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高模数硅酸钾溶液(PS)作为加固材料应用于我国西北地区遗址土体现场越来越广泛,并取得大量的研究成果,如PS与土体的作用机理、微观机理、耐老化能力、渗透性、孔隙分形特性和加固工艺等。但鉴于遗址土体由表及里的脆弱性及其外观形状的不规则性,引入红外热像无损检测方法评价PS的加固效果则显得具有特殊意义。本研究以交河故城的遗址土为背景,利用红外热像检测技术研究温度场与应力场的关系,其主要内容及成果如下:(1)设计测定热传导率的试验装置,采用新疆吐鲁番交河故城遗址现场取得扰动土制成不同物理条件下的模型利用红外热像检测技术进行热传导率测定试验,并与热特性分析仪(KD2 Pro)在同一土样上测得的热传导率对比分析,结果为热特性分析仪测量的土体热传导普遍比红外热像检测技术测定的要高,但误差值甚小,证明了红外热像检测技术测定土体热传导率的可行性。测定热传导率的同时,还研究了含水率、干密度等对热传导率的影响规律。研究表明,在含水率一定情况下,遗址土体导热系数随干密度的增加而增大;在干密度一定情况下,遗址土体导热系数随含水率的增大而增大。(2)采用新疆交河故城土遗址土体为研究目标,利用微型贯入仪和热特性分析仪,分别测定不同浓度的PS加固遗址土体的力学强度和热传导率。实验结果显示,经PS加固后的土样,其力学强度增大且热传导率降低。在相同PS用量条件下,土样力学强度随PS浓度增加而增大;热传导率随PS浓度增加而减小。通过对实验数据回归分析,热传导率与强度具有良好的线性负相关关系。最后还探讨了PS作用下,土体热传导率的变化机理,从土体的微观机理阐述热传导率与强度之间的相关性。研究结果表明热传导率可用于评价PS的加固效果。(3)利用有限元分析软件ANSYS,根据红外热像仪已检测的土样边界温度,计算热传导率。计算结果与通过热传导理论反演的结果一致,提高了红外热像检测技术测定遗址土热传导率的可信度。