[发明专利]一种核磁共振试验无磁化饱和试样制备装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核磁共振试验无磁化饱和试样制备装置及其制备方法，属于岩土工程室内试验装置相关领域。该装置包括漏斗装置和制样‑饱和管。漏斗装置与制样‑饱和管搭接连接。制样‑饱和管为聚四氟乙烯透明材料，在其侧壁设有刻度尺。制样‑饱和管顶部设有顶部透水石。饱和器顶帽倒扣在顶部透水石与制样‑饱和管上部。制样‑饱和管底部设有底部透水石制样‑饱和管与底部透水石均坐落在饱和器底座内部。饱和器顶帽和饱和器底座均设有卡槽。卡带扣在卡槽内，将饱和器顶帽、顶部透水石、制样‑饱和管、底部透水石及饱和器底座固定连接。本发明装置构造简单，制备方法操作简单，提供了核磁共振试验的一种无磁化饱和试样制备装置及其制备方法。

技术领域

本发明涉及岩土工程的室内土工试验技术领域，尤其涉及一种核磁共振试验无磁化饱和试样制备装置及其制备方法。

背景技术

在岩土工程领域，土体的微观结构一直是大家关注的问题，因此大量的室内试验会涉及土体内部孔隙分布和含量的测试与研究。研究者们采用SEM技术和压汞技术只能偏于定性地研究微观孔隙结构。而随着核磁共振技术的发展，研究者通过核磁共振的横向弛豫时间T₂分布定量地研究土体的微观孔隙的分布和含量，在试验研究过程中会涉及制样、饱和与测样的问题。核磁共振是指原子核被磁场磁化，对射频的响应。几乎所有的核磁共振技术都以氢原子核的响应为基础。当自旋的有磁性的原子核与外部磁场(均匀磁场与射频磁场)相互作用时，宏观磁化矢量发生偏转，不再保持平衡状态。当射频脉冲关闭后，原子核从非平衡态恢复到平衡态的过程中，宏观磁化矢量将自由衰减。此过程中，核磁信号随时间的变化曲线为自由感应衰减曲线，即FID曲线；宏观横向磁化矢量衰减到约37％的时间，称为T₂横向驰豫时间。核磁共振试验系统主要包括五大系统：数据采集处理分析系统、谱仪系统、温控系统、磁体系统和射频系统。核磁共振技术常用来测试岩石、混凝土块和冻土等的微观孔隙和裂隙，由于岩石体、混凝土块和冻土形状规整，不易松散，可直接放入磁体系统内进行测试；但土粒是松散的，饱和土体是松软无形的，不借助辅助装置无法直接进行测试。同时，待测试样需在制样、饱和与测样过程中应避免金属物质引起的核磁信号及饱和样的内部结构破坏。

目前，较为常用的是土样制备与饱和装置是适用于三轴试验的三瓣膜饱和器，试样需要脱膜，一方面三瓣膜不易脱落，另一方面在脱膜过程中饱和土样结构易被损坏。因此，普通三瓣膜饱和器显然不能满足核磁共振试验的要求，尚缺乏针对土体(砂土或黏土)非冻结方法下的核磁共振土体试样的制样与饱和装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种核磁共振试验无磁化饱和试样制备装置及其制备方法，本发明集制样、饱和和测样于一体，饱和后无需脱膜，测样时无需切分，很好的保证了土样的内部组成结构的完整性，其微观孔隙也不易受到扰动。同时，本发明为散粒类土体进行核磁共振测试提供了一套可行的试验装置及制样方法，解决了在核磁共振试验时制样、饱和与测样的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核磁共振试验无磁化饱和试样制备装置，包括漏斗装置、饱和器顶帽、卡带、卡槽、制样-饱和管、饱和器底座、顶部透水石和底部透水石。

所述漏斗装置下部设有搭接口。所述漏斗装置通过搭接口搭扣在制样-饱和管上。所述制样-饱和管为聚四氟乙烯透明材料，在其侧壁设有刻度尺，通过刻度尺观察管内土样分层面是否水平。所述制样-饱和管顶部设有顶部透水石。所述饱和器顶帽倒扣在顶部透水石与制样-饱和管上部。所述制样-饱和管底部设有底部透水石。所述制样-饱和管与底部透水石均坐落在饱和器底座内部。所述饱和器顶帽和饱和器底座均设有卡槽。所述卡带扣在卡槽内，将饱和器顶帽、顶部透水石、制样-饱和管、底部透水石及饱和器底座固定连接。

进一步地，所述漏斗装置采用聚四氟乙烯材料，漏斗装置与制样-饱和管搭接连接。

进一步地，所述卡带从卡槽侧部推送在卡槽内部并扣紧，将饱和器顶帽、顶部透水石、制样-饱和管、底部透水石及饱和器底座固定连接。