冻融过程岩石孔隙内未冻水含量变化是影响其力学特性的关键因素之一。以砂岩为研究对象,采用低场核磁共振系统(nuclear magnetic resonance,NMR)对岩石冻融过程(20、0、-2、-4、-6、-10、-15、-10、-6、-4、-2、0、20℃)孔隙水含量进行...冻融过程岩石孔隙内未冻水含量变化是影响其力学特性的关键因素之一。以砂岩为研究对象,采用低场核磁共振系统(nuclear magnetic resonance,NMR)对岩石冻融过程(20、0、-2、-4、-6、-10、-15、-10、-6、-4、-2、0、20℃)孔隙水含量进行监测,分析未冻水含量随温度的演化规律,并探讨岩石冻融过程未冻水含量演化对其力学特性的影响。研究结果表明:(1)冻融过程岩石中孔隙水受温度影响显著,共经过5个阶段,即过冷段、快速冻结阶段、缓慢冻结阶段、缓慢融化阶段和融化加速阶段。(2)岩石在解冻过程中有明显的滞后现象。在相同温度下,岩样冻结过程未冻水含量明显高于解冻过程。与之对应,解冻过程的峰值强度和弹性模量相对于冻结阶段显著提高。(3)冻融过程的单轴抗压强度以及岩石弹性模量与未冻水含量的关系可由指数函数表示。冻结初期,岩石力学参数的变化主要受孔隙冰含量的增长及孔隙冰对岩石颗粒的胶结作用影响,随温度进一步降低,吸附水膜厚度下降,吸附能力增强,使孔隙冰与对岩石颗粒之间的整体性增强,岩石力学参数进一步发生改变。展开更多
文摘冻融过程岩石孔隙内未冻水含量变化是影响其力学特性的关键因素之一。以砂岩为研究对象,采用低场核磁共振系统(nuclear magnetic resonance,NMR)对岩石冻融过程(20、0、-2、-4、-6、-10、-15、-10、-6、-4、-2、0、20℃)孔隙水含量进行监测,分析未冻水含量随温度的演化规律,并探讨岩石冻融过程未冻水含量演化对其力学特性的影响。研究结果表明:(1)冻融过程岩石中孔隙水受温度影响显著,共经过5个阶段,即过冷段、快速冻结阶段、缓慢冻结阶段、缓慢融化阶段和融化加速阶段。(2)岩石在解冻过程中有明显的滞后现象。在相同温度下,岩样冻结过程未冻水含量明显高于解冻过程。与之对应,解冻过程的峰值强度和弹性模量相对于冻结阶段显著提高。(3)冻融过程的单轴抗压强度以及岩石弹性模量与未冻水含量的关系可由指数函数表示。冻结初期,岩石力学参数的变化主要受孔隙冰含量的增长及孔隙冰对岩石颗粒的胶结作用影响,随温度进一步降低,吸附水膜厚度下降,吸附能力增强,使孔隙冰与对岩石颗粒之间的整体性增强,岩石力学参数进一步发生改变。
