前沿應(yīng)用|基于低場核磁共振技術(shù)的注漿過程動態(tài)在線監(jiān)測研究

注漿是一種通過向巖土體或結(jié)構(gòu)內(nèi)部注入漿液，以填補(bǔ)孔隙、加固破碎層或阻止?jié)B水的工程技術(shù)。其核心目的是提升介質(zhì)的強(qiáng)度、降低滲透系數(shù)，從而改善安全性和耐久性。注漿技術(shù)應(yīng)用廣泛，在能源領(lǐng)域與巖土工程領(lǐng)域均有使用，例如：水利工程方向的大壩基底注漿加固防滲、礦山采礦注漿堵水與回填、土體的注漿改良等各個領(lǐng)域。

對注漿效果的評價，傳統(tǒng)方法中常在注漿完成后進(jìn)行現(xiàn)場的滲透實(shí)驗(yàn)判斷防滲性能；或鉆芯取樣，實(shí)驗(yàn)室測量孔隙度滲透率等參數(shù)；或使用聲波技術(shù)輔助判斷孔隙填充度等等，這些技術(shù)往往都是在注漿完成，固化成型后進(jìn)行監(jiān)測，存在嚴(yán)重的滯后性，缺少了在注漿過程中的動態(tài)監(jiān)測，對注漿的機(jī)理研究力有不逮。

低場核磁共振技術(shù)通過測量漿液中氫核的弛豫時間，能夠在不破壞巖樣的前提下，實(shí)時反映孔隙水、漿液及固體骨架的狀態(tài)，有效區(qū)分不同尺度的孔隙水（宏孔、微孔），進(jìn)而推算孔隙度和孔徑分布，獲得評估注漿填充效果的核心參數(shù)。在壩基、隧道、礦山及環(huán)境治理等多個領(lǐng)域低場核磁共振憑借無損、原位、對孔隙水高度敏感的特性，能夠?yàn)樽{工程提供實(shí)時、定量的質(zhì)量評估。

基于低場核磁共振技術(shù)的注漿過程動態(tài)在線監(jiān)測研究：

樣品制備：

樣品來源：人造巖心。

樣品規(guī)格：圓柱體尺寸：直徑 50 mm × 高度 100 mm 。

鉆孔設(shè)計(jì)：在樣品端面開孔，鉆取5個適用注漿的孔眼。

圖一開孔注漿后的樣品

設(shè)備：豎放低場核磁共振設(shè)備

圖二注漿核磁設(shè)備MacroMR12-150V-I

實(shí)驗(yàn)方案：

1.制備人造巖心，在巖心端面鉆取孔眼，用于注漿。 

2.夾持器裝樣，安裝注漿管線，調(diào)試核磁設(shè)備。

3.開始注漿，在注漿過程的開始-過程-結(jié)束等各階段，進(jìn)行核磁弛豫分析及成像分析的測試。

4.核磁數(shù)據(jù)處理分析。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論與分析：

圖三注漿弛豫

圖四注漿成像

1、根據(jù)圖三注漿弛豫可知，隨著注漿的不斷進(jìn)行，在注漿后期固化階段，核磁信號不斷降低，證明了漿液與巖心持續(xù)相互作用，水分不斷參與反應(yīng)，漿液逐漸固化。

2、根據(jù)圖四注漿成像可知，核磁成像技術(shù)可以清晰展示注漿的內(nèi)部注入過程，完整的表達(dá)注漿的非均質(zhì)形態(tài)，解決了注漿內(nèi)部“黑匣子”不可微觀表征的問題。

隨著低場核磁共振（LF?NMR）技術(shù)的成熟，能夠原位、無損地獲取孔隙水分布、漿液固化進(jìn)程等關(guān)鍵參數(shù)，為注漿質(zhì)量提供實(shí)時、定量的監(jiān)測手段，顯著提升注漿工程的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。

如您對以上應(yīng)用感興趣，歡迎咨詢：18516712219

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