DZ/T 0276.14-2015 巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)規(guī)程 第14部分: 巖石熱導(dǎo)率試驗(yàn)

范圍
DZ/T 0276 的本部分規(guī)定了測(cè)定巖石熱導(dǎo)率的試驗(yàn)方法。
本部分適用于巖石物理力學(xué)試驗(yàn)中的巖石熱導(dǎo)率試驗(yàn)。

術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
熱導(dǎo)率  thermal conductivity
沿?zé)崃鱾鬟f的方向單位長(zhǎng)度材料溫度降低1°C(或用開氏溫標(biāo)表示為1K)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量，它表示巖石導(dǎo)熱能力的大小。

原理
巖石熱導(dǎo)率測(cè)定儀經(jīng)過已知熱導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)板調(diào)試后，輕放在巖石試樣上，測(cè)定出試樣的熱導(dǎo)率值。

儀器設(shè)備
鉆石機(jī)、切石機(jī)、磨石機(jī)。
快速巖石熱導(dǎo)率測(cè)定儀，附方形、圓形探頭及探針。
木質(zhì)或有機(jī)玻璃質(zhì)的裝樣盒: 容積為110mm×65mm×60mm。
干燥箱: 溫度可控制在105°C~110°C范圍內(nèi)。
干燥器。
環(huán)刀: 高為30mm~50mm，直徑為40mm~60mm。
已知熱導(dǎo)率值的玻璃、水晶、硅橡膠板等。
防潮探頭或薄膜。

試樣
試樣處理要求如下:
a) 對(duì)巖芯樣，應(yīng)切制成直徑≥40mm、高≥50mm的圓柱體，將一個(gè)端面磨平，作為測(cè)試面，磨面不平整度不應(yīng)大于0.03mm；
b) 對(duì)不規(guī)則試樣，應(yīng)切制成100mm×60mm×50mm的長(zhǎng)方柱體，并將一個(gè)端面磨平，作為測(cè)試面，磨面不平整度不應(yīng)大于0.03mm。
測(cè)定松軟巖芯樣天然含水狀態(tài)下的熱導(dǎo)率時(shí)，在拆除密封后，應(yīng)先取試樣測(cè)其天然含水率，試樣宜采用干法制備，試樣規(guī)格為直徑≥40mm、高≥50mm的圓柱體。制樣后應(yīng)立即測(cè)試，以保證測(cè)試時(shí)試樣的天然含水狀態(tài)。
飽和試樣按照 DZ/T 0276.5 中真空抽氣法的相關(guān)要求進(jìn)行。
對(duì)自然風(fēng)干試樣，應(yīng)在測(cè)試前半小時(shí)或前1天用酒精將測(cè)試面擦洗干凈，放在與探頭條件相同的環(huán)境中。

試驗(yàn)步驟
儀器調(diào)試
儀器預(yù)熱40min~60min。
根據(jù)試樣的巖性判斷試樣的熱導(dǎo)率范圍(幾種常見巖石的熱導(dǎo)率參見附錄B)，然后選擇探頭(或探針)和測(cè)定檔次，輸入相應(yīng)的校正值。
將探頭(或探針)輕放在已知熱導(dǎo)率的標(biāo)準(zhǔn)板上(如玻璃板、 水晶板或尼龍板)，預(yù)熱4min；按下復(fù)位鍵調(diào)零，再按啟動(dòng)鍵測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)板的熱導(dǎo)率。
取下探頭(或探針)，放在均熱板上冷卻4min，重復(fù)以上步驟，至所測(cè)值在已知熱導(dǎo)率值的2%范圍內(nèi)，儀器預(yù)熱結(jié)束。
試樣測(cè)試
將探頭(或探針)輕放在試樣上，重復(fù)以上步驟。如測(cè)試含水試樣時(shí)，要用防潮探頭或薄膜蒙在試樣上。
打印記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。打印結(jié)束，立即按下復(fù)位鍵、定時(shí)鍵，取下探頭(或探針)，將探頭(或探針)冷卻4min。
重復(fù)上述步驟，每塊試樣應(yīng)測(cè)試3次~4次。
試驗(yàn)結(jié)束后，將儀器各鍵復(fù)位，關(guān)機(jī)。
數(shù)據(jù)記錄
試驗(yàn)過程記錄內(nèi)容和格式見附錄A。

試驗(yàn)結(jié)果整理
單塊巖石熱導(dǎo)率按式(1)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后4位，取相對(duì)偏差不大于5%的平均值報(bào)出。

式中:
K ——巖石的熱導(dǎo)率值，單位為瓦每米攝氏度[W/(m·°C)]；
Ki ——各次測(cè)得的巖石試樣的熱導(dǎo)率值，單位為瓦每米攝氏度[W/(m·°C)]；
n ——測(cè)試次數(shù)。


京都電子KEM 快速巖石熱導(dǎo)率測(cè)定儀 QTM-700