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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國一○二年十一月二日

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本期主筆:朱煌林
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文字記者:許素梅

冰凍工法術語解釋

姚義久 博士

1.Adhesive Freezing Pipe 貼附冷凍管

為了確保凍土與工作井壁體間之凍着效果,而在工作井壁面設置的冷凍管。

2.Boundary between Froozing and Unfreezing Soil 冰凍面

冰凍面指地盤冰凍時,凍土與未凍土的交界面。

3.Brine 鹵水

鹵水為在冷凍循環過程中,冷凍管內所使用的一種不凍液。較具代表性者,為氯化鈣的水溶液,凝固點依其濃度而異,最低-55℃,比重1.286

4.Brine System 鹵水方式

使用冷凍機,將鹵水冷卻至-20℃~-40℃後,送入冷凍管,冷卻地盤後,將溫度上升的鹵水再度以冷凍機冷卻,利用此種循環方式的冰凍方法稱為鹵水方式。

5.Freezing 冰凍

指土壤內的孔隙水結成冰而言。

6.Freezing and Thawing Test 凍融試驗

此項試驗可調查土壤經冰凍與融化反覆作用後的耐久性,以及土壤的凍脹特性。

7.Freezing Pipe 冷凍管

為了造成凍土,用冷凍機使低溫液體(鹵水)或液態氮等之冷媒,循環於埋設在地盤內的管。其結構依使用目的,有單管式冷凍管、雙重管式冷凍管及限定式冷凍管等。

8.Frost Heave 凍脹

土壤在冰凍的過程中,土壤內產生的冰鏡逐漸成長,向冰凍面土壤體積膨脹的現象,稱為凍脹。一般指地盤冰凍時產生的地盤膨脹而言,若地盤內含有20μ以下的微粒成分,則大多會產生凍脹。凍脹量一般指地盤及地面垂直方向的變位量而言。

9.Ground Freezing 地盤冰凍工法

以人為方式短暫性地使地盤冰凍的一種地盤改良工法,簡稱冰凍工法。其目的為造成「截水牆」或「耐力牆」,以利開挖或使基礎工程容易進行。係利用供應低溫液於埋設在地盤內的冷凍管,使所設定的範圍冰凍,於達成施工目的後,將地盤解凍復原。本工法有鹵水(brine)方式與液態氮(LN2)方式兩種。

10.Heat Capacity 熱容量

使物體之溫度上升1℃時所需的熱量稱為熱容量。均質的物體,可由其比熱與質量之積求得。

11.Heat Conduction 熱傳導

熱自物體的高溫處傳達至低溫處的現象。

12. Ice Lens 冰鏡

土壤凍結時,孔隙水移動至冰凍面,形成分散的鏡狀的冰層,此冰層稱為冰鏡。一般地表面的凍脹量大約等於此等冰鏡厚度的總和。

13.Latent Heat 潛熱

固體變為液體,液體變為氣體以及固體直接變為氣體等,此種物質改變狀態,發生相的變化時所需的熱,分別稱為融解熱、蒸發熱以及昇華熱,此三種熱總稱為潛熱

14.Latent Heat of Fusion of Ice冰化熱

1氣壓0℃時,1克的冰在0℃融化為1克的水所吸收的熱量,其值約為80cal,或335J,此稱為冰化熱。

15.Latent Heat of Fusion of Water水化熱

1氣壓0℃時,1克的水結成冰時所放出的熱量,其值約為80cal,或335J,此稱為水化熱。

16.Limited Freezing Pipe限定式冷凍管

僅在所需的區間使其冷凍,其不冷凍的部分之管,稱為限定式冷凍管。

17.Ratio of Volume of Water to Total Volume 容積含水率

容積含水率為決定土壤熱物性之一重要因素,指土壤的含水容積與總體積之比而言。假設容積含水率為φw,則可由飽和度(Sr)與孔隙率(n)或乾密度(ρd)與含水量(w)求得,其相關公式可表示如下:

φwVw/Vn‧Srw‧ρd

若為完全飽和的土壤,即Sr100%,則相當於孔隙率。

18.Refrigerant 冷媒

傳送冷氣的流體之總稱。自液體變為氣體,或自氣體變為液體之相發生變化時,利用其潛熱,將熱傳達之媒體,稱為冷媒。諸如「鹵水」,傳熱的相雖不發生變化,廣義而言,也稱為冷媒。

19.Sensible Heat 顯熱

物質吸熱或放熱發生溫度的變化而不發生相的變化時,所需之熱稱為顯熱。

20.Specific Heat 比熱

使1克的物質之溫度,上升1℃所需的熱量稱為比熱。例如,水及冰的比熱分別為1 kcal/kg∙℃0.5 kcal/kg∙℃

21.Thermal Conductivity 導熱係數

單位時間流經單位面積的物體,其單位長度的溫度上升1℃時所需的熱量,稱為導熱係數。為表示物體導熱的難易度之係數,乃物體固有的常數。例如,水及冰的導熱係數分別為0.5 kcal/m∙hr∙℃1.939 kcal/m∙hr∙℃

22.Thermal Diffusivity 熱擴散率

物體的溫度在單位時間內擴散的面積,稱為熱擴散率。假設熱擴散率α,導熱率k、比熱c及密度ρ,則可由αk/c×ρ推算。

23.Unfrozen Water 不凍水

土壤中的水,因自土壤的固體部分產生各種的吸引力,或因曲率的毛管作用而受到圍束,故在時,有一部分的水不凍結,以液態之水存在於凍土中。凍土中的此種液態之水,稱為不凍水。不凍水量隨溫度的下降而遞減,存在於土粒周圍的不凍水膜的厚度亦變薄。因此,溫度下降,凍土的透水係數遽減。凍脹現象係在溫度坡降下,因不凍水的流動而發生。

24.Thaw 解凍

解凍指凍土融解,恢復原來的地盤之謂。地盤內自然融解的情況稱為自然解凍,加熱使之強制解凍的情況,稱為強制解凍。

25.Settlement Due to Thawing 解陷

解陷指解凍產生的下陷之謂。凍脹的地盤,隨著解凍之開始而產生下陷,有解凍完畢時,收斂於原來的狀態;與解凍完畢後,下陷仍持續進行,收斂於低於原來的狀態。

26.Critical Velocity of Flow 臨界流速

地下水流若超過一定的流速,則因由此帶進的熱量,時而阻礙凍土柱的結合,以致無法完成所預期的凍土牆,此地下水流速的臨界,稱為臨界流速。

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