[發明專利]一種核磁共振試驗無磁化飽和試樣制備裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 201811631630.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109507002B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 章麗莎;孫銀鎖;張世民;王霄;崔允亮;孫苗苗;嵇宇陽;俞嘉彬;陳茂林
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發明公開了一種核磁共振試驗無磁化飽和試樣制備裝置及其制備方法，屬于巖土工程室內試驗裝置相關領域。該裝置包括漏斗裝置和制樣?飽和管。漏斗裝置與制樣?飽和管搭接連接。制樣?飽和管為聚四氟乙烯透明材料，在其側壁設有刻度尺。制樣?飽和管頂部設有頂部透水石。飽和器頂帽倒扣在頂部透水石與制樣?飽和管上部。制樣?飽和管底部設有底部透水石制樣?飽和管與底部透水石均坐落在飽和器底座內部。飽和器頂帽和飽和器底座均設有卡槽?？◣Э墼诳ú蹆?，將飽和器頂帽、頂部透水石、制樣?飽和管、底部透水石及飽和器底座固定連接。本發明裝置構造簡單，制備方法操作簡單，提供了核磁共振試驗的一種無磁化飽和試樣制備裝置及其制備方法。

技術領域

本發明涉及巖土工程的室內土工試驗技術領域，尤其涉及一種核磁共振試驗無磁化飽和試樣制備裝置及其制備方法。

背景技術

在巖土工程領域，土體的微觀結構一直是大家關注的問題，因此大量的室內試驗會涉及土體內部孔隙分布和含量的測試與研究。研究者們采用SEM技術和壓汞技術只能偏于定性地研究微觀孔隙結構。而隨著核磁共振技術的發展，研究者通過核磁共振的橫向弛豫時間T₂分布定量地研究土體的微觀孔隙的分布和含量，在試驗研究過程中會涉及制樣、飽和與測樣的問題。核磁共振是指原子核被磁場磁化，對射頻的響應。幾乎所有的核磁共振技術都以氫原子核的響應為基礎。當自旋的有磁性的原子核與外部磁場(均勻磁場與射頻磁場)相互作用時，宏觀磁化矢量發生偏轉，不再保持平衡狀態。當射頻脈沖關閉后，原子核從非平衡態恢復到平衡態的過程中，宏觀磁化矢量將自由衰減。此過程中，核磁信號隨時間的變化曲線為自由感應衰減曲線，即FID曲線；宏觀橫向磁化矢量衰減到約37％的時間，稱為T₂橫向馳豫時間。核磁共振試驗系統主要包括五大系統：數據采集處理分析系統、譜儀系統、溫控系統、磁體系統和射頻系統。核磁共振技術常用來測試巖石、混凝土塊和凍土等的微觀孔隙和裂隙，由于巖石體、混凝土塊和凍土形狀規整，不易松散，可直接放入磁體系統內進行測試；但土粒是松散的，飽和土體是松軟無形的，不借助輔助裝置無法直接進行測試。同時，待測試樣需在制樣、飽和與測樣過程中應避免金屬物質引起的核磁信號及飽和樣的內部結構破壞。

目前，較為常用的是土樣制備與飽和裝置是適用于三軸試驗的三瓣膜飽和器，試樣需要脫膜，一方面三瓣膜不易脫落，另一方面在脫膜過程中飽和土樣結構易被損壞。因此，普通三瓣膜飽和器顯然不能滿足核磁共振試驗的要求，尚缺乏針對土體(砂土或黏土)非凍結方法下的核磁共振土體試樣的制樣與飽和裝置。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種核磁共振試驗無磁化飽和試樣制備裝置及其制備方法，本發明集制樣、飽和和測樣于一體，飽和后無需脫膜，測樣時無需切分，很好的保證了土樣的內部組成結構的完整性，其微觀孔隙也不易受到擾動。同時，本發明為散粒類土體進行核磁共振測試提供了一套可行的試驗裝置及制樣方法，解決了在核磁共振試驗時制樣、飽和與測樣的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種核磁共振試驗無磁化飽和試樣制備裝置，包括漏斗裝置、飽和器頂帽、卡帶、卡槽、制樣-飽和管、飽和器底座、頂部透水石和底部透水石。

所述漏斗裝置下部設有搭接口。所述漏斗裝置通過搭接口搭扣在制樣-飽和管上。所述制樣-飽和管為聚四氟乙烯透明材料，在其側壁設有刻度尺，通過刻度尺觀察管內土樣分層面是否水平。所述制樣-飽和管頂部設有頂部透水石。所述飽和器頂帽倒扣在頂部透水石與制樣-飽和管上部。所述制樣-飽和管底部設有底部透水石。所述制樣-飽和管與底部透水石均坐落在飽和器底座內部。所述飽和器頂帽和飽和器底座均設有卡槽。所述卡帶扣在卡槽內，將飽和器頂帽、頂部透水石、制樣-飽和管、底部透水石及飽和器底座固定連接。

進一步地，所述漏斗裝置采用聚四氟乙烯材料，漏斗裝置與制樣-飽和管搭接連接。

進一步地，所述卡帶從卡槽側部推送在卡槽內部并扣緊，將飽和器頂帽、頂部透水石、制樣-飽和管、底部透水石及飽和器底座固定連接。