济南市浅层岩土导热系数影响因素分析

doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.03.016

山东科学 ›› 2019, Vol. 32 ›› Issue (3): 103-112.doi: 10.3976/j.issn.1002-4026.2019.03.016

济南市浅层岩土导热系数影响因素分析

高志友¹，朱喜^2*，张勇¹，王婉丽²，孙明远¹，张庆莲³

1.山东省地矿工程集团有限公司，山东济南 250001；2.中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄 050061；3.河北地质大学资源学院，河北石家庄 050031

收稿日期:2018-07-26 出版日期:2019-06-20 发布日期:2019-06-01
通信作者: 朱喜(1986—)，男，助理研究员，研究方向为水文地质及地热能利用技术。E-mail:308740771@qq.com E-mail:308740771@qq.com
作者简介:高志友（1986－），男，工程师，研究方向为水文地质工程地质。E-mail: 1360950674@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(41602271)；中国地质科学院水文地质环境地质研究所科研项目(SK201501）

Analysis of influencing factors on heat conductivities of shallow layer rock and soil in Jinan

GAO Zhi-you¹，ZHU Xi²，ZHANG Yong¹，WANG Wan-li²，SUN Ming-yuan¹，ZHANG Qing-lian³

1. Shandong Geo-Mineral Engineering Group Co. Ltd., Jinan 250001，China; 2.The Institute of Hydrogeology and Environmental Geology, CAGS, Shijiazhuang 050061, China; 3. Heibei GEO University, Shijiazhuang 050031, China

Received:2018-07-26 Online:2019-06-20 Published:2019-06-01

摘要/Abstract

摘要： 热物性参数的选取对地源热泵系统的换热效率有明显的影响。根据济南市岩土热物性测试数据，通过分析对比获得岩性和导热系数、比热容等热物性参数的相关关系。分析表明，岩石的导热系数普遍大于第四系松散层，岩石导热系数由高到低为沉积岩、岩浆岩、变质岩，灰岩密度、含水率和孔隙率对热物性参数的影响显著。导热系数随密度增大呈线性增加，随含水率增大呈线性减小，随孔隙率增大呈线性减小。得到以孔隙率为单变量的导热系数和热扩散系数的估算公式。所得结论对济南市浅层地热能调查、评价和开发有指导意义。

关键词: 浅层地热能, 热物性, 物理性质, 影响因素, 济南市

Abstract: The selection of thermal and physical parameters of rock and soil has obvious influence on the heat exchange efficiency of ground source heat pump system. According to test data of thermal properties of rock and soil samples from Jinan, the correlations between the lithology and thermal physical parameters such as thermal conductivity and specific heat capacity. The analysis showed that heat conductivities of rocks were generally higher than that of the Quaternary loose strata. Heat conductivities of rocks ranked from high to low as sedimentary rock，magmatic rock，metamorphic rock. The density, water content and porosity of limestone had significant effects on the thermal physical parameters. Lab measurements indicated heat conductivity of limestone increased linearly with the increase of its density, decreased linearly with increase of its moisture content or porosity. The formulas for estimating heat conductivity and thermal diffusivity with porosity as a single variable were obtained. This work should be instructive to the investigation, evaluation and development of shallow geothermal energy in Jinan.

Key words: shallow geothermal energy, thermalphysical properties, physical properties, influencing factors, Jinan

中图分类号:

P641.8

高志友, 朱喜, 张勇, 王婉丽, 孙明远, 张庆莲. 济南市浅层岩土导热系数影响因素分析[J]. 山东科学, 2019, 32(3): 103-112.

GAO Zhi-you, ZHU Xi, ZHANG Yong, WANG Wan- li, SUN Ming-yuan, ZHANG Qing-lian. Analysis of influencing factors on heat conductivities of shallow layer rock and soil in Jinan[J]. Shandong Science, 2019, 32(3): 103-112.

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