土体导热系数作为一项重要的物理参数,对许多岩土结构的设计具有重要的影响,如能量桩、寒冷地区的路基和垃圾填埋场的颗粒保温层等。桩基沉桩过程中往往伴随着较大冲击荷载,使桩体周围的砂土发生破碎,改变其级配和形状,从而影响能量桩的热量交换过程。橡胶颗粒—砂土混合料由于具有良好的绝热性质可以作为路基的颗粒保温层,应用于路基、输油管道和垃圾填埋场等结构,但是橡胶颗粒对混合土体导热系数的影响机理还没有完全研究清楚。针对上述目的,本文的主要研究内容和结论如下:(1)研究了级配的不均匀系数(分形维数)和孔隙比两个因素对钙质砂导热系数的影响规律。当级配的不均匀系数不超过10时,钙质砂导热系数随着不均匀系数的增大而快速增加;当不均匀系数超过10时,导热系数增长速度缓慢,基本保持不变;当不均匀系数达到19.8时,导热系数的增长率将达到最大值13.9%,这表明研究级配对导热系数的影响具有重要意义。最终引入不均匀系数(分形维数)和孔隙比两个参数建立了钙质砂导热系数的经验模型,并且发现用分形维数描述经验模型与实测数值更加贴合。(2)通过将玻璃珠与玻璃渣颗粒按照不同的混合比例(玻璃渣颗粒质量占混合物总质量的比,大小分别为0、25%、50%、75%、100%)进行混合得到颗粒形状不同的混合物。采用长宽比、球度、凸度三个形状参数定量描述同一颗粒的3个不同维度的形状,最终采用上述参数的加权平均值作为土体的整体形状参数。探究了不同颗粒形状和相对密实度(大小为30%、50%、60%、70%、80%)对玻璃珠和玻璃渣混合土体导热系数的影响,发现颗粒形状只能够直接影响孔隙比,从而间接影响土体的导热系数,并且还发现导热系数与孔隙比之间呈现直线关系。(3)将福建标准砂颗粒与不同大小的橡胶颗粒按照不同的体积比例(橡胶颗粒体积占混合物总体积的比,大小分别为10%、20%、30%、45%)进行混合。研究了橡胶颗粒大小和含量对混合土体的基质模式和导热系数的影响。当橡胶含量相同时,随着橡胶颗粒的增大,基质模式从橡胶颗粒基质模式向砂颗粒基质模式转变,导热系数相应快速增大;当橡胶颗粒大小相同时,随着橡胶含量的增大,基质模式从砂颗粒基质模式向橡胶颗粒基质模式转变,导热系数相应快速减小。最终引入相对大小比、体积混合比两个参数建立了混合土体的导热系数经验模型。