T-HNGEA 0006-2025 土工样品比热容测试方法

ICS27.1801T/HNGEA0006—2025本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由河南省豫地科技集团有限公司提出。本文件由河南省地质灾害防治和生态保护修复协会归口。本文件起草单位：河南省第五地质勘查院有限公司；河南省地质工程勘察院有限公司；河南省自然资源科技创新中心。本文件主要起草人：刘子诏、王春晖、李洪凯、贾昌飞、吴会杰、曹磊、申红亮、温晓佳、任孝刚、陈峰、周晓磊、王冀艳、刘合之、王硕楠、李玲、王秀丽、王朝阳、张旭、袁冰、袁秀明。2T/HNGEA0006—2025土工样品比热容测试方法本文件规定了土工样品比热容测试的方法原理、试剂和材料、仪器设备、土工样品准备和实验步骤本文件适用于原状或扰动的黏性土、砂质土比热容测定。测定范围为100J/(kg·℃)~2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T50279岩土工程基本术语标准GB/T15406岩土工程仪器基本参数及通用技术条件GB/T50123土工试验方法标准GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB3100国际单位制及其应用3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1土工样品土工样品是为了提供土工试验而取得的样品。3.2比热容比热容是指单位质量的物质温度升高（或降低）1摄氏度（或1开尔文）时所需吸收（或释放）的热4方法原理将一定质量的土工样品加热至某一温度，然后将其加入到盛有一定质量和温度的水中，待水和土工样品的混合物在绝热环境中达到温度恒定，即水温升高吸收的热量与样品温度降低放出的热量相等时，据此计算样品的比热容。5试剂和材料本方法中所用水为GB/T6682规定的三级水。6仪器设备6.1比热容测试仪：由保温桶（桶盖中心有圆孔）、铜质试样筒（筒盖中心有圆孔）、测温热电耦、恒温箱等组成（见图1）。6.2电子台秤：称量1000g,分度值0.1g。6.3烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105℃~110℃的其他能源烘箱，分度值0.2℃。3T/HNGEA0006—202541152631——热电偶；2——保温桶（桶盖中心有圆孔3——水；4——恒温箱；5——铜质试样筒（筒盖中心有圆孔）；6——试样7土工样品准备7.1土工样品接收与保管7.1.1土工样品应符合下列要求:a)原状土工样品和保持天然含水率的扰动土工样品应用胶带和石蜡密封；b)土工样品包装上应贴有标签。标签上应写明委托单位名称、工程名称、钻孔或探井编号、野外编号、取样深度、结构状况、野外定名、取样日期和取样者姓名；c)自取样之日起至试验时，原状土工样品不宜超过5天，扰动土工样品不宜超过一周。7.1.2土工试验委托单应随土工样品一并提交，委托单应写明工程名称、钻孔或探井编号、野外编号、取样深度、结构状况、野外定名等。委托单上应有工程技术负责人或审核人的签名及送样日期。7.1.3样品保管应符合下列要求：a)实验室收到土工样品后，按委托单进行清点，核对无误后编号登记；b)在实验工作完成前应对样品采取保持水分的适当措施，在保存期内不应使土样中水分蒸发、冰冻，环境温度宜控制在0～4℃,避光。7.2试样制备7.2.1一般规定试样制备的数量视试验需要而定，应多制备1个～2个备用。原状土工样品同一组试样的含水率最大允许差值应为±2%;扰动土工样品平行试验最大允许差值应±1%。土工样品制备完成后加盖防水膜保持好水分，宜在4℃环境中保存，并在3小时内进行试验。同时取代表性土工样品测定含水率。7.2.2原状土工样品制备应小心开启原状土工样品包装皮，剥去蜡皮和胶带，用修土刀清除与土工样品筒接触部位的土，将土样切成直径不大于10mm的碎块,拌和均匀后，选取代表性土工样品以备比热容测试使用。7.2.3扰动土工样品制备对保持天然含水率的扰动土工样品,应切成碎块,拌和均匀后，选取代表性土工样品以备比热容测试使用。8实验步骤8.1比热容测试仪校准4T/HNGEA0006—20258.1.1室内环境温度应控制在25℃±5℃,相对湿度不大于80%。8.1.2取一定量（100g～200g）的水倒入已知质量的铜质试样筒中称重，精确至0.1g。8.1.3试样筒加盖，接入测温热电偶，放入恒温箱中加温，恒温箱温度设定一般高于室温10℃±2℃,试样筒内水的温度每10分钟记录一次，当相邻两次相差小于0.5℃,视为温度稳定。8.1.4将热电偶冷端插入装有冰水混合物的冷端补偿保温桶中。8.1.5取一定量（100g～200g）的水倒入已知质量的保温桶中称重，精确至0.1g。8.1.6用另一个热电偶测量保温桶中水的初始温度。8.1.7从恒温箱中取出试样筒，将筒内加热的水迅速倒入保温桶的水中，加盖，接入热电偶，可轻轻摇动混合，当保温桶内水的温度变化在30分钟内小于0.5℃,视为温度稳定，试验结束。8.1.8重复测定3～5次，相邻两次测试值之差小于100J/(kg·℃)为合格，以连续多次合格测定结果的算术平均值为最终结果。8.1.9计算出此时水的比热容，与水的比热容标准值4.2×103J/(kg·℃)比较来计算比热容测试仪标定系数。8.2样品测试8.2.1取一定量（100g～200g）呈松散状的土工样品倒入已知质量的铜质试样筒中，精确至0.1g，土工样品体积以能完全被保温桶中水浸没为宜。8.2.2按照8.1.3～8.1.7的步骤进行土工样品测试。8.2.3记录试样数据，计算出样品的比热容。重复测试三次，以算术平均值报出。9实验结果处理9.1按公式（1）计算比热容：…（1）m1—试样的质量，g；m2—水的质量，g；9.2测试结果表示至小数点后第二位；测试结果相对误偏差≦10﹪。9.3测试结果要注明样品状态：天然、干燥、饱和。10精密度10.1分别选取粉土、粉质黏土和黏土3种类型的土工样品，同一实验室同一测试方法每种重复测试7至8次，结果如下表表1精密度试验结果记录序号实验结果样品岩性密度)含水率相对偏差备注11.507/1.499/1.501/1.487/1.496/1.488/1.504/1.494黏土（19.7）24.90.72天然21.336/1.339/1.346/1.343/1.348/1.355/1.3570.78天然31.323/1.288/1.311/1.309/1.299/1.318/1.319粉土（9.2）2.0021.0天然5T/HNGEA0006—20251