Resumen

Las propiedades térmicas son importantes para conocer la capacidad de transferencia de agua y calor del suelo. También son clave para muchos procesos de las ciencias de la tierra, como los procesos de la superficie terrestre y la dinámica ecológica y geoambiental y sus cambios en las regiones de permafrost. Con estructuras sueltas y porosas, la capa de materia orgánica en los estratos del suelo influye sustancialmente en la conductividad térmica del mismo. Hasta ahora, la conductividad térmica de los suelos minerales se ha explorado ampliamente y en profundidad, pero sólo hay estudios limitados sobre la de los suelos orgánicos. En este estudio, se analizaron las influencias de la temperatura del suelo, la saturación de humedad del suelo (SMS) y el contenido de materia orgánica del suelo (SOM) en la conductividad térmica del suelo sobre la base de experimentos de laboratorio en las mezclas de suelo orgánico y limo de diferentes proporciones de mezcla. Los resultados muestran que la conductividad térmica del suelo disminuye lentamente con el descenso de las temperaturas de 10 a 0°C; sin embargo, aumenta y finalmente se estabiliza cuando la temperatura sigue bajando de 0 a -10°C. Es importante señalar que la conductividad térmica alcanza su máximo en el rango de temperaturas de -2~0°C (suelo limoso y pobre en materia orgánica) y -5~0°C (suelo rico en materia orgánica), posiblemente debido a los cambios de fase del hielo/agua en el permafrost caliente. Tanto en el estado descongelado como en el congelado, la conductividad térmica del suelo está relacionada positivamente con el SMS. Sin embargo, al aumentar el contenido de SOM, la tasa de crecimiento de la conductividad térmica del suelo con el SMS disminuye gradualmente. Dado el mismo SMS, la conductividad térmica del suelo disminuye exponencialmente con el aumento del contenido de SOM. Basándose en los análisis experimentales y teóricos, se establece una nueva fórmula empírica de cálculo de la conductividad térmica del suelo teniendo en cuenta el contenido de SOM, el SMS y la temperatura del suelo. Los resultados pueden ayudar a parametrizar mejor en la simulación y predicción de los procesos de la superficie del suelo y para optimizar los diseños de ingeniería de suelos congelados y proporcionar bases teóricas para explorar los mecanismos dinámicos de los cambios ambientales en las regiones frías bajo un clima cambiante.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:conductividad térmica, contenido de som, proceso de la superficie del suelo, temperatura del suelo, sms, conductividad del mineral, diseño de la ingeniería del suelo, saturación de la humedad del suelo, fórmula computacional empírica, tasa del suelo
• Keywords:thermal conductivity, som content, land surface process, soil temperature, sms, conductivity of mineral, soil engineering design, soil moisture saturation, empirical computational formula, rate of soil