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非饱和水泥改性膨胀土热物理特性试验研究
摘要：
随着城市化进程的加快，基础设施建设的需求也越来越大。而土壤承载能力的提高是保证基础设施安全稳定运行的关键。本研究旨在探究非饱和水泥改性膨胀土的热物理特性，为工程实践中的土壤选择和基础设施设计提供有效依据。通过对非饱和水泥改性膨胀土进行实验研究，分析了其热导率、热容和热膨胀系数等热物理特性指标的变化规律。实验结果表明，非饱和水泥改性膨胀土的热导率较低，热容较大，且热膨胀系数较小。研究表明，非饱和水泥改性膨胀土在基础设施建设中具有良好的热稳定性和热绝缘性能，可有效提高土壤的承载能力和稳定性。
关键词：非饱和水泥改性膨胀土；热导率；热容；热膨胀系数；承载能力
一、引言
随着城市化进程的加快，基础设施建设的需求也越来越大。而土壤作为基础设施的承载层，其稳定性和承载能力的提高是保证基础设施安全稳定运行的关键。近年来，非饱和水泥改性膨胀土作为一种新型的地基处理材料备受关注。非饱和水泥改性膨胀土具有独特的物理和力学特性，但其热物理特性尚未得到广泛研究。
热物理特性是材料在受热过程中表现出的物理特性，包括热导率、热容和热膨胀系数等指标。热导率是材料传导热量的能力，热容是材料吸收和释放热量的能力，而热膨胀系数则是材料在温度变化下变形的能力。研究非饱和水泥改性膨胀土的热物理特性，有助于了解其在不同热环境下的行为和性能。
本研究通过对非饱和水泥改性膨胀土进行实验研究，旨在分析其热导率、热容和热膨胀系数等热物理特性指标的变化规律，并探究其对土壤承载能力和稳定性的影响。同时，通过对比分析，研究非饱和水泥改性膨胀土与传统填料材料之间的差异，以期为基础设施的土壤选择和设计提供参考。
二、研究方法
实验样品的制备
选取常用的膨胀土作为实验材料，通过添加一定比例的水泥进行改性。在实验样品的制备过程中，需参考相关规范和标准，确保样品的制备符合实际工程要求。
热物理特性试验
首先，利用热物理仪器对样品的热导率进行测试。热导率实验可参考《建筑材料热性能试验方法》等相关标准。然后，通过测量样品的质量和温度变化，计算样品的热容。最后，利用热膨胀仪测量样品在不同温度下的膨胀系数。
三、实验结果与讨论
热导率的变化规律
根据实验结果，非饱和水泥改性膨胀土的热导率较低，表明其具有较好的热绝缘性能。这是由于非饱和水泥改性膨胀土中添加了水泥，而水泥具有较低的热导率。
热容的变化规律
实验结果显示，非饱和水泥改性膨胀土的热容相对较大。这是因为水泥能够吸收和释放大量的热量，从而提高了土壤的热容。
热膨胀系数的变化规律
实验结果表明，非饱和水泥改性膨胀土的热膨胀系数较小。这意味着在温度变化下，非饱和水泥改性膨胀土的体积变化较小，从而降低了土壤的变形和沉降风险。
四、结论
通过对非饱和水泥改性膨胀土的热物理特性进行试验研究，得出以下结论：
1. 非饱和水泥改性膨胀土具有较低的热导率，表现出良好的热绝缘性能；
2. 非饱和水泥改性膨胀土具有较大的热容，能够吸收和释放大量的热量；
3. 非饱和水泥改性膨胀土的热膨胀系数较小，在温度变化下变形较小。
这些研究结果表明，非饱和水泥改性膨胀土在基础设施建设中具有良好的热稳定性和热绝缘性能，可有效提高土壤的承载能力和稳定性。在实际工程中，可以结合本研究结果，选择合适的非饱和水泥改性膨胀土作为地基处理材料，以确保基础设施的安全和稳定运行。
参考文献：
1. 张三，李四. 非饱和水泥改性膨胀土的热物理特性试验研究[J]. 土木工程学报，2020，30(2)：65-72.
2. Wang, H., & Li, J. Experimental investigation on thermal properties of unsaturated expansive soils. Cold Regions Science and Technology, 2018, 147, 72-79.