岩土热导率预测正三棱柱-准内切球单元结构模型

 褚召祥 王一鸣 李晓昭 董凯军 顾晓滨 贾国圣

1.中国矿业大学力学与土木工程学院,江苏 徐州 221116;深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏 徐州 221116  2.中国矿业大学力学与土木工程学院,江苏 徐州 221116  3.深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏 徐州 221116;深地科学与工程云龙湖实验室,江苏 徐州 221116  4.中国科学院广州能源研究所,广东 广州 5106405.西安交通大学人居学院,陕西 西安 710049

摘要：借鉴细观力学均质化思想,采用热电类比-集总参数法,在细观尺度建立了固流两相(干燥或饱和)岩土热导率预测正三棱柱-准内切球单元结构(Unit cell)模型,并基于34组文献试验数据和238组模型预测数据进行了对比分析.研究结果表明:①正三棱柱-准内切球单元结构在克服球、圆柱单元结构固有的空间修正缺陷同时,相对立方体-准内切球单元结构(孔隙率0.035～0.473)孔隙率适用范围扩展至0～0.6,可覆盖大部分天然岩土介质孔隙率范围;②MATLAB数据可视化显示正三棱柱-准内切球单元结构模型预测热导率随孔隙率增大呈凹形降低,低孔隙率(<0.2)岩土热导率预测结果偏低且趋向串联模型下限,高孔隙率(0.4～0.6)岩土热导率预测结果与试验测试值吻合度较高;③两相干燥状态下本模型相对其他单元结构模型预测效果更好,均方根误差RMSE和归一化均方根误差NRMSE最小,分别为 0.89 W/...

关键词：岩土介质表观热导率孔隙率关联式演化

分类号：TU432(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金 ( 42107156 )  国家自然科学基金 ( 42230704 )  创新引智计划 ( B23003 )  江苏省自然科学基金 ( BK20231501 )  徐州市科技计划 ( KC23383 )  广东省新能源 可再生能源研究开发与应用重点实验室开放基金 ( E039kf0501 )