微膠囊相變材料改良粉砂土的導熱系數及預測模型

摘要：【目的】針對季節凍土地區渠道凍融破壞，分析微膠囊相變材料（microencapsulated phase change materials，mPCM）改良粉砂土層渠基的溫度場，對改良粉砂土的導熱系數進行研究。【方法】以mPCM為改良劑，摻入渠基粉砂土形成mPCM改良粉砂土；對mPCM改良粉砂土進行導熱系數實驗和內部結構表征；采用多元線性回歸和支持向量機（support vector machine，SVM）方法分別建立mPCM改良粉砂土的導熱系數預測模型。【結果】mPCM改良粉砂土導熱系數與含水率、干密度、mPCM摻量有關，且受冰水相對含量、冰水相變潛熱、mPCM相變潛熱和mPCM填充密實作用的影響，具有明顯的溫度效應；mPCM改良粉砂土導熱系數的變化與實驗溫度和mPCM相變溫度有關，可分為快速降低、緩慢降低和逐步上升3個階段；多元線性回歸和SVM模型均能較好地擬合預測mPCM改良粉砂土的導熱系數，但SVM模型更適用于表征mPCM改良粉砂土導熱系數各影響因素間的非線性關系。【結論】mPCM改良粉砂土的導熱系數提高能夠有效調控渠基土溫度場，減輕渠道凍害，且SVM模型能更加準確地進行導熱系數預測。

關鍵詞：微膠囊相變材料；粉砂土；導熱系數；預測模型；多元線性回歸；支持向量機

中圖分類號：TB4；TU445文獻標志碼：A

引用格式：

唐少容，殷磊，楊強，等.微膠囊相變材料改良粉砂土的導熱系數及預測模型［J］.中國粉體技術，2024，30（3）：112-123.

TANG S R，YIN L，YANG Q，et al.Thermal conductivity and predictive modeling of microencapsulated phase change materials for improved silt sands［J］.China Powder Science and Technology，2024，30（3）：112?123.

在季節凍土地區，渠基土在大幅溫差作用下導致渠道凍害頻繁發生。為了控制渠基土的溫度變化，利用相變材料（phase change materials，PCM）在相變過程中吸收或釋放潛熱的特點，將其摻入渠基土中形成相變材料改良土，從而調控土體溫度場，減輕渠道凍害。……