Thermal conductivity contrast effect of organic soils and its environmental implications

永久冻土 材料科学 热导率 热的 有机质 土壤水分 饱和(图论) 热传导 土壤科学 复合材料 环境科学 气象学 生态学 生物 数学 组合数学 物理
作者
Ruixia He,Huijun Jin,Ning Jia,Hongbo Wang,Xiaoying Jin,Xinyu Li
出处
期刊:Cold Regions Science and Technology [Elsevier]
卷期号:196: 103485-103485 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.coldregions.2022.103485
摘要

Thermal conduction control is important for retarding permafrost degradation and mitigating of frost geohazards. Similar to a thermodiode, high thermal conductivity contrast (HTCC) materials can serve as good thermal insulators. A preferred HTCC material for ground cooling is larger in thermal resistance in summer and smaller in winter. Because of contrasting thermal conductivity under frozen and thawed states, organic soil is blessed with such a property. This study quantified and reported the HTCC effects on a range of soil organic matter concentrations (SOMC) and soil moisture saturation degree (SMSD). Using the COMSOL, influences of different SOMC and SMSD on ground temperatures were simulated and compared with laboratory-measured properties. Simulation results demonstrated that with constant SMSD at 20% throughout the year, the thermal insulation effect was strengthened with increasing SOMC. A better insulating effect was judged by lower annual amplitudes and smaller depths of zero annual amplitude of ground temperatures. In case of low SMSD in summer (20%) and high SMSD in winter (60–80%), the HTCC effect of soil is enhanced with increasing SOMC. This enhancement was evidenced by increased thermal offsets and decreased maximum summer and average near-surface soil temperatures. With constant SOMC and increasing SMSD, the rising HTCC effect gradually cools the ground. An integral analysis indicates that the higher the SOMC and SMSD in winter, the larger the thermal offset and the lower the ground temperature, i.e., the greater the HTCC effect of organic soil. This study may provide geocryological bases for engineering and environmental applications in cold regions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
敏感的飞松完成签到 ,获得积分10
2秒前
草原狼完成签到,获得积分10
2秒前
果蝇之母完成签到 ,获得积分10
2秒前
wan发布了新的文献求助10
3秒前
wei发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
123完成签到,获得积分20
4秒前
852应助Owen采纳,获得10
4秒前
5秒前
feng完成签到,获得积分10
7秒前
fsf完成签到,获得积分10
7秒前
娜娜发布了新的文献求助10
8秒前
刘威琦完成签到,获得积分10
8秒前
香菜不明白完成签到,获得积分10
8秒前
小二郎应助如意代秋采纳,获得10
8秒前
樱桃发布了新的文献求助10
9秒前
123发布了新的文献求助10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
时衍发布了新的文献求助10
12秒前
细心夏瑶完成签到,获得积分10
13秒前
。。发布了新的文献求助10
14秒前
华仔应助xh采纳,获得10
14秒前
ZZ完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
19秒前
zhc发布了新的文献求助10
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
Fyt00发布了新的文献求助10
23秒前
Cinny发布了新的文献求助10
23秒前
liuguanfeng发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
小马甲应助123采纳,获得10
24秒前
传奇3应助123采纳,获得10
24秒前
BaekHyun完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
Yingzi完成签到,获得积分10
27秒前
lxy发布了新的文献求助10
28秒前
爱吃蓝莓果完成签到,获得积分10
28秒前
fanshan3完成签到,获得积分10
28秒前
cline关注了科研通微信公众号
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Human Embryology and Developmental Biology 7th Edition 2000
The Developing Human: Clinically Oriented Embryology 12th Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742180
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5406715
关于积分的说明 15344214
捐赠科研通 4883585
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625155
邀请新用户注册赠送积分活动 1574005
关于科研通互助平台的介绍 1530964