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基于核磁共振技术的岩石卸荷应用研究
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应用背景 地下采矿过程中由于开挖岩体的应力释放，导 致岩体应力产生扰动以及原岩初始应力场重新分布，其实质就是一个强卸荷的过程 而岩体是由多种矿物晶体、胶结物和节理、裂隙等缺陷组成的非均匀体，在卸荷作用下，岩体破坏的过程，其本质就是岩体内部裂隙产生、发展和贯通的过程。因此，开展卸荷作用下岩石裂隙的损伤演化规律研究 对于揭示岩体破坏机制具有重要意义。 核磁共振测试系统通过测得岩石孔隙的T2谱曲线和孔隙度，能够定量分析岩石在外力的作用下，内部大小不同的孔隙的数量和尺度变化规律；而通过核磁共振成像测试，可直观地观察岩石在外力作用下裂纹的空间分布变化情况 核磁共振技术在这种情况下被引入到岩土工程领域。作为一种新兴的检测技术，具有可以快速无损的获得岩心的孔隙度、孔隙分布等参数；通过磁共振成像技术，还可以直观地显示岩石内部的孔隙空间位置及连通性。 下面简单介绍采用核磁共振测试系统，研究岩石在卸荷不同的围压量之后，孔隙度和核磁共振图像的变化特征，对岩体内部裂隙产生、扩展和贯通进行定量分析，获得岩石内部裂隙结构变化和细观损伤演化规律。 核磁共振分析 T2谱曲线能够反映岩样内孔隙的孔径信息和不同孔径孔隙的数量信息。  从图中可以推测临界值存在于卸荷围压比为75%附近；小于临界值时，大理岩的损伤以产生新裂纹为主，大于临界值时，大理岩产生新裂纹的趋势受到遏制，损伤主要表现为孔隙的快速扩展 在卸荷作用下，岩石的损伤和破坏主要是因其 内部裂纹的产生、扩展和贯通，而这些变化可以通过孔隙度的变化直观地反映出来。  从上图中可以看出中的3 条曲线变化趋势一致，其斜率均由 小变大，表明岩石内部裂隙发展越来越快。当卸荷 围压比处于0%～50%段，各曲线斜率较小，表明卸 荷围压比低于50%时，岩石孔隙度变化较小，裂隙 发育缓慢，损伤变化较低。 （参考文献：《基于核磁共振技术的大理岩卸荷损伤 演化规律研究》 岩土力学与工程学报 2014, Vol. 33 ） |
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