塑性对冻土未冻水含量影响的核磁共振试验研究
发布时间：2022-09-28 14:09
冻土是由土颗粒、气体、冰和未冻水组成的四相介质,冻土的强度和变形等力学特性与冻土内部冰与未冻水的相对含量息息相关,研究冻土内部未冻水的含量、影响因素以及变化规律对揭示冻土力学特性的变化机制非常重要。塑性指数作为细粒土物理性能一个重要特征,是工程中进行土类划分的重要标准。研究塑性对冻土未冻水含量影响的规律,一方面可以揭示不同种类冻土未冻水含量的变化机理,另一方面有助于计算冻土地基的冻结深度,具有较高的科学意义和工程价值。已有研究在探索某一因素对冻土未冻水含量的影响时常以天然土作为研究对象,而不同种类的天然土在颗粒成分、级配、含盐量、总含水量和干密度等方面存在较大差异,以上因素对冻土未冻水含量的影响非常复杂且相互耦合,这导致已有研究得到的未冻水含量变化规律有时不同,甚至相反。因此,为了更准确地研究冻土未冻水含量的影响因素和变化规律,有必要人工制备冻土试样,使得各试样除主要研究要素外,其它因素均保持一致,从而保证试验规律的一致性。本文采用标准砂和膨润土这两种工业制标准土材料以及青藏粉质黏土这种天然材料,人工配置具有不同塑性指数的饱和冻土试样,基于核磁共振技术,研究未冻水含量随温度和塑性的变化...
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 未冻水含量测试手段
1.2.2 未冻水含量影响因素和变化规律
1.2.3 现有研究不足
1.3 本文研究内容和技术路线
第2章 试样制备和试验流程
2.1 核磁共振测试原理
2.2 温控核磁共振试验仪
2.2.1 仪器概况
2.2.2 仪器可靠性
2.3 试样制备
2.3.1 材料物理性质
2.3.2 材料配比
2.3.3 制备流程
2.4 核磁共振测试
2.4.1 试验基本条件
2.4.2 控温过程
2.4.3 核磁测试过程
2.5 冻结温度测量试验
2.5.1 冻结温度概念
2.5.2 冻结温度测量设备
2.5.3 冻结温度试验流程
2.6 本章小结
第3章 测试结果及分析
3.1 核磁信号处理
3.2 未冻水含量随温度的变化规律
3.3 冻结特征曲线随塑性的变化规律
3.4 塑性对未冻水含量影响的机理
3.5 冻结温度试验结果
3.5.1 温度-时间曲线
3.5.2 塑性对温度-时间曲线影响
3.6 本章小结
第4章 未冻水含量预测公式
4.1 经验公式修正
4.2 参数物理意义和确定方法
4.3 公式验证
4.3.1 采用本文试验数据验证
4.3.2 采用文献试验数据验证
4.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间参与的课题和取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于核磁共振下的冻土–结构正融过程界面特性研究[J]. 杜洋,唐丽云,杨柳君,王鑫,白苗苗. 岩土工程学报. 2019(12)
[2]冻融过程中未冻水含量对非饱和粉土抗剪强度的影响[J]. 晏长根,王婷,贾海梁,徐伟,訾凡,陶悦,威巍,王亚冲. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[3]冻土未冻水含量与孔径分布的试验探究[J]. 寇璟媛,滕继东,张升. 西安科技大学学报. 2018(02)
[4]土中未冻含水量与温度关系研究[J]. 万旭升,赖远明,张明义,裴万胜. 铁道学报. 2018(01)
[5]青藏粉质黏土冻融过程水热特征研究[J]. 杜耀辉,杨晓华,杨延平. 冰川冻土. 2017(04)
[6]Soil freezing process and different expressions for the soil-freezing characteristic curve[J]. Jun Ping Ren,Sai K.Vanapalli,Zhong Han. Sciences in Cold and Arid Regions. 2017(03)
[7]冻融过程中未冻水含量及冻结温度的试验研究[J]. 路建国,张明义,张熙胤,晏忠瑞. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[8]基于NMR技术的盐渍化冻融土壤未冻水及孔隙水含量试验研究[J]. 卢星航,史海滨,李瑞平,梁建财,徐昭,步怀亮. 水土保持学报. 2017(02)
[9]硫酸钠盐渍土未冻水含量的实验研究[J]. 马敏,邴慧,李国玉. 冰川冻土. 2016(04)
[10]基于CT图像直方图技术的冻结岩石未冻水含量及损伤特性分析[J]. 刘慧,杨更社,叶万军,申艳军. 冰川冻土. 2015(06)
博士论文
[1]地铁隧道水平冻结工程地层冻胀融沉的预测方法及工程应用[D]. 蔡海兵.中南大学 2012
[2]冻土未冻水含量测试新方法的试验和理论研究[D]. 李东阳.中国矿业大学（北京） 2011
[3]核磁共振岩石物理研究及其在石油工业中的应用[D]. 王为民.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2001
硕士论文
[1]低场核磁共振冻融法在非常规油气储层岩石孔径表征中的应用研究[D]. 刘标.南京大学 2018
本文编号：3681806
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 未冻水含量测试手段
1.2.2 未冻水含量影响因素和变化规律
1.2.3 现有研究不足
1.3 本文研究内容和技术路线
第2章 试样制备和试验流程
2.1 核磁共振测试原理
2.2 温控核磁共振试验仪
2.2.1 仪器概况
2.2.2 仪器可靠性
2.3 试样制备
2.3.1 材料物理性质
2.3.2 材料配比
2.3.3 制备流程
2.4 核磁共振测试
2.4.1 试验基本条件
2.4.2 控温过程
2.4.3 核磁测试过程
2.5 冻结温度测量试验
2.5.1 冻结温度概念
2.5.2 冻结温度测量设备
2.5.3 冻结温度试验流程
2.6 本章小结
第3章 测试结果及分析
3.1 核磁信号处理
3.2 未冻水含量随温度的变化规律
3.3 冻结特征曲线随塑性的变化规律
3.4 塑性对未冻水含量影响的机理
3.5 冻结温度试验结果
3.5.1 温度-时间曲线
3.5.2 塑性对温度-时间曲线影响
3.6 本章小结
第4章 未冻水含量预测公式
4.1 经验公式修正
4.2 参数物理意义和确定方法
4.3 公式验证
4.3.1 采用本文试验数据验证
4.3.2 采用文献试验数据验证
4.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间参与的课题和取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于核磁共振下的冻土–结构正融过程界面特性研究[J]. 杜洋,唐丽云,杨柳君,王鑫,白苗苗. 岩土工程学报. 2019(12)
[2]冻融过程中未冻水含量对非饱和粉土抗剪强度的影响[J]. 晏长根,王婷,贾海梁,徐伟,訾凡,陶悦,威巍,王亚冲. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[3]冻土未冻水含量与孔径分布的试验探究[J]. 寇璟媛,滕继东,张升. 西安科技大学学报. 2018(02)
[4]土中未冻含水量与温度关系研究[J]. 万旭升,赖远明,张明义,裴万胜. 铁道学报. 2018(01)
[5]青藏粉质黏土冻融过程水热特征研究[J]. 杜耀辉,杨晓华,杨延平. 冰川冻土. 2017(04)
[6]Soil freezing process and different expressions for the soil-freezing characteristic curve[J]. Jun Ping Ren,Sai K.Vanapalli,Zhong Han. Sciences in Cold and Arid Regions. 2017(03)
[7]冻融过程中未冻水含量及冻结温度的试验研究[J]. 路建国,张明义,张熙胤,晏忠瑞. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[8]基于NMR技术的盐渍化冻融土壤未冻水及孔隙水含量试验研究[J]. 卢星航,史海滨,李瑞平,梁建财,徐昭,步怀亮. 水土保持学报. 2017(02)
[9]硫酸钠盐渍土未冻水含量的实验研究[J]. 马敏,邴慧,李国玉. 冰川冻土. 2016(04)
[10]基于CT图像直方图技术的冻结岩石未冻水含量及损伤特性分析[J]. 刘慧,杨更社,叶万军,申艳军. 冰川冻土. 2015(06)
博士论文
[1]地铁隧道水平冻结工程地层冻胀融沉的预测方法及工程应用[D]. 蔡海兵.中南大学 2012
[2]冻土未冻水含量测试新方法的试验和理论研究[D]. 李东阳.中国矿业大学（北京） 2011
[3]核磁共振岩石物理研究及其在石油工业中的应用[D]. 王为民.中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所） 2001
硕士论文
[1]低场核磁共振冻融法在非常规油气储层岩石孔径表征中的应用研究[D]. 刘标.南京大学 2018
本文编号：3681806
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