CN105911092B - 研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，由室外环境参数模拟装置、土壤热湿耦合实验装置、实验台台架组成，室外环境参数模拟装置由空气热环境模拟风管、喷淋装置、温度探头、湿度探头及空气温湿度控制柜构成；土壤热耦合实验装置由传热土体、土体温度测点、土体含水率测点、热流密度测点、土体参数集中显示仪、恒温水浴板、水浴温度测点、水浴速度测点、水泵、恒温水浴控制柜、干燥剂槽组成；上述各部分均置于实验台台架C上，该装置可简便地改变恒温水浴流速及温度，进行室外环境周期性变化，使得竖向实验土体块参数发生变化，经过动态分析，给出地下空间围护结构中顶部土体在室内外周期性温湿度边界条件下的长期蓄放热特性。

Description

研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置
技术领域
本发明涉及一种地下空间建筑热环境研究实验装置，具体涉及一种地下空间围护结构中顶部土体在室内外周期性温湿度边界条件下的长期蓄放热特性的实验装置。
背景技术
地下空间作为现代城市的重要组成部分，目前地下空间建筑面积不断增大，建筑功能不断增多，在书店、餐饮、地铁等地下建筑热环境中，都存在围护结构土体蓄放热问题。已知围护结构蓄放热对室内热环境有以下影响，一是室内空气温湿度自平衡调节作用，既影响了空调季节长度和冷负荷，且对非空调季节通风和室内温度场的形成有一定作用；二是土体蓄放热规律作用下的周期性小幅波动较稳定的壁温会形成稳定的辐射换热，进而影响人体热舒适性，则从舒适节能的角度出发，需要研究地下空间围护结构土体长期蓄放热特性。
目前针对土壤热质传递规律的研究有很多，一方面关于地铁隧道围岩土体蓄热，南京大学李晓昭教授和同济大学于连广学者分别从土木工程和水渗流的角度研究了地铁隧道围岩传热量与温度分布；另一方面针对地下空间围岩热湿传递与负荷计算，重庆大学付祥钊教授和西安建筑科技大学李安桂教授多年来一直关注以地下水电站为代表的多孔介质墙体与室内空气动态热湿传递与气流组织优化；姚杨、姜益强等教授，周光伟学者和朱培根教授对地下空间用能和室外温度周期变化边界条件下的负荷计算进行了二维建模与软件编程。上述学者从不同角度针对地下空间负荷计算进行了研究，但上述大多研究只考虑地下空间室外或室内一侧的边界条件，且室外边界条件并未考虑湿度变化，对于地下空间顶部土体蓄放热的周期性变化规律也没有提及。而在本实验装置中，室外热湿边界条件加入了空气湿度变化，较真实地体现了室外热环境状况，并通过水浴参数周期变化体现了地下空间不同类型建筑的特征，则本装置可以较真实地再现地下空间围护结构中顶部土体在室内外周期性温湿度边界条件下的长期蓄放热特性，由于围护结构蓄放热特性对室内热环境具有很重要的影响，可知本实验装置的研究内容具有一定的研究意义。
本发明是针对地下空间顶部土体蓄放热演化规律进行研究的实验装置，该规律影响了地下空间建筑运行能耗及人体热舒适性，而现有文献中并未提及地下空间土体蓄放热演化规律的研究，在建筑能耗可持续发展的前提下，可认为本发明的研究内容具有重要意义且亟待解决。
发明内容
本发明是要提供一种研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，该装置克服了地下空间土壤蓄放热演化规律研究中实测情况下难以测量土壤热湿变化参数的问题，弥补了数值模拟受限于物理建模和边界条件设定的制约，且本装置工况调节方便，实验数据可以简单获取，极大程度地再现了地下空间顶部土体在室外和室内周期性温度边界条件下的蓄放热演化规律。通过该演化规律可以给出地下空间围护结构的蓄放热特性，可以作为地下空间负荷及能耗研究的重要基础，并可分析预测室内空调季节冷负荷，给出非空调季节室内气温波动特性，为地下空间通风及空调系统设计提供了指导意义。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，用于地下空间围护结构中顶部土体在室内外周期性温湿度边界条件下的长期蓄放热特性研究，该实验装置包括三部分：室外环境参数模拟装置、土壤热耦合实验装置、实验台台架，所述室外环境参数模拟装置、土壤热耦合实验装置置于实验台台架上，所述室外环境参数模拟装置置于土壤热耦合实验装置上面；
所述室外环境参数模拟装置包括热环境模拟风管、喷淋装置、温度探头、湿度探头、温湿度控制柜；所述热环境模拟风管的送风口依次连接加湿器、加热器、风机，所述热环境模拟风管的送风处和出风处均设有温度探头和湿度探头，所述加湿器、加热器、风机、温度探头、湿度探头连接温湿度控制柜，送风处温湿度测点用来控制送风参数，出风处温湿度测点用来校正试验台的热平衡性；所述喷淋装置由加湿喷嘴、流量计、压力计、截止阀、变频水泵、水槽、控制箱构成，，变频水泵进水口连接水槽，出水口依次连接截止阀、压力计、流量计、加湿喷嘴，所述变频水泵、流量计、压力计连接控制箱，所述加湿喷嘴设置在热环境模拟风管内，用于模拟室外降水；
所述土壤热耦合实验装置由用于研究土壤蓄热特性的传热土体、土体温度测点、含水率测点、热流密度测点、土体参数集中显示仪、恒温水浴板、水浴温度测点、水浴速度测点、水泵、恒温水浴控制柜、干燥剂槽组成；所述传热土体上部侧内设有土体温度测点、含水率测点、热流密度测点，且土体温度测点、含水率测点、热流密度测点中的传感器连接土体参数集中显示仪，用于在土体参数集中显示仪上读取土壤侧数据；所述传热土体下部内设有连接水泵的恒温水浴板，恒温水浴板上设有水浴温度测点、水浴速度测点，所述水浴温度测点、水浴速度测点中的传感器、水泵连接恒温水浴控制柜，用于在恒温水浴控制柜上显示恒温水浴板内的水浴参数，并实现水浴参数自动调节，其温度参数控制恒温水浴制水温度，速度参数控制水泵的运转参数。
所述实验台台架上面通过风管支撑架支撑连接热环境模拟风管、通过传热土体支撑架支撑连接传热土体、通过恒温水浴板支撑架支撑连接恒温水浴板，所述实验台台架下部为可移动整体支撑架，可移动整体支撑架下部可拆卸连接四个地轮。
所述室外环境参数模拟装置A将室外空气温度和太阳辐射量综合成室外空气综合温度来模拟室外温度环境；利用喷淋装置模拟下雨天工况，形成室外温度和湿度共同作用的边界条件，室外空气流动按照实际流动过程来模拟，体现室外空气焓值周期性波动，并从土体侧导热部分计算Fo相似准则数得到作用周期的时间相似比例尺。
所述恒温水浴板由一组多个薄壁水管紧密贴合而成，薄壁水管与空气接触侧的管束用绝热材料包裹，各管束综合于干管，由水泵控制其速度；所述恒温水浴板贴于传热土体，用于模拟地下空间空气掠过壁面时的流态和温度。
所述传热土体的尺寸由实测资料定出的基础尺寸按照Fo准则数根据时间比例定出，当需要考虑消除热滞留效应对实验结果的影响时，传热土体的尺寸向两侧和下方分别扩增至1.3倍，形成倒凹字形土体；并且通过改变传热土体顶部土体厚度来适用于不同地下空间类型；所述传热土体左右凸出处放置可替换的干燥剂槽，用于吸收喷淋水渗流到传热土体底部的积水。
所述传热土体中布置的土体温度测点≥12个，土体温度测点的长度为3cm，并在土体中沿深度方向分布成两排，竖直方向间隔≤0.05m，横向间隔≤0.1m，且在上下表面各增加≥1个温度测点；所述含水率测点≥4组，每组由两根长25cm，间隔4cm的探针组成，4组含水率测点放置在土体不同深度，每组含水率测点通过感应两根探针之间的电流信号转化为容积含水率来反映土壤湿度；所述热流密度测点由至少四块探测板构成，探测板由上至下间隔≤0.06m沿中心设置。
所述恒温水浴板中的布置的水浴温度测点≥20个，水浴温度测点的长度为3cm，布置在各管束进出口，近土体侧；所述水浴速度测点≥20个，设置各管束中部，近土体测。
与现有技术相比，本发明有如下显著效果：
(1)目前试验方法中用装置来模拟太阳辐射时，无法考虑夜间地面长波辐射，且辐射装置与实际辐射作用相差较远，而本发明将室外综合温度引入实验装置中，简化了室外太阳辐射的模拟装置，辐射的温度效果更直接；
(2)目前实验装置研究地下空间空气流动过程时，并不能较好地控制其流态和温度，而本发明提供了地下空间空气侧流动过程模拟的新方式，利用恒温水浴通过对水的相似模拟，可以更好的调节空气的流速和温度；
(3)本发明克服了实测过程中的不可实施性，在相似理论基础上，良好的再现了地下空间顶部土体在室外和室内周期性温度边界条件下的蓄放热演化规律；
(4)本发明提供了一种简便的研究地下空间顶部土体的蓄放热性能的实验装置，同时再现了温湿度耦合的边界条件作用对土体蓄放热的效果的演化规律。
附图说明
图1为本发明的实验装置整体结构示意图；
图2为本发明的实验装置的喷淋装置示意图；
图3为传热土体内土体温度测点布置图；
图4为传热土体内含水率测点布置图；
图5为传热土体内热流密度测点布置图；
图6为恒温水浴板及测点布置图。
具体实施方式
以下结合附图和实施案例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，包括三部分：室外环境参数模拟装置A、土壤热耦合实验装置B、实验台台架C；三部分各用虚线框表示。室外环境参数模拟装置A、土壤热耦合实验装置B置于实验台台架C上，室外环境参数模拟装置A置于土壤热耦合实验装置B上面。
室外环境参数模拟装置A如图1所示，由空气热环境模拟风管及喷淋装置组成，主要由热环境模拟风管1、喷淋装置2、温度探头3、湿度探头4及温湿度控制柜5构成；其中热环境模拟风管1主要由风机1-1、加热器1-2、加湿器1-3组成，热环境模拟风管1的送风口依次连接加湿器1-3、加热器1-2、风机1-1，测点在送风管中的布置：在风管送风处和风管出口设有温度测点3、湿度测点4，送风处温湿度测点用来控制送风参数，出口处温湿度测点用来校正试验台的热平衡性。加湿器1-3、加热器1-2、风机1-1、温度探头3、湿度探头4连接温湿度控制柜5。
喷淋装置2如图2所示，主要由加湿喷嘴2-1、流量计2-2、压力计2-3、截止阀2-4、变频水泵2-5、水槽2-6、控制箱2-7组成；构成室外环境参数模拟装置A。，变频水泵2-5进水口连接水槽2-6，出水口依次连接截止阀2-4、压力计2-3、流量计2-2、加湿喷嘴2-1，变频水泵2-5、流量计2-2、压力计2-3连接控制箱2-7，加湿喷嘴2-1设置在热环境模拟风管1内。
土壤热耦合实验装置B如图1所示，由传热土体6、土体温度测点7、含水率测点8、热流密度测点9、土体参数集中显示仪10、恒温水浴板11、水浴温度测点12、水浴速度测点13、水泵14、恒温水浴控制柜15、干燥剂槽16组成。传热土体6上部侧内设有土体温度测点7、含水率测点8、热流密度测点9，且土体温度测点7、含水率测点8、热流密度测点9中的传感器连接土体参数集中显示仪10，用于在土体参数集中显示仪10上读取土壤侧数据；传热土体6下部内设有连接水泵14的恒温水浴11，恒温水浴板11上设有水浴温度测点12、水浴速度测点13，水浴温度测点12、水浴速度测点13中的传感器、水泵14连接恒温水浴控制柜15。
实验台台架C如图1所示，主要由风管支撑架17、传热土体支撑架18、恒温水浴支撑架19、可移动整体支撑架20构成，所有的装置部件均放置在整体支撑架20上，实验台台架C上面通过风管支撑架17支撑连接热环境模拟风管1、通过传热土体支撑架18支撑连接传热土体6、通过恒温水浴板支撑架19支撑连接恒温水浴板11，可移动整体支撑架20下部设有四个地轮且可拆卸移动。
将室外空气温度和太阳辐射量综合成室外空气综合温度来模拟室外温度环境；利用喷淋装置模拟下雨天工况；以上可形成室外温度和湿度共同作用的边界条件，室外空气流动按照实际流动过程来模拟，体现了室外空气焓值周期性波动，从土体侧导热部分计算Fo相似准则数可得到作用周期的时间相似比例尺。
如图4所示，恒温水浴板11的组成，由一组多个薄壁水管紧密贴合而成，形成长宽各0.5m平板状结构，与空气接触侧管束用绝热材料包裹，各管束综合于干管，由水泵14控制其速度。
地下空间气体模拟时，用水浴板贴于土体侧模拟地下空间空气掠过壁面时的流态和温度，通过风速大小来考虑强制对流和自然对流的分类，即风速小的时候地下空间墙壁内侧空气为自然流动，风速较大时地下空间墙壁内侧空气为为强制对流；考虑水与空气等效性时，其周期性的温度和流态波动应考虑时间比例尺Fo相似准则数，对流换热部分用Nu相似准则数；水浴中水流的温度和速度周期性波动对应着不同典型的地下建筑类型。
如图3所示，传热土体6的尺寸确定：土体原型尺寸由实测资料定出基础尺寸，再按照Fo准则数根据时间比例定出土体主体尺寸(厚0.25m，长宽各0.5m)由实验经验考虑消除热滞留效应对实验结果的影响，将土体尺寸向两侧和下方分别扩增至1.3倍，形成倒凹字形土体(即长宽增加至0.65m，在其左右下侧各增加长宽高均为0.075m的土体块)；在实验中可以根据不同地下空间类型，改变顶部土体厚度，土体需要增加的部分可以取下土体块添加。
传热土体6中考虑喷淋水渗流到传热土体6底部会有积水，在土体左右凸出处放置可替换干燥剂槽16，吸收多余水分。
如图3，4，5所示，测点在土壤中的布置，土体温度测点7不少于12个，长3cm，在土体中沿深度方向分布成两排，竖直方向间隔不大于0.05m，每个测点横向间隔不大于0.1m，且在上下表面各增加不少于1个温度测点；含水率测点8不少于四组，每组由两根长25cm间隔4cm的探针组成，在土体不同深度放置测点，通过感应两根探针之间的电流信号转化为容积含水率来反映土壤湿度，为消除两个探头信号的干扰，湿度探头避免布置在同一竖直面上；热流密度测点9由不少于四块探测板构成，由上至下间隔不大于0.06m沿中心设置探测板；各测点通过导线连接到土体参数集中显示仪10上，可以实现一定程度上的自动控制；土体温度参数反映了显热变化，土壤中含水率变化体现了潜热变化，土体热量变化是显热和潜热部分之和。
各测点在恒温水浴板中的布置如图6所示，水浴温度测点12不少于20个，长3cm，在各管束进出口布置，布置在近土体侧；水浴速度测点13不少于20个，在各管束进出口布置，布置在近土体测；恒温水浴板内参数在恒温水浴控制柜15上显示，并实现水浴参数自动调节，其温度参数控制恒温水浴制水温度，速度参数控制水泵14的运转参数。
上述各部分测点可进行土体及其边界条件(包括室内空气、室外热环境)参数的同时测量，可以反映出土体参数随边界条件的周期性波动规律，体现了土体蓄放热的衰减和延迟特性，可得出土体在竖直方向随室内外周期性温湿度边界条件作用下的蓄放热特性。
本发明各部分由各自控制柜进行工况调节，室外参数可在温湿度控制柜5上读取，土壤侧数据可在土体参数集中显示仪10上读取，恒温水浴内参数在恒温水浴控制柜15上显示。
本发明送风管、传热土体、恒温水浴板及水浴供回水管表面均包裹有3cm厚的保温材料(如聚苯乙烯泡沫塑料)。
在研究实验进行前，需要对实验装置进行热平衡和质量平衡实验，验证实验装置基本研究性能的正确性。
实施例：近壁面风速较小时工况
如图1中，在恒温恒湿空调室内，恒温恒湿空气由热环境模拟风管1的风机侧进入，依次经过变频风机1-1、加热器1-2、加湿器1-3，进入土壤与室外环境热湿交换区域，再经由热环境模拟风管1出口排至室内排风口；恒温恒湿室空调箱能够同时保证较低空气温度和空气湿度调节，而加热器1-2能提供较高的空气温度，加湿器1-3可以进一步调节空气湿度，变频风机1-1则调控气流速度；如图2中喷淋装置2中打开截止阀2-4、打开变频水泵2-5，加湿喷嘴2-1开始模拟室外降水，流量计2-2和压力计2-3经过反馈来控制变频水泵2-5，调节其流量；水泵14打开，恒温水浴板11通过供回水管进行水流循环，恒温水浴控制柜15通过测点分析流态，调节恒温水浴板11内水流温度及流速。
本发明室外综合温度计算公式见公式1。以上海市游泳馆地铁站站厅层为原型，利用傅里叶准则数式中：FO：傅里叶准则数，无因次量；a：热扩散率，单位m2/s；τ：导热从边界上开始发生热扰动的时刻起到所计时刻为止的时间间隔，单位s；δ：定型尺寸，单位m。根据1∶20的几何尺寸确定时间比例。地下空间原型与模型几何尺寸对应见表1。近壁面风速较小时地下空间墙壁内侧空气为自然流动，根据长壁温竖直壁自然对流下的努谢尔特准则数
Nu＝0.58(Gr.Pr)1/5(Gr格拉晓夫准则数，无量纲数；Pr普朗特准则数，无量纲数。)保证流速不变情况下，依据几何比例定出水流与壁面温差比例，地下空间与恒温水浴温差换算对应见表2。
公式1室外综合温度计算公式：
式中：tz：室外综合温度，单位℃；tair：室外空气温度；a：围护结构外表面对太阳辐射的吸收率；αout：围护结构外表面的对流换热系数，单位W/(m2·℃)；
I：太阳辐射总强度，单位W/m2；
QL：围护结构外表面与环境的长波辐射换热量，单位W/m2。
注：该室外综合温度采用具体情况下室外气温及太阳辐射等参数进行计算。
表1地下空间原型与模型几何尺寸对应表
表2地下空间与恒温水浴温差换算对应表
在室外环境综合温度和相对湿度周期性变化下，随着地下空间内温度和流速的有规律变化，通过土壤内的温度、湿度、热流密度数据的对比分析，得出地下空间近壁面风速较小时地下空间顶部土体蓄放热演化规律。
实施例2：近壁面风速较大时工况
根据实施例1进行如下工况调整：
近壁面风速较大时地下空间墙壁内侧空气为强制流动，保证温差不变情况下，根据外掠平板工况下的努谢尔特准则数Nu＝0.664Re1/2·Pr1/3(Re雷诺准则数，无量纲数；Pr普朗特准则数，无量纲数。)和几何比例定出流速比例，地下空间与恒温水浴流速换算对应见表3。
表3地下空间与恒温水浴流速换算对应表
注：除上述调整外，其他原理及实施过程与实施例1相同。
本实验装置还可调节地下空间类型、近壁面风速、室外边界条件等方式进行不同边界条件的实验方案，得出更多工况下地下空间顶部土体蓄放热演化规律，进而全面的给出土体在竖直方向随室内外周期性温湿度边界条件作用下的蓄放热特性。

Claims (7)

1.一种研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，用于地下空间围护结构中顶部土体在室内外周期性温湿度边界条件下的长期蓄放热特性研究，该实验装置包括室外环境参数模拟装置（A）、土壤热耦合实验装置（B）、实验台台架（C），其特征在于：所述室外环境参数模拟装置（A）、土壤热耦合实验装置（B）置于实验台台架（C）上，所述室外环境参数模拟装置（A）置于土壤热耦合实验装置（B）上面；
所述室外环境参数模拟装置（A）包括热环境模拟风管（1）、喷淋装置（2）、温度探头（3）、湿度探头（4）、温湿度控制柜（5）；所述热环境模拟风管（1）的送风口依次连接加湿器（1-3）、加热器（1-2）、风机（1-1），所述热环境模拟风管（1）的送风处和出风处均设有温度探头（3）和湿度探头（4），所述加湿器（1-3）、加热器（1-2）、风机（1-1）、温度探头（3）、湿度探头（4）连接温湿度控制柜（5），送风处温湿度测点用来控制送风参数，出风处温湿度测点用来校正试验台的热平衡性；所述喷淋装置（2）由加湿喷嘴（2-1）、流量计（2-2）、压力计（2-3）、截止阀（2-4）、变频水泵（2-5）、水槽（2-6）、控制箱（2-7）构成，变频水泵（2-5）进水口连接水槽（2-6），出水口依次连接截止阀（2-4）、压力计（2-3）、流量计（2-2）、加湿喷嘴（2-1），变频水泵（2-5）、流量计（2-2）、压力计（2-3）连接控制箱（2-7），所述加湿喷嘴（2-1）设置在热环境模拟风管（1）内，用于模拟室外降水；
所述土壤热耦合实验装置（B）由用于研究土壤蓄热特性的传热土体（6）、土体温度测点（7）、含水率测点（8）、热流密度测点（9）、土体参数集中显示仪（10）、恒温水浴板（11）、水浴温度测点（12）、水浴速度测点（13）、水泵（14）、恒温水浴控制柜（15）、干燥剂槽（16）组成；所述传热土体（6）上部侧内设有土体温度测点（7）、含水率测点（8）、热流密度测点（9），且土体温度测点（7）、含水率测点（8）、热流密度测点（9）中的传感器连接土体参数集中显示仪（10），用于在土体参数集中显示仪（10）上读取土壤侧数据；所述传热土体（6）下部内设有连接水泵（14）的恒温水浴板（11），恒温水浴板（11）上设有水浴温度测点（12）、水浴速度测点（13），所述水浴温度测点（12）、水浴速度测点（13）中的传感器、水泵（14）连接恒温水浴控制柜（15），用于在恒温水浴控制柜15上显示恒温水浴板内的水浴参数，并实现水浴参数自动调节，其温度参数控制恒温水浴制水温度，速度参数控制水泵（14）的运转参数。
2.根据权利要求1所述的研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，其特征在于：所述实验台台架（C）上面通过风管支撑架（17）支撑连接热环境模拟风管（1）、通过传热土体支撑架（18）支撑连接传热土体（6）、通过恒温水浴板支撑架（19）支撑连接恒温水浴板（11），所述实验台台架（C）下部为可移动整体支撑架（20），可移动整体支撑架（20）下部可拆卸连接四个地轮。
3.根据权利要求1所述的研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，其特征在于：所述室外环境参数模拟装置（A）将室外空气温度和太阳辐射量综合成室外空气综合温度来模拟室外温度环境；利用喷淋装置模拟下雨天工况，形成室外温度和湿度共同作用的边界条件，室外空气流动按照实际流动过程来模拟，体现室外空气焓值周期性波动，并从土体侧导热部分相似准则数得到作用周期的时间相似比例尺。
4.根据权利要求1所述的研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，其特征在于：所述恒温水浴板（11）由一组多个薄壁水管紧密贴合而成，薄壁水管与空气接触侧的管束用绝热材料包裹，各管束综合于干管，由水泵（14）控制其速度；所述恒温水浴板（11）贴于传热土体（6），用于模拟地下空间空气掠过壁面时的流态和温度。
5.根据权利要求1所述的研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，其特征在于：所述传热土体（6）的尺寸由实测资料定出的基础尺寸按照准则数根据时间比例定出，当需要考虑消除热滞留效应对实验结果的影响时，传热土体（6）的尺寸向两侧和下方分别扩增至1.3倍，形成倒凹字形土体；并且通过改变传热土体（6）顶部土体厚度来适用于不同地下空间类型；所述传热土体（6）左右凸出处放置可替换的干燥剂槽（16），用于吸收喷淋水渗流到传热土体（6）底部的积水。
6.根据权利要求1所述的研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，其特征在于：所述传热土体（6）中布置的土体温度测点（7）≥12个，土体温度测点（7）的长度为3cm，并在土体中沿深度方向分布成两排，竖直方向间隔≤0.05m，横向间隔≤0.1m，且在上下表面各增加≥1个温度测点；所述含水率测点（8）≥4组，每组由两根长25cm，间隔4cm的探针组成，4组含水率测点（8）放置在土体不同深度，每组含水率测点（8）通过感应两根探针之间的电流信号转化为容积含水率来反映土壤湿度；所述热流密度测点（9）由至少四块探测板构成，探测板由上至下间隔≤0.06m沿中心设置。
7.根据权利要求1所述的研究地下空间顶部土体蓄放热演化规律的实验装置，其特征在于：所述恒温水浴板（11）中的布置的水浴温度测点（12）≥20个，水浴温度测点（12）的长度为3cm，布置在各管束进出口，近土体侧；所述水浴速度测点（13）≥20个，设置各管束中部，近土体侧 。
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