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土三轴试验的原理及应用
点击次数:140 发布时间:2023-08-02

土三轴试验的原理:

土三轴试验是土力学中常用的实验方法之一。它是通过在一个封闭的容器中施加垂直和水平应力,来模拟土体在实际情况下承受的力的状态。具体来说,就是在一个圆柱形容器中,将土样均匀地放置,然后通过内部液压系统施加水平应力和垂直应力,测量土样在不同应力下的变形和破坏性质,以便进一步研究土体力学性质。

进行土三轴试验的目的:

1、土体力学性质研究:通过土三轴试验,可以获得土体的应力应变关系、剪切强度、压缩模量等力学参数,从而更加深入了解土体的力学性质;

2、工程设计:在土体工程设计中,土三轴试验可以帮助工程师更加准确地评估土体的变形和稳定性,从而制定更加科学合理的工程方案;

3、土体改良:通过土三轴试验,可以评估不同的土体改良方法对土体力学性质的影响,从而选择最合适的改良方法。

土三轴试验是土力学研究中非常重要的一项工作,它可以帮助我们更加深入地了解土体的力学性质和变形特性,为土体工程设计和土体改良提供科学依据。

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低场磁共振法在土体材料(常规土、冻土)中应用研究

核磁共振技术飞速发展,可以实现快速无损检测水分含量以及水分在多孔介质中的交互作用,应用遍及食品、农业、生命科学、地质研究、 能源勘探等领域,在恶劣条件下的冻融土壤也展开了相应研究。

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作为一种快速、无损的测量技术,低场磁共振技术可以微观地揭示样品中水分的变化规律。在核磁共振技术中,原子核受射频场作用撤除后以非辐射的方式逐步恢复到平衡状态,这一过程称为弛豫过程。弛豫过程所需要的时间称作弛豫时间。


水分子周围不同的物理化学环境均会影响到氢质子的驰豫特性,因此处于不同状态条件下水就表现出不同的驰豫时间(自旋-晶格弛豫时间T1和自旋-自旋弛豫时间T2)。利用低场核磁共振技术测定能反映水分子流动性的氢核的自旋-晶格驰豫时间 T1和自旋-自旋驰豫时间T2,就可描述样品中水分子的运动情况及其存在的状态。

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目前认为分布在土壤中的水主要存在两种状态:束缚水(包括吸湿水和膜状水)和自由水(包括毛管水、重力水和地下水) 。低场核磁共振技术主要通过测量土壤孔隙中水的T2弛豫时间来确定土壤孔隙结构中小孔隙和大孔隙的分布情况。


本研究对土壤进行 CPMG自旋回波脉冲序列下的测试,得到自旋回波串的衰减信号,其 信号是不同大小孔隙内水中氢质子信号的叠加,再经过傅里叶变换拟合得到核磁共振 T2谱。因此, T2谱分布反应了孔隙大小,大孔隙对应长T2值,小孔隙对应短T2值。

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