[发明专利]一种饱和砂土渗透率–导热指数测试装置及其测量方法

权利要求书

1.一种饱和砂土渗透率–导热指数测试装置，其特征在于包括上下配合连接的测温部和下埋部，所述下埋部和测温部用以插入砂土体，所述下埋部上配合设置恒温热源，所述测温部上设置第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器，所述第三温度传感器位于中央，所述第四温度传感器和第一温度传感器分别位于第三温度传感器的上下两侧，所述第五温度传感器和第二温度传感器分别位于第三温度传感器的左右两侧；

所述测试装置还包括热源稳压控制器、温度显示记录仪、控制单元及后处理程序模块，所述控制单元分别与热源稳压控制器、温度显示记录仪及后处理程序模块电连接，所述热源稳压控制器与恒温热源电连接，所述温度显示记录仪与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器电连接；

所述后处理程序模块通过以下公式计算渗透率-导热指数：

式中：κ–砂土体渗透率；n–砂土体孔隙率；μ–水的粘性系数,x₁、x₂–分别为水平方向上第五温度传感器与第三温度传感器的间距及第三温度传感器与第二温度传感器的间距；y₁,y₂–分别为竖直方向上第四温度传感器与第三温度传感器的间距及第三温度传感器与第一温度传感器的间距；ρ_f-水的密度；β–水的热膨胀系数；λ–导热系数；T_c–环境温度；T₆-第一温度传感器测量得到的温度值测定的温度值；T₇-第二温度传感器测量得到的温度值测定的温度值；T₈-第三温度传感器测量得到的温度值测定的温度值；T₉-第四温度传感器测量得到的温度值测定的温度值；T₁₀-第五温度传感器测量得到的温度值测定的温度值；c_pf–水的热容；g-重力加速度。

2.根据权利要求1所述的一种饱和砂土渗透率–导热指数测试装置，其特征在于所述下埋部为锥状结构。

3.根据权利要求1所述的一种饱和砂土渗透率–导热指数测试装置，其特征在于所述测温部的上端配合连接支撑部，所述支撑部用以与砂土体表面相抵。

4.根据权利要求3所述的一种饱和砂土渗透率–导热指数测试装置，其特征在于所述测温部与支撑部之间配合连接上连接部。

5.一种如权利要求1-4中任一所述测试装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将下埋部和测温部垂直插入砂土体；

步骤二：将温度显示记录仪与第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器连接，显示并记录砂土体的初始温度；将热源稳压控制器连接恒温热源，启动热源稳压控制器对恒温热源进行加热，通过热源稳压控制器确定恒温热源温度数值稳定不变，确定温度显示记录仪上第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和第五温度传感器温度数据稳定，终止测量；

步骤三：数据导入后处理程序模块，后处理程序模块计算渗透率-导热指数。

6.根据权利要求5所述的一种测量方法，其特征在于所述步骤一中，通过液压装置将下埋部和测温部打入砂土体中。