随着生存环境的污染和化石能源的日益枯竭,开发和利用可再生的清洁能源受到各国政府的重视。地热能是一种清洁、环保、无污染的能源,其中地源热泵是开采地热能的主要方式,而岩土热物性参数的准确度是设计地源热泵的一项重要指标。为了获得准确的岩土热物性参数,本课题根据现场热响应原理自主研发了一台岩土热物性测试仪并应用于实际项目工程。该岩土热物性测试仪主要由循环系统、加热系统、数据采集系统和显示控制系统组成。该测试仪采用无级调功的方式对功率进行调节,实现对不同深度钻孔的功率需求。根据测试仪的控制逻辑开发了显示与控制的人机交互软件,实现对温度、流量、功率等实时数据的显示、监测与保存。同时对岩土的传热模型和数据处理作了相关的研究。对钻孔内与钻孔外的模型给出了详细的计算过程,并给出了工程应用建议。在数据处理上利用双参数估计法结合Nelder-Mead单纯形算法开发了岩土热物性计算软件。以实际工程为例,对施工现场的钻孔进行了实地测试,并对采集的数据进行了计算,得到了该区域的岩土热物性参数。因此本课题的研究对地源热泵的投资具备一定的工程实用价值,对保护环境和使用清洁的地热能也起到了积极的推动作用。本课题受北京市勘察设计研究院的委托,共同进行研发。