應用背景

巖石的三軸抗壓特性是巖石力學研究中的重要課題之一，巖石受荷破壞的過程，實質就是內部裂隙產生、擴展和貫通的過程，因此，研究巖石在三軸壓縮作用下內部裂隙的損傷演化規律對于采礦、水利水電、隧洞及天然地基工程的理論計算和設計工作具有重要意義。

傳統的方法如：聲發射、電鏡和CT技術可研究巖石在三軸壓縮作用下的破壞機制，得到巖石在三軸壓縮作用下內部裂紋的擴展規律，但是這些研究主要集中在巖石宏觀特性和力學參數等方面，而演示內部細觀裂隙的變化對巖石的宏觀變形和力學參數變化起控制作用。核磁共振技術能夠在不損傷巖石的情況下測得弛豫時間T2譜曲線和孔隙度，為巖石的不同尺寸的裂隙損傷演化規律研究提供了一種可行的解決途徑。
下面簡單介紹核磁共振技術結合連續介質損傷力學相關理論，通過核磁共振T2譜曲線來研究巖石內部大小不同孔隙在三軸壓縮作用下的數量和裂隙開度的變化情況，將孔隙度和損傷度結合起來分析，建立了孔隙度、軸壓比與損傷度的函數關系，其結果可為大理巖三軸壓縮細觀損傷研究提供試驗數據。

弛豫時間T2譜分析

巖樣內孔隙的數量和尺寸能夠通過T2譜曲線直觀的反映出。T2值的大小與孔隙尺寸成正相關，T2值越大，尺寸越小；T2譜曲線譜面積與孔隙數量正相關，譜面積越大，孔隙的數量就越多；單個譜峰面積和峰值與相應尺寸的孔隙數量正相關

由隨著軸壓的增大，T2譜曲線整體向右擴展和移動，譜面積不斷增大，表明隨著軸壓的增大，大理巖內部孔隙的裂紋開度不斷增大，數量不斷增多，損傷不斷加劇；當軸壓比低于90%時，隨著軸壓的增大，T2譜T2積不斷增大且增幅越來越大，但向右擴展和移動的幅度較小，表明軸壓在低于三軸抗壓強度90%時，大理巖損傷的加劇主要是內部孔隙數量的不斷增多引起；軸壓比由90%增大至100%，T2譜的面積急劇增大，且向右較大幅度擴展和移動，表明軸壓大于三軸抗壓強度90%時，大理巖損傷急劇增加直至破壞是由內部裂隙數量和裂隙開度均急劇增大引起。另外，大開度裂隙的形成也表明，臨近破壞時巖樣會形成一定寬度的剪切帶，裂紋沿某個方向定向擴展且形成局部變形，導致貫通裂隙的快速形成，而其他方向裂紋基本不再擴展。
（參考文獻：《基于核磁共振技術的大理巖三軸壓縮損傷規律研究》 巖土力學 2014年第35卷第11期）