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內容簡介

　　本書主要介紹低場核磁共振技術（low field nuclear magnetic resonance，LF-NMR）應用于不同條件下巖石損傷破壞過程的研究。通過采用理論分析與室內實驗相結合的方法，利用核磁共振技術，開展巖石損傷破壞過程中的細觀結構特征測試與分析。本書系統闡述了巖石在凍融循環(huán)、動力荷載、加卸載、化學腐蝕等條件下的細觀結構特征和裂紋擴展、發(fā)育過程，獲得了巖石損傷的核磁共振表征參數，揭示巖石的損傷演化機理；結合核磁共振參數，闡述了巖石裂隙結構面空間分布的分形特征，并與巖石損傷力學特性相關聯，構建宏觀力學參數與細觀結構特征的關系，揭示出不同條件下的巖石損傷破壞機理，為基于核磁共振技術的巖石損傷破壞研究提供了理論和技術支撐。本書可供從事巖石力學和巖體損傷研究的采礦工程、巖土工程等領域的研究生、學者參考，也可供開展低場核磁共振技術應用的研究人員、技術人員查閱。

作者簡介

　　李杰林，博士，中南大學副教授，碩士生導師，主要從事金屬礦山開采工藝與技術、巖石核磁共振、凍融巖石力學以及礦山安全等方面的科研和教學工作。主持和承擔了國家自然科學基金、國家重大科學儀器設備開發(fā)專項、湖南省自然科學基金等20余項國家、省部級及校企合作項目；發(fā)表論文40余篇，其中SCI、EI檢索20余篇，獲授權國家發(fā)明專利20余項，主編教材2本，參著專著2部，獲中國有色金屬工業(yè)科學技術獎一等獎2項、二等獎2項，中國產學研合作創(chuàng)新與促進獎（創(chuàng)新成果獎）優(yōu)秀獎1項。

圖書目錄

第1章核磁共振的基本原理及測試技術
1.1 核磁共振技術的發(fā)展
1.1.1 核磁共振理論及技術的發(fā)展
1.1.2 低場核磁共振系統的發(fā)展
1.2 核磁共振基本原理
1.3 巖石類材料細觀損傷測試技術
1.4 多孔介質中孔隙流體的核磁共振弛豫機制
1.4.1 弛豫理論與機制
1.4.2 多指數衰減
1.5 核磁共振T2分布
1.6 核磁共振成像技術
1.7 低場核磁共振儀器
1.8 基于文獻計量分析的核磁共振在巖土工程領域的應用研究進展
1.8.1 研究現狀的文獻計量分析
1.8.2 研究熱點分析
1.8.3 核磁共振技術在巖石損傷領域的研究進展
第2章基于核磁共振技術的巖石細觀結構測試方法
2.1 巖石核磁共振測試內容及參數
2.1.1 孔隙度
2.1.2 流體飽和度
2.1.3 滲透率
2.1.4 T2譜分布
2.1.5 核磁共振成像(MRI)
2.2 基于NMR技術的巖石細觀結構測試步驟
2.2.1 線圈的選擇
2.2.2 FID序列參數設置
2.2.3 CPMG序列參數設置
2.2.4 孔隙度標準曲線的建立
2.2.5 T2譜分布的反演
2.3 基于NMR技術的巖石孔隙度測試結果驗證
2.4 基于NMR技術的巖石孔隙結構測量
2.4.1 實驗方案
2.4.2 試驗結果及分析
2.5 基于NMR技術的巖石含水飽和度測量
2.5.1 實驗過程
2.5.2 T2譜分布結果分析
2.6 巖石的核磁共振成像測試
2.6.1 測試方法和步驟
2.6.2 核磁共振成像分析
2.6.3 MRI的分形特征分析
第3章基于核磁共振技術的巖石凍融損傷特性研究
3.1 概述
3.2 實驗概況
3.2.1 巖石試樣
3.2.2 實驗過程及參數設置
3.3 質量變化規(guī)律
3.4 巖石孔隙度變化規(guī)律
3.5 核磁共振T2譜分布
3.6 巖石凍融損傷過程分析
3.7 基于MRI的巖石孔隙結構凍融損傷分析
第4章沖擊荷載條件下巖石破裂的核磁共振研究
4.1 概述
4.2 循環(huán)動力荷載作用下花崗巖細觀結構損傷
4.2.1 試驗方案及過程
4.2.2 孔隙度
4.2.3 T2譜分布
4.2.4 MRI結果分析
4.3 凍融后砂巖孔隙結構劣化及動態(tài)力學特性研究
4.3.1 實驗方案
4.3.2 質量變化
4.3.3 核磁共振T2譜分布
4.3.4 孔隙度變化
4.3.5 凍融影響下的巖石動態(tài)力學參數演化特性
4.3.6 凍融條件下巖石孔隙演化過程
4.3.7 砂巖動態(tài)峰值強度劣化與凍融循環(huán)次數的關系
4.3.8 動態(tài)峰值應變與凍融循環(huán)次數的關系
第5章化學環(huán)境下巖石孔隙結構損傷的NMR表征
5.1 概述
5.2 酸性環(huán)境中砂巖凍融損傷特性的NMR分析
5.2.1 試驗方案及流程
5.2.2 酸性環(huán)境中巖石凍融過程的宏觀特征
5.2.3 酸性環(huán)境下巖石凍融損傷的核磁共振分析
5.2.4 凍融和化學耦合環(huán)境下的巖石劣化機理分析
5.3 不同化學條件下砂巖孔隙結構損傷的NMR分析
5.3.1 試驗方案
5.3.2 縱波速度變化規(guī)律
5.3.3 孔隙結構變化規(guī)律
5.4 巖石水化學劣化機制分析
5.4.1 巖石水化反應過程
5.4.2 水—巖反應機理
第6章基于核磁共振的卸荷巖石損傷特征研究
6.1 概述
6.2 三軸壓縮條件下巖石損傷的核磁共振研究
6.2.1 試驗方案
6.2.2 T2譜分布變化分析
6.2.3 孔隙度分析
6.2.4 譜面積變化分析
6.2.5 核磁共振圖像分析
6.3 不同初始圍壓的巖石卸荷損傷研究
6.3.1 試驗方案
6.3.2 T2譜變化分析
6.3.3 孔隙度變化
6.3.4 譜面積分析
6.3.5 孔隙度與巖樣應變對比
6.3.6 核磁共振成像分析
6.4 不同分級加卸載路徑下的巖石孔隙演化特征
6.4.1 加卸載方案
6.4.2 試驗流程
6.4.3 不同加卸載路徑下的核磁共振T2譜分布
6.4.4 不同加卸載路徑下的孔隙度演化規(guī)律
6.4.5 分級加卸載過程中的孔隙水演化特征
第7章尾砂充填料漿孔隙演化規(guī)律的核磁共振效應
7.1 概述
7.2 基于核磁共振的充填料漿硬化研究
7.2.1 充填料漿早期水化
7.2.2 充填料漿硬化
7.3 多因素對充填料漿孔隙演化規(guī)律的影響分析
7.3.1 試驗方案與步驟
7.3.2 減水劑
7.3.3 濃度
7.3.4 灰砂比
7.3.5 粉煤灰
7.4 尾砂充填料漿水化過程的孔隙孔徑分布特征
7.4.1 不同濃度的尾砂充填料漿孔徑分布
7.4.2 不同灰砂比的充填料漿孔徑分布
7.4.3 充填料漿水化反應對孔隙結構變化的影響
7.5 基于NMR的尾砂充填體孔隙度分析
7.5.1 實驗材料
7.5.2 實驗方案
7.5.3 結果分析
7.6 離心力作用下尾砂充填體的孔隙結構演化特性
7.6.1 實驗方案
7.6.2 不同濃度配比的充填體孔隙結構演化規(guī)律
7.6.3 最佳離心力標定
7.6.4 T2截止值標定
7.6.5 離心力與孔隙含水率的關系
7.6.6 離心力作用下充