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相似文献
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1.
对于浅层岩土热物性参数测试中常用的实验室和现场热响应试验方法,结合上海某工程的实际情况,提出一种基于室内试验的岩土综合热物性参数确定方法。首先,根据室内、外试验测试结果的差异,选取地层厚度、含水率、密度及渗透系数作为影响二者热物性参数测试差异的主要因素,使用层次分析法确定各影响因素的权值,并按权值大小修正室内热物性参数测试结果。然后,分别模拟室外现场热响应试验和修正后的室内热物性参数以及实际地层的传热过程,得出三者在热量传导能力之间的差距分别为1.2%、1.1%及2.3%。最后,提出埋管深度和导热系数的乘积可代表岩土层的换热能力,且计算出修正后的室内热物性参数对应的均一导热系数与现场热响应试验测出的综合导热系数分别为1.832 W/(m·℃)和1.778 W/(m·℃)。  相似文献   

2.
王婉丽  王贵玲  刘春雷  李郡 《地质学报》2020,94(7):2089-2095
现场热响应试验方法可以获得换热深度内岩土体热物性参数的平均值,能够较真实地模拟地源热泵的实际运行情况,在地源热泵工程勘查设计阶段得到了广泛的应用。本文基于华北平原89个钻孔的热响应试验数据,对地表以下200 m深度内岩土体的综合导热能力进行分析,并对影响综合热导率的因素进行了探讨。结果表明,华北地区综合热导率大部分处于1. 50~2. 16 W/(m·K)之间(25%<累积概率<75%)。在富水性较好、岩石颗粒粗、地下水径流速度较快的区域,地埋管换热器的换热效果明显高于富水性差、岩石颗粒细、地下水径流速度慢的地区。地层岩性、含水率特征和地下水径流条件是影响岩土体综合热导率的主要因素。其中200m深度以内不同地区岩土体的岩性组成各不相同、地下水位埋深不同,是造成综合热导率差异的重要影响因素,地下水径流对岩土体的综合导热能力有促进作用。用无量纲Peclet值(Pe)判断地下水流动对换热过程影响的大小,在0. 28<Pe<0. 84的情况下,Pe值增加47%,岩土体综合导热能力增加7. 56%。  相似文献   

3.
现场热响应试验测试是获取换热深度内岩土体综合热导率最直接的方法,能够快速、直观的体现岩土体换热能力.通过分析研究临清市钻探获取的地质、水文地质参数,结合热响应试验成果资料,分析在一定条件下岩土体综合热导率与初始地温、含水层厚度、渗流速度、地下水位埋深等相互关系,发现综合热导率与初始地温、含水层厚度、渗流速度正相关,与地下水位埋深反相关.在黄河冲积平原(鲁西北)地埋管地源热泵系统开发利用应选择初始地温较高、含水层厚度大(古河道带)、地下水位埋深浅、地下水径流条件好的区域.  相似文献   

4.
在垂直地埋管现场热物性测试中,计算岩土体综合热物性参数时一般采用线热源的简化解析式,求解综合热导率和钻孔热阻。这种方法在各种测试条件下会产生不同程度的误差。通过传热数值计算方法,研究了循环介质流量、加载功率、两次测试的间隔时间、测试设备性能、测试孔深度、回填材料热导率、岩土体中水渗流情况、地温梯度对综合热导率和钻孔热阻误差的影响。以传热数值计算结果为基础,提出了降低线热源计算误差的方法:根据测试条件选择相对合理的测试参数;对系统误差采用模型经验修正法予以消除,或改用完善的数值计算方法求解。  相似文献   

5.
在安徽不同地质条件区开展钻探取样和现场测试,对比分析了岩土体室内和现场测试的热导率结果,地层的热导率会随着固结程度的变好而增大,室内与现场测试结果也具有较好的相关性,地下水动力条件、人类活动会对现场测试结果产生一定的影响。同时针对地埋管型地源热泵系统的不同设计阶段,提出了获取热导率的方法建议,促进了合理开发利用浅层地热能资源。  相似文献   

6.
天津地区浅层地热能赋存条件浅析及前景展望   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过对地质、钻探资料和物探测井、岩土体热物性参数测试等资料的研究,结合综合勘查技术方法和对已有资料的二次开发,查明了天津地区浅层地热能赋存条件,尤其是岩土体的热物理参数变化规律,并借助Excel办公软件,采用数理统计方法对岩土体热物性参数的变化进行了分析。结果表明区内岩土体的热导率为1.23~1.62 W/(m·℃),比热容为1898.52~2201.70 J/(kg·K);粘土和粉质粘土含水量在19%左右时热导率最佳,粉土和粉砂含水量在17%左右时热导率最佳。该区浅层地热能赋存丰富,具有很广阔的开发前景。  相似文献   

7.
利用两种热响应测试方式( 恒热流法和恒温法) 进行地埋管地源热泵换热试验,测试该地的土壤热物性参数。在概述了两种浅层岩土体热物性原位测试仪的原理、特点、测试方法及数据处理方法的基础上,分析比较了两种方法测量的参数,准确地计算出施工现场土壤的热物性参数。两种测试仪测量的热物性参数基本一致,同时热工况或冷工况试验所取得的参数差别不大。在20℃ ~ 30℃排热工况条件下,换热器为120 m 双U 类型时,排热量在25 ~ 60 W/m,在8 ℃取热工况条件下,取热量约30 W/m。热导率约1. 5 W/m·℃,热扩散率约为0. 46 × 10 - 6 m3 /s。  相似文献   

8.
静力触探孔的弯曲与预防静力触探由于在工程地质及岩土工程勘察实践中,取得较好的效果,被广泛应用。但是,采用静力触探仪进行勘探时,常会出现失真现象。分析其原因主要是:(1)仪器失调;(2)电压变化超差;(3)记录仪深度计数器失调;(4)探孔弯曲等。前三个...  相似文献   

9.
以电加热器作为热源的热响应测试仪,仅能进行夏季制冷工况测试,参数设定以经验为主。应用了以热泵作为冷/热源、可测试冬季供暖工况的原位热响应测试仪进行测试实验,结果表明:热泵输出功率稳定,测试功率在夏季制冷工况和冬季供暖工况宜分别设为40~60 W/m和35~45 W/m;热响应测试时间不宜少于48 h,若模型精度要求高于2.5%,需根据地层情况适当延长测试时间;野外测试的冬季供暖工况下热交换孔的热阻为0.08(m.℃)/W,100 m深度内岩土体的综合导热系数为1.67 W/(m.℃)。测试结果可满足地源热泵系统设计要求。  相似文献   

10.
【研究目的】 岩土热物性是影响浅层地热能资源评价及利用的重要参数。【研究方法】 在北京平原区各冲洪积扇采集了695件第四系岩土样品进行热物性及土工参数测试,分析了热物性参数特征及其对浅层地热能开采的影响。【研究结果】 北京平原区第四系岩土热导率平均值为1.465~2.022 W/(m·K),热扩散率平均值为0.450×10-6~0.841×10-6 m2/s,比热容平均值为2.323~3.080 MJ/(m3·K),热导率(λ)与热扩散率(κ)值存在一定的线性关系,相关方程为λ =1.6973κ + 0.6127。第四纪松散沉积物颗粒越细,热导率值越低;含水率0~5%范围内,热导率随含水率增加迅速增大,含水率5%~20%范围内,热导率增加变缓并趋于稳定,含水率20%~40%范围内,热导率随含水量增大而降低;在天然状态下,热导率随着密度的增加而增大,随着孔隙比的增加而降低;样品温度在0~40 ℃范围内,热导率随温度升高呈先减小后增大的趋势,20 ℃时热导率最低。【结论】 第四系热物性参数随地质条件变化而变化,热物性参数大小会影响浅层地热能储存、采集和扩散能力,热导率、热扩散率及比热容越大,岩土蓄热和导热能力越强。  相似文献   

11.
岩土体综合导热系数影响因素研究   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
为缓解中国能源消耗与经济发展的矛盾,高效调整国家能源结构,开发利用绿色的地热能已是大势所趋。通过室内测试法和现场热响应试验,研究了不同岩土体的导热系数特征值及其影响因素。研究结果表明: 岩土体导热系数与天然含水率和孔隙率呈负相关,与天然重度和干燥重度呈正相关; 导热系数受干燥重度和孔隙率影响程度较大,受天然含水率和天然重度影响程度较小。通过比较不同加热功率和单、双U地埋管换热器的现场热响应试验测定的各类岩土体导热系数的差异可知,大功率(6 000 W)情况下岩土体综合导热系数比小功率(4 000 W)时大10%~30%; 在相同功率条件下,同一场地内双U地埋管换热器导热系数比单U地埋管大30%左右,使用双U地埋管换热器可有效减少成孔深度及个数。通过系统分析岩土体导热系数的影响因素,为地热能的勘查评价提供数据和理论支持,旨在促进区域地热能开发利用,为构建环境友好型社会服务。  相似文献   

12.
以武汉某项目为例,分别采用恒热流法(R1孔:3 kW、6 kW)和恒温法(R2孔:进水温度30℃、35℃)对竖直双U型地埋管试验孔进行热响应试验。在介绍了项目地质情况、试验原理及试验设计的基础上,进行现场试验及结果分析与比较,并结合场地的水文地质条件以及岩土体可钻性,分析了竖直地埋管地源热泵系统在本地区的适应性,其结果可为地源热泵优化设计提供参考。  相似文献   

13.
鉴于地下岩土的复杂性和多样性,在确定地下岩土热物性参数时宜尽量采用现场测试的方法.现场原位热传导试验是实施地源热泵工程的关键环节,是合理开发浅层地热能的基础.本文介绍了现场原位热传导试验的原理和方法,并以潍坊城区的实际工程为例,获得了当地土壤原始温度、导热系数及地下换热量参考值,可为设计人员结合建筑结构、空调负荷特点等优化她源热泵工程提供基础数据.  相似文献   

14.
为了准确获得地下岩土体热物性参数,基于两种热源模型理论,详细分析了岩土体热物性现场热响应测试的模型理论及数据处理方法。以丹阳市滨江新城三口100 m深单U型垂直埋管试验孔恒热流散热试验为例,采集现场测试数据得到埋管供回水温度响应曲线,采用两种方法对试验数据进行分析处理。通过与实测温度值进行对比,发现相对于圆柱面热源,线热源理论的拟合情况更优,所计算出的各个参数更接近实际。线热源理论可广泛应用于岩土体热物性测试数据的处理分析。  相似文献   

15.
天津地区地层热物性特征及影响因素分析   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
为分析天津地区地层热物性参数的地区分布特征和平面分布规律,布置88个勘查孔、现场采集1 076个岩土样、室内分析热导率、比热容、热扩散系数等地层热物性实验,对测试数据进行统计分析。结果表明:天津市岩土体热导率在1.26~1.70 W/(m·K),比热容在2 050~2 090 J/(kg·K),热扩散系数在0.45×10-6~0.74×10-6 m2/s。同一地区不同岩性的比热容,黏土最大、粉砂最小,热导率刚好相反,热扩散系数与比热容规律相同;不同地区同一岩性的热物性参数差别不大。天津市比热容与热导率呈现大致相反的趋势,热导率高值区位于蓟县、宝坻和宁河的东部、武清西部、静海南部以及滨海新区的中部地区;比热容高值区位于蓟县、宝坻和宁河西部、武清东部、静海北部以及滨海新区大部分地区。  相似文献   

16.
最大剪切模量是土的基本力学特性参数,对土动力特性分析和岩土工程抗震设计有着重要的意义。目前最大剪切模量的确定主要依赖于室内试验,土样的采取和室内试验既耗时又不能保证精度。以江苏北部里下河古泻湖相软土地区高速公路建设为工程背景,采用地震波孔压静力触探(SCPTU)和下孔法(DHT)进行了土层剪切波速的测试,基于SCPTU和DHT剪切波速测试资料建立了最大剪切模量Gmax与SCPTU测试参数之间的相关关系。结果表明:采用SCPTU测试的锥尖阻力和孔压参数能够用于对软土的最大剪切模量的初步评价。  相似文献   

17.
岩石热物理性质的基础研究大致经历了4个阶段,已广泛应用于岩石圈热结构、沉积盆地热演化史、岩土工程、地热等领域,近年来在油气领域的科学问题上备受关注。在归纳总结岩石热物理性质当前研究进展的基础上,对未来的发展趋势进行了展望。热导率是表征岩石热物理性质最重要的参数,其获取方法以室内实验室测量为主,测量方法有稳态法和非稳态法两大类。此外还发展了一些基于圆柱形热源探管、圆盘形热源探管、球形热源探管的原位点测方法和基于数理统计的预测方法和模型。学者们通过大量实验探讨了岩石热导率参数与其他物理性质之间的内在关系,并以火山岩、碳酸盐岩、碎屑岩等常见岩石实验结果验证其存在的一般规律。研究表明岩石的热导率受多种因素影响,岩石学特征是其中最重要的因素,孔隙度、含流体性质、声学特性也与之密切相关,同时会受到温度、压力、各向异性的影响。纵观岩石热物理性质的研究现状,认为在油气领域有以下发展趋势:首先,页岩气作为目前油气勘探的热点,其形成机理和成藏过程受页岩热物理性质的控制,但页岩热导率与有机孔、有机碳含量、含气量、可压裂特征间的关系还未可知,因此探索含气页岩的热物理性质是一大研究方向。其次,大数据研究是大势所趋,尽管岩石热学参数的数据库在不断扩大,但要想得到准确的岩石原位热导率大数据库,在井中完成热导率原位连续测量则是最好的方法。因此发展基于岩石热物理性质的测井方法原理和仪器研究是另一大发展趋势。  相似文献   

18.
勘查评价浅层地热能地质条件及换热能力是高效开发浅层地热能资源的关键基础,对高效、可持续利用浅层地热能起着举足轻重的作用。不同区域地质条件千差万别导致地下换热效果不同,目前现场热响应试验,是地埋管地源热泵系统区域调查评价和应用项目场地勘查中,采用的重要勘查手段。通过现场热响应试验获得地温场初始地温、岩土体的热物性参数,计算得出每个地埋孔的换热能力即换热功率,可为评价地埋管地源热泵系统适宜区域的浅层地热换热功率提供依据,指导地埋管地源热泵系统地下换热系统设计。本文主要对地层初始地温、不同测试功能测试所得数据,进行了对比及应用分析,对指导现场热响应试验的科学合理应用,具有重要的参考意义。  相似文献   

19.
赵秀峰  曹景洋 《地质学刊》2010,34(2):116-116
2010年4月,江苏省地质调查研究院测试所通过中国合格评定国家认可委员会(CNAS)评审组的实验室认可复评审。至此,该院测试所已获CNAS认可的检测能力达到43个产品,799个参数,较2005年初次认可增加了11个产品,87个参数,主要集中在矿石与矿物、水、岩土、建筑材料等领域。  相似文献   

20.
基于现场热响应测试方法的地下岩土热物性分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
目前获取导热系数的主要方法是现场热响应试验,但该方法缺乏统一的技术标准,导致计算结果可比较性差,难以应用。笔者开展了不同热响应试验设备的原位热物性测试系列试验,分析了测试与数据处理方法对测试结果的影响,探讨了试验过程中需要注意的问题。结果显示:为减少试验误差,两次热响应试验测试的时间间隔不应少于10 d;应尽量避免循环水与岩土介质以外的其他介质产生热量交换;对于恒热流热响应试验,导热系数值与舍弃时间(1.0~12.0 h)成正相关关系;而对于定进回循环水温差的热响应试验,导热系数值与舍弃时间(0.0~12.0 h)成负相关关系;舍弃时间大于12.0 h时,导热系数变化趋于稳定。按统一标准舍弃前12.0 h的测试数据进行导热系数计算,6家单位的导热系数计算值都在2.2~2.8 W/(m·℃)范围内,测试结果合理可靠。  相似文献   

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