Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 2/2018
229
1 Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Program Geozagrożenia i Geologia In- żynierska, Centrum Badań Gruntów i Skał, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa, Polska, e-mail: gryz@pgi.gov.pl, mzer@pgi.gov.pl, aluk@pgi.gov.pl
Grzegorz RYŻYŃSKI1, Mateusz ŻERUŃ1, Aleksandra ŁUKAWSKA1
WYtYcznE do pRoWAdzEnIA SERYjnYch oznAczEŃ lAboRAtoRYjnYch pRzEWodnoścI cIEplnEj GRUntóW SpoIStYch I nIESpoIStYch nA potRzEbY SpoRządzAnIA MAp I bAz dAnYch potEncjAŁU GEotERMII nISKotEMpERAtURoWEj
W artykule przedstawiono wytyczne do prowadzenia seryjnych oznaczeń laboratoryj- nych parametrów termicznych gruntów na potrzeby sporządzania map i baz danych poten- cjału geotermii niskotemperaturowej. Przedstawiana metodyka badawcza została opraco- wana w ramach prac realizowanych na potrzeby Projektu Interreg GEOPLASMA CE oraz prowadzenia Bazy Danych Geologiczno-Inżynierskich (BDGI) w PIG-PIB. Przedstawiona metodyka opiera się na wykonywaniu zestandaryzowanych oznaczeń laboratoryjnych prze- wodności i oporności cieplnej za pomocą igły termicznej wraz z towarzyszącymi parametra- mi fizycznymi. Metodykę opracowano dla próbek gruntów spoistych (wilgotność naturalna, wysuszone do stałej masy) i niespoistych (wilgotność naturalna, wysuszone do stałej masy oraz w pełni nasycone). Dla gruntów niespoistych przygotowywano próbki w różnym stop- niu zagęszczenia (luźnym, średniozagęszczonym i zagęszczonym). Badania prowadzono na próbkach formowanych w ilościach pozwalających na przeprowadzenie analizy statystycz- nej wyników. W artykule podano rekomendacje i ograniczenia proponowanej metodyki oraz dokonano porównania uzyskanych wyników z danymi literaturowymi.
Słowa kluczowe: geotermia niskotemperaturowa, przewodność i oporność cieplna, ba- dania laboratoryjne gruntów, igła termiczna
GUIdElInES foR cohESIvE And non-cohESIvE SoIlS SERIAl lAboRAtoRY MEASUREMEntS of thERMAl condUctIvItY foR thE pURpoSES of ShAlloW GEothERMAl potEntIAl MAppInG
And dAtAbASES
In the article the guidelines for cohesive and non-cohesive soils serial laboratory me- asurements of thermal conductivity for the purposes of shallow geothermal potential map- ping and databases were presented. The methodology presented in the article was develo- ped during the research activities in an Interreg Project – GeoPLASMA-CE and during the gathering of data for Engineering Geological Database (BDGI) in Polish Geological Institu- te. The methodology is based on a set of standardized laboratory measurements of thermal conductivity with the use of a thermal needle probe with accompanying physical parameters of the tested samples. The methodology was developed for both cohesive (for natural water content and dry mass) and non-cohesive (natural water content, dry mass and full satura- tion) soil samples. The compaction factor was also taken into account (loose, medium and well compacted samples were prepared) for non-cohesive soils. All the thermal conductivity measurements were performed on reconstructed samples and the results were statistically evaluated. In the article the recommendations and limitations of the proposed methodology were discussed and the obtained results of thermal conductivity measurements were compa- red with the archival data from the literature.
Keywords: shallow geothermal energy, thermal conductivity, soil laboratory testing, thermal needle probe
