Kennisplatform CROW Online Kennisbank

Heeft u vragen? U kunt ons ook bellen op tel: 0318-695315

Interesse?

Neem een abonnement op Geotechniek

Abonnementsinfo
Inloggen
Construeren met grond
Deze tekst is gepubliceerd op 08-01-22

Thermische eigenschappen, Csoil, ksoil

Thermische eigenschappen van grond kunnen een belangrijke rol spelen bij o.a. ingegraven hoogspanningskabels of ondergronds warmtetransport. De thermische eigenschappen zijn afhankelijk van de eigenschappen en aanwezigheid van de verschillende componenten waaruit grond bestaat, vaste deeltjes, water en lucht, zie ook tabel 4.2.65. Omgevingsinvloeden, zoals verzadiging, dekgrond en temperatuur, hebben een grote invloed op de thermische eigenschappen van grond en dienen in acht te worden genomen bij het bepalen van thermische eigenschappen van een (grond)systeem.
De thermische geleidbaarheid is een maat voor de mate waarin warmtegeleiding optreedt. De volumetrische warmtecapaciteit is een maat voor de energie die nodig is om de temperatuur van de grond te laten stijgen.
Referentie Tabel 4.2.65, Definitie van de warmtecapaciteit van grond, uit:
Formule
[ link ]
Parameters Symbool Eenheid Omschrijving Opmerking
ρ [kg/m³] Dichtheid
c [J kg
-1
K
-1
]		 Soortelijk warmte van de grond
C
soit
 		[J/(m³K)] Volumetrische warmtecapaciteit grond
α
solid
 		[-] Volumefractie van de vaste delen
C
solid
 		[J/(m³K)] Volumetrische warmtecapaciteit vaste delen
Opmerking
Referentie Tabel 4.2.66, Definitie van thermische geleidbaarheid, .
Formule
[ link ]
Parameters Symbool Eenheid Omschrijving Opmerking
k
soil
 		[W/mK] Thermische geleidbaarheid
q [Watt/m²] Warmteflux
A [m²] Oppervlakte
T
2
 		[
o
]		 Temperatuur op locatie 2
T
1
 		[
o
]		 Temperatuur op locatie 1
l [m] Afstand tussen en
opmerking Zie ook figuur 4.2.19
[ link ]

Figuur 4.2.19, Schematische weergave thermische geleidbaarheid, uit: .

Bepaling op basis van classificatie
Tabel 4.2.67, Indicatieve thermische waarden, uit: (Vardon & Peuchen, 2020).
Soil component Thermische conductiviteit k [W/m K] specifieke warmte capaciteit, c
p
[J/kg K] 		Dichtheid ρ [kg/m
3
] 		volumetrische warmte capaciteit, C [MJ/m
3
K]
water, puur 0,6 4148 997 4,140
wate, zout 35g/l 0,6 3986 1024 4,082
lucht 0,026 995 12 0,012
klei mineraal 2,9 800 2650 2,120
Zand, kwarts 8,4 730 2660 1,940
silt 2,9 800 2650 2,120
veen, organisch materiaal 0,25 1290 1300 2,500
Bepaling met behulp van correlatie
ReferentieTabel 4.2.68, Bepaling van de warmtecapaciteit op basis van sondeerdata, uit: .
Formule
[ link ]
ParametersSymboolEenheidOmschrijvingOpmerking
C
soil
[MJ/m³K]Volumetrische warmte capaciteit
F
r
[-]Genormaliseerd wrijvingsgetal
Q
tn
[-]Genormaliseerde conusweerstand
A[-]CPT coëfficiënt
OpmerkingNiet geschikt voor veen
ReferentieTabel 4.2.69, Bepaling van de warmtecapaciteit op basis van sondeerdata, uit: .
Formule
[ link ]
ParametersSymboolEenheidOmschrijvingOpmerking
k
soil
[W/mK]Thermische geleidbaarheid
n[-]Porositeit
f
clay
[-]Factor afhankelijk van grondsoort
f
sand
[-]Factor afhankelijk van grondsoort
f
organic
[-]Factor afhankelijk van grondsoort
F
r
[-]Genormaliseerd wrijvingsgetal
Q
tn
[-]Genormaliseerde conusweerstand
I
c
[-]Soil behaviour type index
A[-]CPT coëfficiënt
OpmerkingVoor de factoren wordt verwezen naar de oorspronkelijke publicatie
Bepaling door middel van directe meting
Met een thermische naald sonde kan de temperatuur van de grond T0 en de thermische geleidbaarheid ksoil in situ worden gemeten. Een schematisch weergave van de sonde is weergegeven in figuur 4.2. Een ander manier van meten wordt uitgevoerd met de Temperature-CPT, T-CPT. Met de T-CPT, zie figuur 4.2.20 kan aanvullend op T0 en ksoil ook de volumetrische warmte capaciteit, Csoil worden gemeten.
[ link ]

Figuur 4.2.20, Thermal needle proble (links) en T-CPT rechts

Een vergelijkbare procedure kan ook op een grondmonster in een laboratorium worden uitgevoerd. Voor een beschrijving van de testprocedure en de resultaten wordt verwezen naar .