11 比热容试验
11.0.1 比热容试验宜采用冷却法进行试验。
11.0.2 冷却法测定岩土比热容适用于粉质黏土、粉土和砂土。
11.0.3 室内环境温度应控制在25℃±2℃。
11.0.4 试样的含水率应与导热系数测试土样一致。
11.0.5 本试验所采用的主要仪器设备应符合下列规定:
1 高精度恒温箱测量范围宜为室温+5℃~250℃;
2 黄铜试样筒直径宜为450mm~550mm;
3 内装测温热电耦的保温桶。
11.0.6 比热容试验应按下列步骤进行:
1 将呈松散状的试样装入试样筒内,称重并计算试样重量。
2 将装好试样的试样筒放入恒温箱中加温,恒温箱温度设定为55℃,接入测温热电偶测量岩土试样温度。
3 将热电偶冷端插入装有冰水混合物的冷端补偿保温桶中。
4 用比热容测试仪测试试样和水样的初始温度。
5 快速从恒温箱中取出试样筒,将试样混入保温桶的水样中,快速搅拌后装好保温桶,并加入热电偶测量温度。每1min采集一次数据,直至温度变化均匀后停止试验。
11.0.7 比热容应按式(11.0.7)计算,结果应精确至0.01kJ/(kg·K):
式中:Cm——岩土在t3到t1温度范围内的平均比热容[kJ/(kg·K)];
Cb——试样筒材料(黄铜)在t3到t1温度范围内的平均比热容[kJ/(kg·K)];
Cw——保温桶中水在t2到t3温度范围内的平均比热容[kJ/(kg·K)];
t1——岩土下落时的初温(℃);
t2——保温桶中水的初温(℃);
t3——保温桶中水的计算终温(℃);
G1——水质量(g);
G2——试样质量(g);
G3——试样筒质量(g)。
11.0.8 导温系数应按式(11.0.8)计算,结果应精确至0.00001:
式中:α——试样的导温系数(m2/h);
λm——试样的导热系数[W/(m·K)];
Cm——试样的比热容[kJ/(kg·K)];
ρ——试样的天然密度(g/cm3);
3.6——计算单位的换算常数。
11.0.9 比热容试验记录应按表11.0.9填列。
表11.0.9 比热容系数试验记录