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小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)土壤水文特性分析

來源: 發(fā)布時間:2023-01-20

T2值與孔隙直徑r正相關,即T2值小孔隙就小,T2 值大孔隙就大。因此核磁共振T2譜測試結(jié)果可間接反映試件內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)。T2時間越短,水的流動性越差。因此,T2譜的3個峰依次對應飽水試件中吸附水、孔隙水和自由水中氫核的核磁共振信號。隨鋼渣粉摻量增加,主峰右移、主峰峰值與峰面積明顯增大。主峰分布在較小T2時間處,其余2個波峰峰面積均較小,反映試件中的水主要以吸附水的形式存在。譜峰所處的位置表征試件孔徑大小,譜峰面積體現(xiàn)相應孔徑數(shù)量的多少,峰面積與含水量成正比,相應的峰面積變化間接反映試件中水(吸附水、孔隙水、自由水)的變化。主峰面積變化幅度明顯大于其2 個波峰,表明鋼渣粉替代量、比表面積不同,試件中吸附水含量變化較大,試件中孔隙水、自由水變化不大。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可研究水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)、裂縫變化。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)土壤水文特性分析

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低場時域核磁共振用于土壤潤濕性的檢測 土壤潤濕性(wettability)對土壤的性能參數(shù)之一,其表現(xiàn)為快速吸水,持水能力強。土壤的憎水性(repellency)是指土壤具有較差的潤濕性,其表現(xiàn)為植物生長緩慢、表面多塵、因缺少圖聚核而結(jié)構(gòu)一致,這種現(xiàn)象增加了地下水污染的可能性。土壤憎水性的成因包括:自然發(fā)生的、因火災或污染產(chǎn)生等。污染引起的土壤憎水性通常是由于土壤長期暴露在液相或氣相的石油烴中。因此對于土壤潤濕性的評價非常重要。 傳統(tǒng)的評價方法包括乙醇滴定法(MED)和水分滲透時間法(WDPT),這兩種方法雖然檢測快速、易于操作,但也有著不可忽略的弊端。在MED法中:如果不忽略固-液分子相互作用性質(zhì)的差異的情況,那么土壤/水/空氣系統(tǒng)不能直接與土壤/乙醇水溶液/空氣系統(tǒng)進行比較,且MED測試結(jié)果重復性較差。在WDPT法中:時間維度的選擇過于隨意,且無特定的物理意義。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)土壤水文特性分析非常規(guī)巖芯磁共振分析儀特有T1-T2二維脈沖,可區(qū)分樣品中不同的含氫組分,如水、油、氣、油母瀝青等。

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利用核磁共振資料的儲層分級評價,一般考慮影響孔隙結(jié)構(gòu)的因素主要是核磁譜形分布、孔隙度、 地層厚度等宏觀儲層參數(shù),而對于極大孔喉半徑、 極大進汞飽和度等反映儲層孔隙結(jié)構(gòu)、儲層滲流特 性等微觀參數(shù)分析明顯不足。從宏觀尺度及微觀尺度2個方面進行孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇,為儲層分級評價模型的建立提供更為可靠的依據(jù)。核磁共振T2分布譜所包含豐富的數(shù)字信息反映了巖石特定的物理信息。儲層中的可動流體和束縛流體可以通過核磁共振測井進行定量評價。

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)核磁共振(NMR)基本原理: 帶自旋的原子核(1H) 1) 一個帶電的自旋體產(chǎn)生一環(huán)形電流。從而形成微觀磁場?自旋磁矩; 2) 自旋磁矩與一般的小磁鐵一樣具有南北極; 3) 在無外加磁場時。物質(zhì)中的原子核磁場的指向是無規(guī)則分布的。宏觀磁矩M0為0宏觀磁矩M0的形成; 4) 置于靜磁場中原子核與磁場產(chǎn)生作用。沿著磁場方向定向排列。形成宏觀磁矩M0 NMR信號產(chǎn)生原理 1) 樣品進入檢測區(qū)域。樣品中中氫原子核的磁矩將沿著靜磁場方向排列并形成宏觀磁矩M0 2) 施加特定頻率激發(fā)脈沖。宏觀磁矩定向偏轉(zhuǎn) 3) 脈沖結(jié)束。宏觀磁矩定向恢復并產(chǎn)生核磁共振信號 低場核磁共振是一種正在興起的快速無損檢測技術。具有測試速度快。靈敏度高、無損、綠色等優(yōu)點。已廣闊應用在食品品質(zhì)控制、非酒精性脂肪肝等代謝疾病、石油勘探、水泥水化過程分析、水泥基材料不同配方選擇、土壤水分物性及孔隙物性研究、土壤固體有機質(zhì)探測、非常規(guī)巖芯總體孔隙度及有效孔隙度檢測、油水氣飽等水泥基材料、土壤、巖芯等多孔介質(zhì)領域。核磁共振測量方法一類是測量非均勻磁場中不同時間產(chǎn)生的回波串的信號衰減包絡。

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.規(guī)格化FID法(Normalization method)用于凍土未凍水含量的測量 傳統(tǒng)利用FID信號的FIRST數(shù)據(jù)點進行凍土中未凍水含量的測量的方法,由于FID的First數(shù)據(jù)點的信號強度包含凍土中冰的信號,所以測得的未凍水含量遠高于實際的未凍水含量。為了降低該影響,可使用規(guī)格化FID法(Normalization method)測量凍土中的未凍水含量。 規(guī)格化FID法的前提條件為:1. FID的信號強度與凍土中的未凍水含量成正比;2. 任何低于冰點的溫度下的FID信號強度與任意一高于冰點的參考溫度的FID信號強度的比值(FID信號強度的差值與溫度的差值的比)恒定不變。水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)磁共振分析儀可用于土壤水分物性研究(凍土未凍水研究、水分遷移研究)。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)系統(tǒng)介紹

水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)核磁共振檢測技術特點: 測量目標原子核的特一性。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)土壤水文特性分析

低場時域核磁共振技術用于水分在土壤中的運動機制研究: 土壤是一種具有復雜成分的多孔介質(zhì)系統(tǒng),包括粘土(伊利石、高嶺石、蒙脫石等)、有機質(zhì)(腐殖酸、酯等)等,其在吸水后,由于部分成分發(fā)生相態(tài)變化、各個成分之間的相互作用等,致使其水分先進入相對較大的孔隙,而進入微孔則是一個比較長的過程,這與具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)中水分的運動機制相反(典型多孔介質(zhì)極先吸水的是微孔),這種現(xiàn)象可通過低場時域核磁共振技術持續(xù)檢測土壤樣品中的水分的弛豫時間明顯的觀察到。 從T2反演譜圖上可以看出,隨著時間的推移,大孔中的水(約1000ms)的含量逐漸減少(譜峰面積逐漸減?。】字械乃s2.5ms)逐漸增加(譜峰面積逐漸增大)。同時,隨著時間的推移,所有譜峰的位置逐漸左移,這說明,水分與土壤中的部分成分發(fā)生作用,使土壤的孔徑大小發(fā)生變化,重新分布。 MAGMED-Soil-2260磁共振土壤分析儀,能夠精確、全力的采集土壤樣品中所有孔徑對應的弛豫時間信號,優(yōu)化的軟硬件配置,滿足長時間在線測量要求,重復性好,為土壤中的水分運動機制研究提供一種精確、快速、方便的分析途徑。小核磁共振水泥基材料-土壤-巖芯等多孔介質(zhì)土壤水文特性分析

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