Page 33 - 2022年第53卷第8期

热系数和等效比热。各材料热物性参数如表 ５所示。
表 ５ 材料热物性参数

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材料 密度?（ｋｇ?ｍ ） 导热系数?（Ｗ?（ｍ·Ｋ）） 比热?（ｋＪ?（ｋｇ·Ｋ））
反滤料 ２１５０．００ １．１６０ ０．９２００
接触黏土 ２０１７．９２ １．３２１ １．０９２７
砾质土 ２２９７．５８ ２．５７８ ０．８７４７
４％相变砾质土 ２２６１．３２ ２．１０８ ０．７１３９
６％相变砾质土 ２２４３．８７ １．９４１ ０．５４４８
固相 ＰＣＭ ８５０．００ ０．２００ ２．００００
液相 ＰＣＭ ７６０．００ ０．２００ ２．００００

模拟环境温度与温控箱试验温度相同，将温控传热模拟结果与温控试验中不同深度布设的温度传
感器采集的实测温度进行对比，以验证相变传热数值模型及材料参数的准确性。
４．２．１ 控温箱试验模拟结果分析 图 ９为 ６％ ＰＣＭ掺量的相变砾质土模拟计算的温度变化历程与温控
试验实测值的对比。可见，该数值模拟结果与实测结果吻合较好。

图 ９ ６％相变砾质土不同深度模拟结果

同理，可得 ０％和 ４％ ＰＣＭ掺量下相变砾质土控温箱试验模拟结果。采用平均绝对误差（ＭＡＥ）、
均方根误差（ ＲＭＳＥ）和模型有效性系数（ＭＥ）等指标 ［３３］ ，对不同 ＰＣＭ掺量相变砾质土数值模拟结果进
行误差统计分析，见表 ６。可见模拟误差较小，模型有效性系数均在 ０．９５以上。因而，所建立的相变
传热有限元数值模型可用于分析心墙相变砾质土在寒区冬季施工过程中的控温过程。
表 ６ 不同掺量相变砾质土数值模拟结果的误差分析对比

名称 平均绝对误差 ＭＡＥ?℃ 均方根误差 ＲＭＳＥ?℃ 模型有效性系数 ＭＥ
砾质土 ０．２８ ０．３３ ０．９８
４％相变砾质土 ０．２２ ０．２７ ０．９７
６％相变砾质土 ０．２４ ０．３０ ０．９５

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