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表 ３ 石蜡基 ＰＣＭ热学参数
３
相变温度范围?℃ 相变焓?（Ｊ?ｇ） 密度?（ｋｇ?ｍ ） 导热系数? 比热?
熔化 凝固 熔化 凝固 液态 固态 （Ｗ?（ｍ·Ｋ）） （Ｊ?（ｋｇ·Ｋ））
４．１２～８．９２ ０．０５～３．４５ １９３．３ １９３．３ ７６０ ８５０ ０．２ ２０００
表 ４ 相变砾质土热常数
材料 ＰＣＭ掺量?％ 导热系数?（Ｗ?（ｍ·Ｋ）） 比热?（Ｊ?（ｋｇ·Ｋ））
砾质土 ０ ２．５７８ ８７４．７０９
４ ２．１０８ ７１３．９１８
相变砾质土
６ １．９４１ ５４４．７９０
３ 基于温控箱的相变砾质土温控试验
３．１ 温控试验方案 采用变温控温试验箱（温度控制精度 ２℃）进行控温实验，用于验证相变传热数
值模型的准确性。室内控温试验试样为 ２４ｃｍ的正方体，四周及底面覆盖保温材料，如图 ５（ｂ）所示。
不同深度土体埋设温度传感器采集土体温度，温度传感器为 Ｔ型热电偶（精度 ０．１℃），见图 ５（ｃ）。考
虑实际施工需求以及施工现场冬季气温的变化特点，选取两河口心墙坝冬季施工现场某日的实测温度
曲线作为温控试验的温控曲线，其负温持续时间约为 １４ｈ，最低温为－ ５℃，将落日时（１９点）的大气
温度 ８℃设为温控初始温度。
先将试验相变砾质土料置于由控温箱构建的恒温环境，保持初始温度（８℃）１天，以使土料内部
形成稳定温度场；然后，以典型环境气温进行加载 ２４ｈ，以模拟真实的施工控温环境（见图 ６环境温
度曲线）。试验期间实时采集心墙相变砾质土内部温度，以分析心墙相变砾质土的温度变化过程。
图 ５ 控温箱试验装置图
３．２ 温控试验结果分析 表层土料的冻结情况是寒区心墙土料冬季施工控温的关注重点。图 ６为不同
ＰＣＭ掺量下相变砾质土表层温度的变化过程。
由图 ６可知：（１）砾质土表层出现冻结；相变砾质土表层温度均在正温以上。掺混 ＰＣＭ后，可改
善土体的防冻控温性能。（２）相变砾质土在 ５℃附近出现滞温平台现象，滞温平台对应的温度为相变
材料的相变温度，因此相变砾质土相变温度为 ５℃。砾质土未出现滞温平台。（３）相变砾质土滞温时
长随 ＰＣＭ掺量增加而增加。上层相变砾质土发生相变，释放热量，出现滞温平台；且 ＰＣＭ掺量越多，
释放能量越多，因而滞温时长越长。（４）相变砾质土在相变传热区降温速率小于显热降温区速率。在
相变传热阶段，下层相变砾质土可为上层土料供能，心墙相变砾质土能够在相变传热阶段减少降温速
率。（ ５）心墙相变砾质土可以在升温阶段吸收环境热源补充损失热能。升温阶段是降温阶段的逆过程，
心墙相变砾质土在升温阶段可以吸收环境热源。
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