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申请/专利权人：内蒙古大学

摘要：本发明提供一种冻土受荷变形过程中的热耗散能测算方法，以下步骤：试样制备，首先将取回的根河粉质粘土在105℃温度下进行烘干，然后将充分烘干过后的土样充分碾碎后过2mm筛，将过筛后的根河粉质粘土制备成目标含水率15%，目标干密度1.70gcm3的试样，三轴试验试样尺寸为50mm×100mm，将制备好的试样放入‑30℃恒温箱快速冷冻48h。本发明提供的一种冻土受荷变形过程中的热耗散能测算方法，可以获取冻土材料在受荷变形过程中由加载因素引起的热耗散能，可以在不同的冻土试验仪器上进行应用，通过确定不同冻土材料的热耗散试验适用温度、液压油和冻土材料的比热，即可使用该发明测算其在受荷变形过程中由加载因素引起的热耗散能，具有通用性。

主权项：1.一种冻土受荷变形过程中的热耗散能测算方法，其特征在于，以下步骤：S1、试样制备，首先将取回的根河粉质粘土在105℃温度下进行烘干，然后将充分烘干过后的土样充分碾碎后过2mm筛，将过筛后的根河粉质粘土制备成目标含水率15%，目标干密度1.70gcm3的试样，三轴试验试样尺寸为50mm×100mm，将制备好的试样放入-30℃恒温箱快速冷冻48h；S2、弯曲元试验；S21、首先使用工具在制备好的标准三轴试件的顶面与底面开出凹槽，凹槽尺寸与弯曲元压电陶瓷片探头尺寸一致并保证试件上下两端凹槽完全平行、对中；S22、将三轴压力室底座更换为弯曲元设备配属的专用底座，然后将开好槽口的试件安装在专用底座上，保证底座上的弯曲元压电陶瓷片探头紧密贴合在槽口内，下落压力室并注满二甲基硅油；S23、打开GDS冻土三轴仪自带的冷浴系统，通过GDS冻土三轴试验仪控制系统设置试验温度条件，待温度条件稳定后，通过弯曲元控制软件开展弯曲元波速测试试验，确定热耗散试验适用温度在-12℃以下；S3、热耗散试验；S31、将制备好的试样取出，在试样两端依次放置一对滤纸和一对透水钢片，利用承模筒和洗耳球将试样套在乳胶模上并在试样顶端安装试样顶帽；S32、将套好乳胶模和顶帽的试样移至压力室内，下移压力杆使之与试样顶帽紧密接触，将第一个温度探头固定在冻土试样中间部位，第二个温度探头固定在压力室内，第一个温度探头用于检测冻土试样温度，第二个温度探头用于检测二甲基硅油温度；S33、使压力室下落，打开上油阀并向压力室内注满二甲基硅油，关闭上油阀；S34、安装自设计的隔热装置，获取压力室内液压油体和试件在试验温度下的比热，本研究使用TEMPOS热特性分析仪测定在-15℃时，压力室内所用液压油体（二甲基硅油）质量比热为360.55J（kg•℃），根河冻结粉质黏土质量比热为1153.52J（kg•℃）；S35、打开冻土三轴仪自带的冷浴系统使压力室温度降至-15℃并保持稳定，随后关闭冷浴系统做无加载的自然升温，期间监测冻结根河粘土试样表面和二甲基硅油期间的温度变化，采集30min后重新将试验温度降低至-15℃并保持稳定；S36、利用冻土三轴系统对试样进行加载，在开始加载的同时关闭冷浴系统采集冻结根河粘土试样表面和二甲基硅油的温度变化数据，保证除加载条件外，两个阶段的升温过程完全相同；S37、根据S35和S36采集的数据计算热耗散能，利用具体计算方法为两个阶段的升温的差值分别乘其对应的比热以及质量，两者之和即为热耗散能，热耗散能的计算公式为：，式中和分别为二甲基硅油和冻结根河粉质黏土试样对应某一时刻的升温差值，和分别为在试验条件下二甲基硅油和冻结根河粉质黏土试样的质量比热。

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