[发明专利]一种测定软土界面接触热阻的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种测定软土界面接触热阻的试验装置及方法，属于界面接触热阻试验装置领域，一种测定软土界面接触热阻的试验装置及方法，本方案通过电动伸缩杆将检测主体测量球运输到远离桩体的位置，错开测量球与桩体布桩过程中损坏的软土间截面的位置，减小因布桩造成的系统误差，增加检测的准确性，在电动伸缩杆运送测量球的过程中通过充满空气并鼓起的保护球对测量球和针形温度传感器进行保护，不易影响检测结果，在测量球运输到指定位置后，保护球破裂，实现测量球和针形温度传感器与软泥层接触，而破裂的保护球则会在强化网和填充管的牵扯作用下保持相对完整，方便后续统一回收，不易造成额外的环境污染。

技术领域

本发明涉及界面接触热阻试验装置领域，更具体地说，涉及一种测定软土界面接触热阻的试验装置及方法。

背景技术

软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑～流塑状态的黏性土。软土是一类土的总称，并非指某一种特定的土，工程上常将软土细分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。

两个名义上互相接触的固体表面，实际上接触仅仅发生在一些离散的面积元上，在未接触的界面之间的间隙常常充满了空气，热量将以导热的方式穿过这种气隙层，这种情况与固体表面完全接触相比，增加了附加的传递阻力，称为接触热阻。接触热阻等于两个交界表面温度之差除以热流量。接触热阻单位是：㎡·K/W。

交界面上接触热阻的存在主要是由于表面粗糙度的影响。接触部位之间普遍存在着空隙，在多数工程实践中，间隙中充满着空气。因此传热是借通过接触间隙的传导和/或者辐射、对流实现的。接触热阻可以看作是两个并联的热阻：1，来自于接触面积部位产生；2，由间隙产生。接触面积通常很小，特别是粗糙的表面，其主要作用的是间隙所产生的热阻。

与一般的固体介质不同，由于软土自身具有一定的流动性，相邻两种软土层之间的界面基本没有明显的边界，故传统的打桩送入传感器的方法极易对软土层之间的界面造成破坏，影响最后的测量结果，使测量误差较大。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种测定软土界面接触热阻的试验装置及方法，可以实现不易在打桩送入传感器过程中造成相邻软土层之间界面的破坏，影响最后的测量结果，减小测量误差。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种测定软土界面接触热阻的试验装置，包括桩体，所述桩体的侧壁上开凿有第一测量室和第二测量室，所述第一测量室位于第二测量室的上侧，所述第一测量室和第二测量室的侧壁上均固定连接有电动伸缩杆，两个所述电动伸缩杆的另一端均固定连接有测量球，位于第一测量室内的所述测量球内装设有加热装置，所述测量球的外壁上固定连接有多个针形温度传感器，多个所述针形温度传感器均匀分布在测量球的外壁上，所述测量球的外侧套设有保护球，所述保护球位于针形温度传感器的外侧，所述电动伸缩杆靠近测量球的一端贯穿保护球并与保护球固定连接，所述电动伸缩杆上开凿有通气室，所述通气室上开凿有通风通孔，所述通风通孔内滑动连接有与自身相匹配的密封活塞，所述密封活塞的侧壁上开凿有一对通气孔，所述通气孔贯穿密封活塞，所述通气室内壁上固定连接有一对限位滑杆，看两个所述限位滑杆远离通气室内壁的一端均贯穿密封活塞并延伸至密封活塞的下侧，所述限位滑杆的外侧套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别于通气室内壁和密封活塞固定连接，可以实现不易在打桩送入传感器过程中造成相邻软土层之间界面的破坏，影响最后的测量结果，减小测量误差。

进一步的，一种测定软土界面接触热阻的试验装置的使用方法，主要步骤包括：