[發明專利]一種土體弛豫率獲取方法

有效

• 申請號: 202010016547.6
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111089770B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 田慧會;韋昌富
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N24/08
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明公開了一種土體弛豫率獲取方法，屬于巖土工程技術領域。所述土體弛豫率獲取方法包括以下步驟：將土顆粒在蒸餾水中浸泡洗凈后風干，得到土體；將土體制備成若干試樣，若干試樣的含水量均不相同；將若干試樣放入核磁共振儀中，對若干試樣施加序列，反演核磁原始數據，得到若干試樣的孔隙水核磁弛豫時間分布曲線；在核磁弛豫時間分布曲線上找出峰點值，根據峰點值獲取相對應試樣的弛豫率；根據若干試樣的弛豫率與若干試樣的含水量，作出弛豫率?含水量圖，在弛豫率?含水量圖中找出直線段，并求出直線段弛豫率的平均值，平均值即為土樣的最終弛豫率。本發明土體弛豫率獲取方法可以快速、直接的測試土體弛豫率，提高了測試效率。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，特別涉及一種土體弛豫率獲取方法。

背景技術

巖土介質作為一種工程材料和工程環境，其中水分的物理狀態和可能發生的物理變化對巖土體的工程力學性質、工程的施工方法及安全穩定等的影響至關重要。特別是在凍土、含水合物土和非飽和土等多場多相耦合的復雜巖土工程問題中，土體內部水分的含量、遷移與重分布等一系列物理狀態變化會明顯的影響到土的工程力學特性。膨脹性土與濕陷性土等特殊性土的作用效力也與土中水分含量與分布存在密切關聯，表明土體中不同類型孔隙水(主要包括毛細水與吸附水)含量的變化也會導致巖土介質工程力學性質的變化。因此為了確保工程項目的安全及穩定，巖土介質中有關水分遷移與重分布微觀過程與機理的研究就顯的十分必要。

氫核馳豫時間是質子在射頻激發后其相位變化、能量復原所需時間的表征,弛豫時間能反映質子所處環境的結構。然而通過弛豫時間確定物質的微觀結構和水分的賦存狀態的關鍵在于確定土水弛豫率，弛豫率代表了土體顆粒對孔隙水弛豫時間影響的強弱，但是，在現有技術中，獲得弛豫率的方法，效率低，操作繁瑣。

發明內容

本發明提供一種土體弛豫率獲取方法，解決了或部分解決了現有技術中獲得弛豫率的方法，效率低，操作繁瑣，精度低的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種土體弛豫率獲取方法包括以下步驟：將土顆粒在蒸餾水中浸泡洗凈后風干，得到土體；將所述土體制備成若干試樣，若干所述試樣的含水量均不相同；將若干所述試樣放入核磁共振儀中，對若干所述試樣施加序列，反演核磁原始數據，得到若干所述試樣的孔隙水核磁弛豫時間分布曲線；在所述核磁弛豫時間分布曲線上找出峰點值，根據峰點值獲取相對應所述試樣的弛豫率；根據若干所述試樣的弛豫率與若干所述試樣的含水量，作出弛豫率-含水量圖，在所述弛豫率-含水量圖中找出直線段，并求出直線段弛豫率的平均值，所述平均值即為所述土樣的最終弛豫率。

進一步地，當要獲取所述土樣的縱向弛豫率時；將若干所述試樣放入核磁共振儀中，對若干所述試樣施加IR序列，得到若干試樣的縱向恢復曲線；所述核磁共振儀對所述縱向恢復曲線進行反演，得到若干所述試樣的孔隙水在縱向的核磁弛豫時間分布曲線；在所述縱向的核磁弛豫時間分布曲線上找出峰點值，并定義為T₁，根據T₁獲取相對應所述試樣的縱向弛豫率；根據若干所述試樣的縱向弛豫率與若干所述試樣的含水量，作出縱向弛豫率-含水量圖，在所述縱向弛豫率-含水量圖中找出直線段，并求出直線段縱向弛豫率的平均值，所述平均值即為所述土樣的最終縱向弛豫率。

進一步地，當要獲取所述土樣的橫向弛豫率時；將若干所述試樣放入核磁共振儀中，對若干所述試樣施加CPMG序列，得到若干試樣的橫向衰減曲線；所述核磁共振儀對所述橫向衰減曲線進行反演，得到若干所述試樣的孔隙水在橫向的核磁弛豫時間分布曲線；在所述橫向的核磁弛豫時間分布曲線上找出峰點值，并定義為T₂，根據T₂獲取相對應所述試樣的橫向弛豫率；根據若干所述試樣的橫向弛豫率與若干所述試樣的含水量，作出橫向弛豫率-含水量圖，在所述橫向弛豫率-含水量圖中找出直線段，并求出直線段橫向弛豫率的平均值，所述平均值即為所述土樣的最終橫向弛豫率。

進一步地，所述試樣的其中i＝1或2，ρ_w為水在20℃環境中的密度，w為試樣含水量，S為土體比表面積。