地层热物性原位测试方法及仪器

可用来划分地层的原位测试方法地球层序的划分是地质学研究中最基本、最重要的课题之一。

在地质学家对地球层序的研究中，往往需要通过一系列的原位测试方法来获取地层信息。

本文将介绍几种常用的可用来划分地层的原位测试方法，包括：1. 钻孔岩芯分析2. 物化测试3. 放射性同位素测定4. 地质测量5. 生物化石记录一、钻孔岩芯分析钻孔岩芯是用机械力将地下岩石钻取到地表的一种方法。

钻孔岩芯提供了研究地层的标准样品，可通过对岩芯样品进行地质学分析，确定不同岩层的组成、结构、颜色、粒度、岩性等信息，从而划分不同的地层。

常用的岩芯分析方法包括光学显微镜分析、X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）分析等。

钻孔岩芯分析的优点在于可以获得精确的层位和岩性信息，能够掌握地层的垂直变化规律，并揭示地球的演化历史。

不过，钻孔岩芯的缺点在于成本高昂，而且岩芯分析需要消耗大量的时间和人力。

二、物化测试物化测试通过对不同地层中元素、矿物、化合物等的测定，以及矿物形态、地球化学特征、稳定同位素比值、微量元素含量等多角度的对比分析，从而了解不同地层之间的地球化学差异，进而推断地层的年代和环境变化。

物化测试主要包括岩石相分析、地球化学分析、稳定同位素分析、微量元素分析等。

物化测试的优点在于能够提供定量化的测量结果，分析深入精准。

缺点在于检测方法较为复杂，同时不同的地层元素、矿物、化合物等之间存在交叉作用，需要综合多个方法并加以结合分析。

三、放射性同位素测定放射性同位素测定是通过测定各种放射性元素和同位素在地层中的各成分占比和比值，从而推断地质年代和沉积环境的一种方法。

放射性同位素测定包括放射性同位素测年、放射性同位素地球化学等多种方法。

放射性同位素测定的优点在于精度较高，能够精确地测定各种元素的含量、比例和年代，有助于揭示岩石的成熟度、堆积年龄、排列顺序等信息。

缺点在于测定时需要测量同位素轻重比值，仪器设备复杂、昂贵，并存在误差源。

四、地质测量地质测量是通过地面探测和地下勘测，测定地球上各种地层的分布和厚度，以及不同地层堆叠的顺序等信息，从而推断地质年代和沉积环境的一种方法。

原位测试的方法
以下是 8 条关于原位测试的方法：
1. 标准贯入试验呀，就好像用一个大锤子去试探土层的坚硬程度！比如说在修房子之前，工程师们就会用这个方法去了解地面是不是够结实。

2. 静力触探那可是个精细活儿，就如同轻轻地去触摸土层的脾气一样！像是在勘察地质情况时，这个方法可好用啦。

3. 十字板剪切试验呀，这就好比在和泥土进行一场拔河比赛呢！想想看，在研究软土地基的时候，不就靠它来看看泥土的强度嘛。

4. 旁压试验，真的像给土层做一次特殊的“体检”呀！比如说要建一座大桥，那就得用它来好好检测一下。

5. 波速测试，哎呀呀，就如同给大地测测脉搏跳动的速度！在判断地震安全性的时候，不就需要它嘛。

6. 静力载荷试验，这不就是给地面施加压力，看看它能撑住多大的劲儿嘛，就像考验一个大力士一样！比如要建个大仓库，那可不得先这么试试。

7. 扁铲侧胀试验，嘿，这就像是用一个特殊的铲子去探索土层的秘密呢！在一些特殊的地质勘察项目中，它可立功啦。

8. 水压致裂法，哇塞，这简直就是给地层来一次特别的“挑战”呀！比如在研究深层地质构造时，这个方法可太重要啦。

我觉得原位测试的这些方法真的都超级厉害，各有各的用处，能为各种工程和地质研究提供非常关键的数据和信息呢！。

地源热泵地埋管系统现场热物性测试方法与要求现场热物性测试方法与要求A.1 一般规定A.1.1现场热物性测试的目的主要是得到在地埋管换热器设置深度范围内当地岩土层的表观导热系数，作为按照一定的传热模型设计地埋管换热器或模拟地源热泵系统性能的基础数据。

A.2 测试方法A.2.1现场热物性测试的原理是通过对钻孔埋管换热器施加一个恒定的热（或冷）负荷，记录循环液（通常是水）的进出口温度随时间的变化，根据一定的传热模型反推岩土层的热物理性质。

根据试验得到的温度响应数据计算岩土体的导热系数时，宜采用线热源模型；此时，热响应试验初始阶段的数据（约10-15 h）不适合线热源模型，应舍去。

也可以采用基于数值计算模型的参数估计方法来确定岩土体的热物性。

A.2.2用作现场热物性测试的钻孔埋管换热器的设置方式、深度和回填方式应与拟建设的地埋管换热器保持一致。

A.3 技术要求A.3.1对现场热物性测试的技术要求是：1. 热物性测试的时间应大于36h。

2. 加热功率应为每米钻孔50-80W，大致为实际U型管换热器高峰负荷值。

3. 加热功率的标准差应该小于其平均值的1.5%，最大偏差应小于平均值的±10%；或由于加热功率的变化引起的平均温度值对于T（温度）-- log t（时间的对数）坐标上的一条直线的偏差应小于0.3 K。

4. 循环水进出口温度的测量、转换和记录的综合精度应不低于±0.3 K。

5. 功率的测量、传输和记录仪器的综合精度应不低于读数的±2%。

6. U型管内的流速应适当，以保证U型管进出口温差为3.5-7 K。

7. 热物性测试应于完成埋管和回填5天以后再开始进行。

8. 地下岩土体的初始温度在上述等待期以后测试，可以在注满水的管中在不少于三处不同的深度直接插入测温元件测定并求平均值；或在没有开始加热而循环泵已启动的情况下以短的时间间隔（例如10s），在10-20min内连续记录U型管的出口水温，得到的循环水柱塞流通过测温元件时的温度数据可反映岩土体的初始温度分布。

专利名称：地源热泵的地层原位热物性及地埋管换热量测试仪和测试方法
专利类型：发明专利
发明人：李晓昭,车平,马娟
申请号：CN201010542651.5
申请日：20101115
公开号：CN102033079A
公开日：
20110427
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种地源热泵的地层原位热物性及地埋管换热量测试仪，该测试仪包括管路循环系统、测试系统和监控系统，其中管路循环系统由流量传感器、循环水泵、电加热器、膨胀罐、排气阀、三通阀、补水阀通过接头连接U型地埋管所构成的回路；测试系统由流量传感器、温度传感器、压力传感器、功率传感器所构成，并分别与监控系统相连，该测试仪结构紧凑，便于携带，一台机器可以同时实现地层热物性测试和换热量测试的两种测试模式，一机两用，经济方便；两个循环泵轮流使用，延长了循环泵的使用寿命，测试调节较方便，测试数据准确。

申请人：南京大学,江苏南华地下空间研究所有限公司
地址：210093 江苏省南京市汉口路22号
国籍：CN
代理机构：南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：楼高潮
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原位测试方法
原位测试是在岩土原来所处的位置上或基本上在原位状态和应力条件下对岩土性质进行的测试。

常用的原位测试方法有：载荷试验、静力触探试验、旁压试验、十字板剪切试验、标准贯入试验、波速测试及其他现场试验。

这些方法基本保持了天然结构、天然含水量以及天然应力状态，用于测定岩土的工程力学性质指标。

选用原位测试方法应以土层情况、设计参数的要求以及建筑物等级等因素确定。

例如，静力触探方法常用于评价土的强度和变形指标，应结合本地区经验取值；十字板剪切试验适用于测定软土的抗剪强度；标准贯入试验可用于评价土的均匀性和定性地划分不同性质的土层，以及软土中夹砂层的密实度和承载力；旁压试验宜采用自钻式旁压仪。

如需更多信息，建议咨询专业工程师获取。

原位测试知识点总结一、原位测试的定义原位测试是指在检测对象所在的现场进行的测试，通常用于工业生产中的设备和系统，以及其他需要在现场进行测试的领域。

原位测试的主要目的是为了确保设备和系统的正常运行，以及发现可能存在的问题，从而及时进行修复和维护。

二、原位测试的重要性原位测试在工业生产中具有重要的意义，它可以帮助企业提前发现设备和系统存在的问题，防止故障造成的损失，保障生产的正常进行。

通过原位测试，可以及时发现设备的运行状况，从而减少停机时间，提高生产效率，降低生产成本，保障产品质量。

三、原位测试的知识点1. 仪器设备的选择和使用在进行原位测试时，需要选择合适的仪器设备来检测设备和系统的运行状况。

不同的设备和系统需要不同的测试仪器，例如温度、压力、振动、电流等参数的测试仪器。

同时，还需要掌握这些仪器设备的使用方法，包括校准、安装、操作、维护等方面的知识。

2. 测试方法和技巧原位测试需要掌握一些测试方法和技巧，以便准确地检测设备和系统的运行情况。

例如，振动测试时需要考虑测点的选择、测试仪器的设置、数据的采集和分析等方面的技巧。

另外，在测试过程中需要注意安全问题，遵守相关的操作规程，避免发生意外事故。

3. 数据的采集和分析在原位测试过程中需要对采集的数据进行分析，从中获取设备和系统的运行状况。

这需要掌握一些数据处理和分析的方法，例如数据的归档、对比、趋势分析、异常检测等方面的知识。

4. 故障诊断和解决在进行原位测试时可能会发现设备和系统存在一些故障，需要及时进行诊断和解决。

这需要掌握一些故障诊断的方法，例如故障的表现、可能的原因、解决方案等方面的知识。

5. 维护和保养原位测试也包括了设备和系统的维护和保养工作，需要定期对设备和系统进行检查和维护，提高设备和系统的可靠性和使用寿命。

四、原位测试的应用领域原位测试广泛应用于工业生产中的各个领域，例如机械制造、电力、石油化工、交通运输、航空航天等。

在这些领域，原位测试帮助企业提前发现设备和系统存在的问题，防止故障造成的损失，保障生产的正常进行。

HPP-18针式热物性测量仪瞬态热物性测量技术，是相对于稳态测量而言的，是热物性测量仪器的升级换代产品。

是指在温度变化的过程中，实现对材料热物理性质的直接测量。

瞬态测量不要求恒温环境，测量迅速准确，省力低耗，是当今材料热物性测量发展的趋势和方向。

它能同时测量介质的导热系数、热扩散系数、比热。

瞬态热物性测量仪是由国内著名高校的科研项目成功验收后产业化而来的，从最初的项目研究到到如今的仪器产业化，有着20多年的历程。

HPP-18针式瞬态热物性测量仪，是我们最新推出的一款瞬态热物性测量新仪器。

对试件的形状尺寸以及测量环境的要求很低。

本仪器是以热针作探测元件，在室温附近测量大块材料、松散材料、颗粒材料、粉体材料和纤维材料等的热扩散系数、导热系数、比热等热物理性质指标.HPP-18针式瞬态热物性测量仪，测量材料的热物理性质，是依据长直恒功率圆柱面热源，作用在大块均匀材料中，在垂直于热源方向上的一维圆柱面传热理论。

本仪器将A/D转换技术、数值计算技术、计算机技术和瞬态测量技术等高新技术，运用于材料的热物性测量中，实现了热物性测量的自动化。

仪器的结构合理，运行稳定，质量可靠，准确度高，运行成本不到稳态测量的十分之一，热测量时间不超过180秒。

一、主要特点●创新性：热针法瞬态测量松散材料,国内尚无同等热物性测量仪器；●高精度：最高为1.5%的准确度，位于国内同类仪器中精度最高级别；●全面性：相比较国内其他同类仪器，可同时测量导热系数、热扩散系数，可计算比热；●高效性：操作简单，测量所需时间短，完成单次测量仅需5分钟，而其他同类的稳态法仪器测量时间数小时；●便携性：仪器集成度高，采用成熟模块，性能得到优化，整体质量轻，可换充电电池供户外使用；●节能性：环境条件要求低，无需恒温实验室，而某些其他同类仪器需恒温实验室；二、仪器结构：HPP-18针式热物性瞬态自动测量仪的结构,主要由直流稳流电源系统，热针，温度采集模块，电脑，测量操作及数据处理软件等五大部分组成。