Теплопроводность городских рыхлых приповерхностных отложений и покрытий

Методом игольчатого зонда исследована теплопроводность проб некоторых рыхлых приповерхностных отложений и покрытий в Екатеринбурге, в том числе глинисто-дресвянистых кор выветривания гранитов и ультраосновных пород, гранитного отсева, кварцевого песка, а также дробленого пьезокварца. Одновременно исследовались влажность и гранулометрический состав. При увеличении влажности от 2–3% до 20–25% теплопроводность возрастает от 0.18–0.3 до 1.2–2.0 Вт·м^–1·К^–1. Для многих проб характерна S-образная зависимость теплопроводности от влажности, включающая начальный участок медленного роста теплопроводности, участок более быстрого роста и выполаживание зависимости при приближении к максимальному насыщению. Полученные экспериментальные данные аппроксимированы с помощью соотношения, использующего приближение эффективной среды на основе теории перколяции (percolation-based effective medium approximation — P-EMA). Погрешность аппроксимации составила 0.08–0.26 Вт·м^–1К^–1. Параметр “критическая влажность” в приближении P-EMA определяет положение перегиба кривой. Установлено, что критическая влажность увеличивается с ростом содержания наиболее мелкодисперсных фракций — глинистых и пылеватых. Данные о теплопроводности рыхлых приповерхностых отложений могут быть полезны при расчетах теплообмена на городских поверхностях, например, в рамках исследований городского острова тепла.