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核磁共振應(yīng)用-不同荷載水平及速率下超軟土水相試驗(yàn)研究

時(shí)間：2016-9-19 閱讀：2545

不同荷載水平及速率下超軟土水相核磁共振試驗(yàn)研究

近些年來(lái), 核磁共振作為一個(gè)跨學(xué)科的測(cè)試技術(shù)方法用于研究不同砂巖巖石、催化劑、膠體和生物組織,并且越來(lái)越多地應(yīng)用于包括巖土介質(zhì)在內(nèi)的各種材料物理及幾何特征測(cè)試及估算,如用于水泥在水漸進(jìn)析出變化狀態(tài)下各類凝膠孔隙水特征; 巖體含水層范圍測(cè)試及其巖石孔隙度、滲透率、導(dǎo)水系數(shù)估算,以及在石油及其開(kāi)采領(lǐng)域所涉及介質(zhì)的分析應(yīng)用等.該技術(shù)方法亦推廣應(yīng)用于主要由細(xì)觀礦物及含水孔隙構(gòu)成的軟土的相關(guān)分析研究. 下面簡(jiǎn)單介紹在取之于實(shí)際工程的淤泥土的不同類型荷載水平及速率試驗(yàn)基礎(chǔ)上, 進(jìn)行核磁共振水相測(cè)試, 以探索何種荷載水平及速率下飽和超軟土(淤泥)中結(jié)合水(主要為弱結(jié)合水) 可轉(zhuǎn)化為自由水及與轉(zhuǎn)化量的可能對(duì)應(yīng)關(guān)系, 以為地基工程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ).

核磁共振T2譜圖/水分分布情況
T2 弛豫時(shí)間反映了樣品內(nèi)部氫質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境, 與氫質(zhì)子所受的束縛力及其自由度(水分狀態(tài)) 有關(guān), 而氫質(zhì)子的束縛程度又與樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有密不可分的關(guān)系. 在多孔介質(zhì)中, 孔徑越大,存在于孔中的水弛豫時(shí)間越長(zhǎng); 孔徑越小, 存在于孔中的水受到的束縛程度越大, 弛豫時(shí)間越短.下圖所示為15個(gè)淤泥土樣品的T2弛豫譜圖。上圖所示為15個(gè)淤泥土樣品的T2弛豫譜圖。

下圖可清楚觀察到, 相對(duì)于測(cè)試前, 真三軸(圍壓100 kPa, 豎向沖擊荷載水平100 kPa, 加載速率1.6 MPa/s 及以下) 不同頻率試驗(yàn)樣品的*個(gè)峰值基本無(wú)變化。表明該種荷載頻率及水平下非自由水基本不會(huì)轉(zhuǎn)化為自由水;相對(duì)于測(cè)試前, 高速?zèng)_擊荷載下非自由水可轉(zhuǎn)化為自由水, 而且沖擊總能量越大, 就越易析出自由水. 此外, 由圖4 (c) 可見(jiàn), 樣品所受到側(cè)限約束剛度對(duì)非自由水轉(zhuǎn)化為自由水的影響可忽略. 更多詳情請(qǐng)參考文獻(xiàn) “不同荷載水平及速率下超軟土水相核磁共振試驗(yàn)研究”《物理學(xué)報(bào)》Vol. 63, No. 1 (2014) 018202