核磁共振_應用研究_基于核磁共振技術的巖體爆破損傷試驗研究
發(fā)布時間：2017-02-09
核磁共振_應用研究_基于核磁共振技術的巖體爆破損傷試驗研究
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應用背景
鑿巖爆破技術在礦山開采過程中得到廣泛應用，但爆破開挖使爆區(qū)巖體破碎和剝離的同時，也不可避免地對保留巖體造成擾動和損傷，使巖體的力學性能劣化、強度降低、完整性變差，極大地弱化了地下巖體工程結(jié)構的穩(wěn)定性。
從本質(zhì)上來看，爆破對巖體的損傷是爆炸應力波和爆生氣體的共同作用觸發(fā)巖石內(nèi)部細觀空隙被激活、擴展并不斷累積，從而導致巖石力學性能劣化、承載力下降乃至*終破壞的結(jié)果；換句話講,巖體損傷程度和范圍是由其內(nèi)部空襲數(shù)量、長度及空間分布決定的。
人們先后應用鑄體薄片法、圖像分析法、光學顯微鏡法、掃描電鏡法（SEM）、CT掃描法等技術手段和方法對其進行了研究，但是發(fā)現(xiàn)，各種方法在應用過程中均存在一定的局限性。而且不同研究方法所得的結(jié)果也存在較大差異，致使在結(jié)果驗證和方法選擇上陷入兩難困境。
核磁共振技術在這種情況下被引入到巖土工程領域。作為一種新興的檢測技術，具有可以快速無損的獲得巖心的孔隙度、孔隙分布等參數(shù)；通過磁共振成像技術，還可以直觀地顯示巖石內(nèi)部的孔隙空間位置及連通性。
下面簡單介紹核磁共振技術在巖石爆破損傷中，研究爆破前后巖體力學性能參數(shù)的變化規(guī)律，分析爆破損傷范圍及不同距離條件下巖石的損傷程度。
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核磁共振分析
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孔隙度的概念可理解為所有大小裂隙的集合，圖1為不同炮孔距離下巖石爆破損傷核磁共振孔隙度和T2譜面積及其變化曲線。
圖1還說明了與炮孔距離越近的巖心，其孔隙度和T2譜面積也越大，這也印證了在爆破沖擊載荷作用下，距離炮孔越近的巖體原有微小裂隙擴展越大、產(chǎn)生新的微小裂隙越多，其所受的損傷也就越大。
巖芯的孔隙大小不同，因此產(chǎn)生的T2弛豫曲線是一組單指數(shù)的集合組成，每個指數(shù)對應一個特定孔隙大小。圖2為不同距離下各組巖芯的橫向弛豫時間T2譜分布曲線，它反映巖芯孔隙分布的特征信息。
從圖2可以看出，各組T2譜曲線互有差異，首先是峰值不同，其基本規(guī)律是距炮孔越近，峰值越大，其次是波峰個數(shù)不同。此外，各組T2曲線寬度也不同，T2譜曲線越窄，表明巖芯孔隙的均值性越好。
（參考文獻：《基于核磁共振技術的巖體爆破損傷試驗研究 》 巖土力學與工程學 2013, Vol. 32 ）
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