冻融循环对花岗岩细观结构影响的核磁共振研究

"冻融作用下岩石细观结构损伤的低场核磁共振研究" 这篇科研论文探讨了冻融循环对岩石细观结构损伤的影响，主要关注的是在地质环境中的冻融现象如何改变岩石的孔隙结构。研究采用了花岗岩作为实验样本，经过90次的冻融循环实验，利用低场核磁共振（Low Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）技术对实验后的岩石进行分析，从而揭示其内部结构的变化。 首先，实验结果显示随着冻融循环次数的增加，花岗岩的孔隙度呈现逐渐增大的趋势。在最初的0到30次冻融循环中，孔隙度的增长较为平缓，但当循环次数达到30至70次时，孔隙度的增加速度显著加快。这种变化表明冻融过程对岩石结构的破坏作用在一定阶段后会加剧。 通过分析T2谱分布，研究人员发现花岗岩的T2信号主要集中在0.1到100毫秒的范围内，这对应于岩石中的孔隙大小。T2谱可以提供关于孔隙尺寸和流体滞留时间的信息，从而反映出冻融作用下孔隙结构的改变。将T2谱转换为孔径分布曲线后，发现在1到500微米的孔径范围内，孔隙数量最多，其中小孔孔隙占比最高，达到了78.62%，其次是中孔，而微孔的数量最少。这些数据揭示了冻融循环对岩石孔隙结构的重塑，尤其是对小孔和中孔的影响。 基于核磁共振技术的研究方法为理解和量化冻融循环对岩石结构的损害提供了直观且准确的数据。这对于深入研究岩石的破坏机制，特别是在地质工程、地质灾害预测以及环境科学等领域具有重要意义。通过这样的实验数据，可以更好地预测和评估冻融循环对岩石稳定性的影响，为相关工程设计和风险管理提供科学依据。 这项研究展示了LF-NMR作为一种非侵入性、高分辨率的技术在研究岩石物理特性和损伤机理方面的潜力，特别是对于理解冻融循环如何改变岩石的微观结构和性能。未来的工作可能进一步扩展到其他类型的岩石，以更全面地了解冻融作用对各种地质材料的影响。