 JTG E40-2007,用瞬態(tài)熱線法,測量范圍得覆蓋 0.1~5.0W/(m?K),滿足路基土測試需求。
國際標(biāo)準(zhǔn)方面,ASTM D5334-22 認(rèn)可度高,規(guī)定熱針探針直徑≤1.5mm、長度≥50mm,加熱功率 0.1~1W/cm,弱膠結(jié)巖體要用防折斷探針,數(shù)據(jù)得修正孔隙空氣熱阻。ISO 22007-2008 針對瞬態(tài)平面熱源型儀器,探頭是雙螺旋結(jié)構(gòu),測試時間 1~600 秒,塊狀巖石樣本直徑≥45mm、厚度≥15mm,和國內(nèi) GB/T 32064-2015 要求一致,方便數(shù)據(jù)互認(rèn)。
所有標(biāo)準(zhǔn)都強調(diào)三點:方法必須是非穩(wěn)態(tài)熱線法或瞬態(tài)平面熱源法,導(dǎo)熱系數(shù)測試誤差≤±3%、溫度控制精度≤±0.5℃,實驗室測試環(huán)境要滿足 23±2℃、50±5% RH,只有符合這些標(biāo)準(zhǔn),測試數(shù)據(jù)才具備可靠性和適用性。
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