李杰林，劉漢文，周科平，朱龍胤

(1.中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083；2.中南大學(xué) 高海拔寒區(qū)采礦工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410083)

0　引　言

巖石是一種復(fù)雜的天然介質(zhì)，其內(nèi)部存在大量的微裂隙、微孔洞等地質(zhì)缺陷[1-2]，且呈隨機(jī)狀態(tài)分布[3]。在寒區(qū)環(huán)境中，巖土工程普遍面臨著凍融作用的影響，在自然界反復(fù)的凍融循環(huán)過(guò)程中，彌散在巖石內(nèi)部的微細(xì)缺陷不斷演化，形成宏觀裂紋，引起巖體材料力學(xué)性能劣化[4]，并最終導(dǎo)致巖體結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而引發(fā)巖質(zhì)邊坡的凍融風(fēng)化、剝蝕以至滑坡，路基及建筑地基凍脹抬升和融化下沉等凍融災(zāi)害[5-7]。寒區(qū)巖體工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、凍融災(zāi)害防治等已成為急需解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[8]。因此，研究?jī)鋈谘h(huán)影響下的巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征對(duì)于分析巖石的損傷變形和破壞具有重要意義，能有助于揭示寒區(qū)巖體的損傷機(jī)理。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)(Low Field Nuclear Magnetic Resonance，LF-NMR)已廣泛應(yīng)用于巖石類多孔介質(zhì)材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征研究中，主要通過(guò)測(cè)量巖石孔隙中流體的弛豫時(shí)間來(lái)獲取巖樣的孔隙分布情況、連通性以及各種物性參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)巖石內(nèi)部孔隙的定性和定量化測(cè)試分析，該方法具有應(yīng)用范圍廣、測(cè)試時(shí)間短、對(duì)巖樣進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)[9]。目前，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)已開始應(yīng)用于巖石的凍融損傷研究中，并取得了初步研究成果。筆者團(tuán)隊(duì)利用核磁共振技術(shù)分析和討論了凍融條件下巖石的T2譜分布、T2譜面積的變化特征和巖石的內(nèi)部孔隙分布特性[10-13]，并研究了砂巖的細(xì)觀結(jié)構(gòu)損傷與動(dòng)力學(xué)特性的關(guān)系，以及花崗巖的細(xì)觀凍融損傷與宏觀力學(xué)強(qiáng)度關(guān)系[14-15]；楊更社團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)了與NMR配套的環(huán)境控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)凍融過(guò)程中T2譜等參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，獲取了飽水粉砂巖凍結(jié)和融化過(guò)程中的未凍水含量、T2譜的變化規(guī)律；蔡承政利用核磁共振和SEM研究了液氮凍結(jié)條件下巖石孔隙結(jié)構(gòu)損傷特性[16]；翟成利用NMR和SEM研究了凍融作用對(duì)煤樣孔隙結(jié)構(gòu)劣化及煤層透氣性的影響，結(jié)果表明，多次凍融能使煤體孔隙數(shù)量增加，尺寸變大，連通增強(qiáng)，從而形成交織貫通的孔裂隙網(wǎng)絡(luò)，使煤體透氣性大幅增強(qiáng)[17-18]。以上研究成果表明，NMR技術(shù)在巖石細(xì)觀凍融損傷的識(shí)別中優(yōu)勢(shì)明顯，特別是在孔隙水凍結(jié)融化過(guò)程、未凍水遷移及細(xì)觀結(jié)構(gòu)損傷演化方面，但目前基于NMR技術(shù)的巖石凍融損傷特性研究還處于起步階段，尚沒(méi)有形成系統(tǒng)理論。

為探討凍融巖石的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征，以花崗巖為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)，采用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)對(duì)凍融花崗巖進(jìn)行細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征測(cè)試，對(duì)凍融后巖樣的孔隙度、T2譜分布變化情況進(jìn)行分析和討論，并通過(guò)孔徑分布分析，獲得凍融作用下花崗巖的孔隙分布特性。

1　實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1　巖樣準(zhǔn)備

所選巖樣為花崗巖，取自中國(guó)黑龍江省某金礦，為中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖，塊狀構(gòu)造，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)。將巖樣加工成高徑比2∶1的圓柱體，依次進(jìn)行凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)和核磁共振測(cè)試。

1.2　凍融循環(huán)試驗(yàn)

將分組后的巖樣，放入TDS-300型凍融循環(huán)試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)。結(jié)合取樣地的氣候條件，凍結(jié)溫度取冬季最低氣溫(-40 ℃)，融解溫度取夏季平均氣溫(20 ℃)，參照水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程(SL 264-2001)中凍融循環(huán)試驗(yàn)的操作規(guī)程，巖樣在空氣中凍結(jié)4 h，然后在水中融解4 h，即每個(gè)凍融循環(huán)周期為8 h，如此反復(fù)。循環(huán)次數(shù)分別為0，10，30，50，70和90次，每20次凍融循環(huán)為一個(gè)測(cè)試周期，完成凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)后，取出巖樣觀察并記錄外觀變化特征。

1.3　低場(chǎng)核磁共振測(cè)試

核磁共振是指原子核對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)，目前核磁共振巖石研究幾乎都是以氫原子核的響應(yīng)為基礎(chǔ)。核磁共振巖石研究就是通過(guò)對(duì)完全飽和水的巖芯進(jìn)行CPMG脈沖序列測(cè)試，得到自旋回波串的衰減信號(hào)，其信號(hào)是不同大小孔隙內(nèi)水信號(hào)的疊加。自旋回波串衰減的幅度可以用一組指數(shù)衰減曲線的和來(lái)進(jìn)行精確的擬合，每個(gè)指數(shù)曲線都有不同的衰減常數(shù)，所有衰減常數(shù)的集合就形成了橫向弛豫時(shí)間T2分布[19]。

在巖樣進(jìn)行凍融試驗(yàn)前，首先進(jìn)行一次核磁共振測(cè)試，以后每完成一個(gè)凍融循環(huán)試驗(yàn)測(cè)定周期后，取出巖樣，擦干表面水分后，再進(jìn)行核磁共振測(cè)試，獲得凍融巖石的孔隙度、T2譜分布等結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)流程及儀器設(shè)備如圖1所示。

圖1　實(shí)驗(yàn)流程及儀器設(shè)備Fig.1　Experimental platform

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1　核磁共振孔隙度

孔隙度是指孔隙體積占基質(zhì)總體積的百分比，孔隙度反映了基質(zhì)的孔隙狀況。圖2為經(jīng)歷不同凍融循環(huán)次數(shù)后的每組花崗巖平均孔隙度變化情況?？梢钥闯?，隨著凍融次數(shù)的增多，孔隙度逐漸變大，從0次至90次凍融循環(huán)后，平均孔隙度增幅為186.64 %，增長(zhǎng)幅度明顯。

從圖2還可以看出，在0～30次的凍融階段，巖樣的孔隙度增速緩慢，而在30～70次凍融循環(huán)階段，孔隙度增長(zhǎng)幅度明顯加快，70～90次凍融循環(huán)階段，平均孔隙度還略有下降。分析認(rèn)為：在0～30次凍融階段，凍脹力作用于孔隙壁面使得巖石內(nèi)部的顆粒物質(zhì)被壓密，晶體顆粒間的粘聚力逐漸增強(qiáng)，有效的抵消了一部分凍脹力的作用，從而限制了孔隙間的擴(kuò)展或貫通；另一方面是水分進(jìn)入孔隙后，受孔隙中靜壓水的擠壓作用，也一定程度上限制了孔隙的快速發(fā)育，從而導(dǎo)致孔隙度增速緩慢。在30次凍融循環(huán)后，凍脹力對(duì)巖石內(nèi)部孔隙的反復(fù)累加作用，使得凍脹力逐漸大于顆粒間的粘聚力，造成巖樣的孔隙發(fā)育、擴(kuò)展程度開始加劇，進(jìn)而出現(xiàn)30～70次凍融階段中的孔隙增幅逐漸變大的現(xiàn)象。在70～90次凍融階段，平均孔隙度略有下降，原因可能是在凍融作用的持續(xù)影響下，巖樣出現(xiàn)了少量的顆粒剝離，導(dǎo)致巖樣的殘余質(zhì)量減少，進(jìn)而引起了孔隙度的降低。

圖2　每組巖樣平均孔隙度隨凍融循環(huán)次數(shù)的變化情況Fig.2　Changes of average porosity of every group rock specimens after different numbers of freeze-thaw cycles

2.2　核磁共振T2譜分布

圖3為經(jīng)歷90次凍融循環(huán)后的花崗巖T2譜分布情況。在0～90次的凍融循環(huán)過(guò)程中，花崗巖的T2譜分布主要表現(xiàn)為3個(gè)峰圖，且弛豫時(shí)間主要集中在0.1～100 ms.隨著凍融次數(shù)的增加，T2譜分布的每個(gè)譜峰變化明顯，尤其是右側(cè)譜峰變化顯著，即大尺寸孔隙T2譜的核磁共振信號(hào)強(qiáng)度增加。說(shuō)明在凍融作用下，巖石中的小孔隙不斷擴(kuò)展、貫通成中、大尺寸孔隙，從而致使巖石結(jié)構(gòu)不斷的被弱化、分割，出現(xiàn)凍融損傷。譜峰位置對(duì)應(yīng)著不同尺寸的孔隙，在相同的凍融條件下，花崗巖的每個(gè)譜峰變化幅度不同，說(shuō)明了不同孔徑孔隙的變化特征存在差異。

圖3　不同凍融循環(huán)后花崗巖的T2譜分布變化Fig.3　Changes of T2 distribution of granite specimens after different freeze-thaw cycles

2.3　孔徑分布分析

根據(jù)核磁共振弛豫機(jī)制，對(duì)于孔隙材料，孔隙中流體的橫向弛豫速率1/T2可近似表示為[20]

(1)

式中S為孔隙表面積，cm2；V為孔隙體積，cm3；ρ2為橫向表面弛豫強(qiáng)度，μm/ms.

由式(1)可以看出，巖石的T2大小主要是由巖性(ρ2)和孔隙的表面與體積之比S/V所決定的。對(duì)可以簡(jiǎn)化成球狀孔隙、柱狀管道的孔隙結(jié)構(gòu)樣品，式(1)可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為T2弛豫時(shí)間與巖芯孔隙半徑之間的關(guān)系式，即

(2)

式中r為孔隙半徑，μm；Fs為幾何形狀因子(球狀孔隙，F(xiàn)s=3；柱狀孔隙，F(xiàn)s=2)。

因此，T2譜分布反映了巖樣的孔隙大小及孔徑分布，孔徑大小與譜峰的位置有關(guān)，對(duì)應(yīng)孔徑的孔隙數(shù)量與峰面積的大小有關(guān)。根據(jù)式(1)～(2)可知，孔隙半徑與T2值成正比：T2值越小，代表的孔隙越小，孔隙大，T2值也大。

凍融作用可以改變巖石內(nèi)部孔隙的大小、數(shù)量和分布狀態(tài)，因此，可以通過(guò)核磁共振T2分布來(lái)獲得凍融作用下巖石的孔隙分布特征。根據(jù)式(2)巖石的孔隙半徑r與其橫向弛豫時(shí)間T2的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于柱狀孔隙，F(xiàn)s取值為2；不同的巖石類型具有不同的表面弛豫強(qiáng)度值ρ2，對(duì)于多孔介質(zhì)性質(zhì)的巖石類材料而言，ρ2的取值范圍一般為1～10 μm/ms[21]，文中取中間值ρ2=5 μm/ms，則式(2)可簡(jiǎn)化為

r=10T2

(3)

因此，根據(jù)式(3)可以將巖樣的T2譜分布轉(zhuǎn)化為巖石孔徑分布曲線。為直觀地看出各類孔隙的孔徑分布，對(duì)各孔徑大小的孔隙分布比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并繪制成分布圖，如圖4所示。

圖4　花崗巖巖樣的孔徑分布及對(duì)比Fig.4　Distribution and comparison of pore sizes of granite specimens

從圖4可以看出，花崗巖的孔徑分布在1～500 μm范圍內(nèi)占主導(dǎo)地位，孔隙分布比例較大的孔徑區(qū)間主要有1～5，10～50和100～500 μm 3個(gè)，最高占比超過(guò)25%.花崗巖的孔徑分布范圍跨度較大，最小的為0.1 μm，而最大的可達(dá)10 000 μm(10 mm)，即出現(xiàn)了孔洞，說(shuō)明了花崗巖內(nèi)部孔徑分布的多尺度特性。

從圖4還可以看出，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，各個(gè)孔徑范圍的孔隙分布比例變化趨勢(shì)不同，未表現(xiàn)出規(guī)律性。但大尺寸孔隙(≥500 μm)的分布比例會(huì)隨著凍融次數(shù)的增加而逐漸增大，表明凍融作用引起孔隙的擴(kuò)展與貫通，進(jìn)而導(dǎo)致了大尺寸孔隙數(shù)量的增加。

巖石的孔徑分布特征為研究巖石的滲透性、孔隙結(jié)構(gòu)、以及孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能劣化等內(nèi)容提供了重要依據(jù)。目前關(guān)于花崗巖的孔徑分布劃分還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同地區(qū)的巖樣也有著不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，如Martin 等將巖石孔徑劃分為納米孔(nanopores，<0.05 μm)、微孔(micropores，0.05～100 μm)、大孔(macropores，100～1 000 μm)3類[22]；Yan 等研究了中國(guó)十類典型巖石，并將花崗巖孔徑劃分為小孔(Micro-pores，<0.01 μm)、中孔(Meso-pore，0.01～1 μm)、大孔(Macro-pores，≥1 μm)3類[23]；Chalmers 等將細(xì)?；◢弾r孔徑劃分為小孔(Micro-pores，<0.002 μm)、中孔(Meso-pore，0.002～0.05μm)、大孔(Macro-pores，0.05～0.3 μm)3類[24]。根據(jù)文中所選用的花崗巖孔徑分布特點(diǎn)，將花崗巖的孔徑分布劃分為4類：微孔(≤1 μm)、小孔(1～100 μm)、中孔(100～1 000 μm)和大孔(≥1 000 μm)。表1為按照4類孔徑分布劃分得到的花崗巖孔隙分布比例統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表1　按4類孔徑劃分的花崗巖巖樣孔隙分布比例

從表1可以看出，花崗巖的孔徑分布集中在1～100 μm，即小孔孔隙占主導(dǎo)，占總孔隙比例最高達(dá)78.62%，中孔次之，微孔數(shù)量最少。小孔和中孔(1～1 000 μm)的孔隙占總孔隙比例超過(guò)90.30%，最大占比值達(dá)到97.49%.

經(jīng)歷90次凍融后，巖樣孔徑變化趨勢(shì)整體上表現(xiàn)出孔隙尺寸增大，尤其是表現(xiàn)為大孔數(shù)量的增加，從1.89%增加至5.54%，增幅達(dá)193.58%，即在核磁共振T2譜分布上表現(xiàn)出曲線往右側(cè)變化。但是，經(jīng)歷90次凍融后，巖樣的微孔、小孔數(shù)量出現(xiàn)小幅度的減少，而中孔數(shù)量變化極小，表明在0～90次凍融階段，巖樣的孔隙結(jié)構(gòu)變化主要表現(xiàn)為微孔、小孔發(fā)育擴(kuò)展成中孔，以及中孔擴(kuò)展成大孔。

以上結(jié)果表明：隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，凍融作用使得孔隙發(fā)育和擴(kuò)展，孔隙之間相互連通，最終使部分微孔、小孔轉(zhuǎn)變?yōu)橹?、大孔，尤其是大孔?shù)量增加。巖樣的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，滲透性更強(qiáng)，有利于水分的滲透，也進(jìn)一步加劇了凍融作用的影響，進(jìn)而改變其力學(xué)性能。

2.4　表面弛豫強(qiáng)度ρ2取值的影響分析

巖石的T2譜分布與孔徑分布之間存在著一定的內(nèi)在關(guān)系。在實(shí)際工作中，確定合適的表面弛豫強(qiáng)度是計(jì)算孔隙半徑的關(guān)鍵[25]，通常可以通過(guò)壓汞法來(lái)確定。如前所述，筆者根據(jù)巖石類材料弛豫強(qiáng)度ρ2的取值范圍選取了中間值ρ2=5 μm/ms，為了掌握花崗巖弛豫強(qiáng)度ρ2取值的合理性及其對(duì)孔徑分布結(jié)果的影響，進(jìn)行ρ2取值的影響分析。

由式(2)可知，孔隙半徑r與表面弛豫強(qiáng)度ρ2成正比關(guān)系，ρ2取值的變化，會(huì)影響孔隙半徑r的數(shù)值，因此，按4類孔徑劃分得到的不同凍融循環(huán)后花崗巖孔隙分布比例統(tǒng)計(jì)結(jié)果也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。為了驗(yàn)證誤差，分別取2個(gè)邊界極限值ρ2=1 μm/ms和ρ2=10 μm/ms進(jìn)行分析，結(jié)果如圖5，圖6所示。

圖6　ρ2=1 μm/ms 時(shí)花崗巖巖樣孔徑分布及對(duì)比Fig.6　Distribution and comparison of pore sizes of granite specimens when ρ2=1 μm/ms

根據(jù)前文的4類孔徑劃分標(biāo)準(zhǔn)，將圖5，6與圖4進(jìn)行對(duì)比可以看出，ρ2取值較小時(shí)，表現(xiàn)出微孔(≤1 μm)數(shù)量多，大孔數(shù)量少；ρ2取值較大時(shí)，表現(xiàn)出微孔數(shù)量減少，大孔數(shù)量增多，從而導(dǎo)致不同孔徑的孔隙分布比例有所差異。但該差異的出現(xiàn)與孔徑劃分范圍大小有關(guān)，不同孔隙分布的相互關(guān)系并未發(fā)生改變，通過(guò)對(duì)比圖5和圖6可以看出，隨著表面弛豫強(qiáng)度ρ2取值的變化，經(jīng)歷不同凍融循環(huán)后，花崗巖孔隙分布比例的變化趨勢(shì)基本一致，僅導(dǎo)致了孔隙分布比例所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)平移，而不會(huì)改變不同孔徑的孔隙分布相互關(guān)系[26]。

圖7　ρ2=10 μm/ms 時(shí)花崗巖巖樣孔徑分布及對(duì)比Fig.7　Distribution and comparison of pore sizes of granite specimens when ρ2=10 μm/ms

3　結(jié)　論

1)隨著凍融次數(shù)的增加，孔隙壁面的凍脹力遠(yuǎn)大于巖石內(nèi)部晶體顆粒之間的粘聚力，從而促使巖石內(nèi)部裂隙擴(kuò)展、貫通和顆粒之間相互作用發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致孔隙度大幅度增長(zhǎng)。每個(gè)凍融循環(huán)階段的孔隙度變化幅度不同，在0～30次凍融循環(huán)階段，巖樣的孔隙度增速緩慢，而在30～70次凍融循環(huán)階段，孔隙度增長(zhǎng)幅度明顯加快；

2)花崗巖的T2譜分布弛豫時(shí)間主要集中在0.1～100 ms，隨著凍融次數(shù)的增加，T2譜分布的每個(gè)譜峰均有增大；

3)花崗巖的孔徑分布范圍較大，其孔徑分布在1～500 μm范圍內(nèi)占主導(dǎo)地位。按照微孔、小孔、中孔和大孔4類孔徑劃分方法，統(tǒng)計(jì)出了凍融后花崗巖的孔隙分布比例；花崗巖的孔徑分布以小孔孔隙為主，占總孔隙比例最高達(dá)78.62%，中孔次之，微孔數(shù)量最少。隨著凍融次數(shù)的增加，凍融作用使得花崗巖內(nèi)部孔隙發(fā)育和擴(kuò)展，導(dǎo)致巖石的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，滲透性增強(qiáng)，有利于水分的滲透，也進(jìn)一步加劇了凍融作用的影響。

參考文獻(xiàn)(References)：

[1]楊更社，謝定義，張長(zhǎng)慶，等.巖石損傷特性的CT識(shí)別[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1996，15(1)：48-54.

YANG Geng-she，XIE Ding-yi，ZHANG Chang-qing，et al.CT identification of rock damage properties[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，1996，15(1)：48-54.

[2]張慧梅，彭川，楊更社，等.凍融損傷巖石的強(qiáng)度準(zhǔn)則研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，37(2)：154-158.

ZHANG Hui-mei，PENG Chuan，YANG Geng-she，et al.Study on strength criterion of freezing-thawing damage rock[J].Journal of Xi’an University of Science and Technology，2017，37(2)：154-158.

[3]謝和平，彭瑞東，鞠楊.巖石變形破壞過(guò)程中的能量耗散分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2004，23(21)：3563-3570.

XIE He-ping，PENG Rui-dong，JU Yang.Energy dissipation of rock deformation and fracture[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2004，23(21)：3565-3570.

[4]楊永明，鞠楊，劉紅彬，等.孔隙結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)巖石力學(xué)性能的影響[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28(10)：2031-2038.

YANG Yong-ming，JU Yang，LIU Hong-bin，et al.Influence of porous structure properties on mechanical performances of rock[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28(10)：2031-2038.

[5]賈海梁，項(xiàng)偉，申艷軍，等.凍融循環(huán)作用下巖石疲勞損傷計(jì)算中關(guān)鍵問(wèn)題的討論[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2017，36(2)：335-346.

JIA Hai-liang，XIANG Wei，SHEN Yan-jun，et al.Discussion of the key issues within calculation of the fatigue damage of rocks subjected to freeze-thaw cycles[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2017，36(2)：335-346.

[6]譚賢君.高海拔寒區(qū)隧道凍脹機(jī)理及其保溫技術(shù)研究[D].武漢：中國(guó)科學(xué)院研究生院，2010.

TAN Xian-jun.Study on the mechanism of frost heave of tunnel in cold region with high altitude and related insulation technology[D].Wuhan：Graduate School of Chinese Academy of Sciences，2010.

[7]LUO Xue-dong，JIANG Nan，F(xiàn)AN Xin-yu，et al.Effects of freeze-thaw on the determination and application of parameters of slope rock mass in cold regions[J].Cold Regions Science and Technology，2015，110：32-37.

[8]張慧梅，楊更社.巖石凍融循環(huán)及抗拉特性試驗(yàn)研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32(6)：691-695.

ZHANG Hui-mei，YANG Geng-she.Research on rock freeze-thaw cycle and anti-tensile characteristics test[J].Journal of Xi’ an University of Science and Technology，2012，32(6)：691-695.

[9]肖立志.核磁共振成像測(cè)井與巖石核磁共振及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1998.

XIAO Li-zhi.NMR Imaging Logging Principles and Applications[M].Beijing：Science Press，1998.

[10]周科平，李杰林，許玉娟，等.凍融循環(huán)條件下巖石核磁共振特性的試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31(4)：731-737.

ZHOU Ke-ping，LI Jie-lin，XU Yu-juan，et al.Experimental study of NMR characteristics in rock under freeze-thaw cycles[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31(4)：731-737.

[11]李杰林，周科平，張亞民，等.基于核磁共振技術(shù)的巖石孔隙結(jié)構(gòu)凍融損傷試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31(6)：1208-1214.

LI Jie-lin，ZHOU Ke-ping，ZHANG Ya-min，et al.Experimental study of rock porous structure damage characteristics under condition of freezing-thawing cycles based on nuclear magnetic resonance technique[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31(6)：1208-1214.

[12]LI Jie-lin，ZHOU Ke-ping，LIU Wei-jie，et al.NMR research on deterioration characteristics of microscopic structure of sandstones in freeze-thaw cycles[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2016，26(11)：2997-3003.

[13]周科平，張亞民，李杰林，等.凍融花崗巖細(xì)觀損傷演化的核磁共振[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，44(8)：3384-3389.

ZHOU Ke-ping，ZHANG Ya-min，LI Jie-lin，et al.Granite microstructure deterioration characteristic under condition of freezing-thawing based on NMR technology[J].Journal of Central South University：Natural Science Edition，2013，44(8)：3384-3389.

[14]ZHOU Ke-ping，LI Bin，LI Jie-lin，et al.Microscopic damage and dynamic mechanical properties of rock under freeze-thaw environment[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2015，25(4)：1254-1261.

[15]李杰林，周科平，柯波.凍融后花崗巖孔隙發(fā)育特征與單軸抗壓強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)分析[J].煤炭學(xué)報(bào)，2015，40(8)：1783-1789.

LI Jie-lin，ZHOU Ke-ping，KE Bo.Association analysis of pore development characteristics and uniaxial compressive strength property of granite under freezing thawing cycles[J].Journal of China Coal Society，2015，40(8)：1783-1789.

[16]CAI Cheng-zheng，LI Gen-sheng，HUANG Zhong-wei，et al.Experimental study of the effect of liquid nitrogen cooling on rock pore structure[J].Journal of Natural Gas Science and Engineering，2014，21：507-517.

[17]ZHAI Cheng，WU Shi-liang，LIU Shi-min，et al.Experimental study on coal pore structure deterioration under freeze thaw cycles[J].Environmental Earth Sciences，2017，76(15)：507.

[18]翟成，孫勇.低溫循環(huán)致裂煤體孔隙結(jié)構(gòu)演化規(guī)律試驗(yàn)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2017，45(6)：24-29.

ZHAI Cheng，SUN Yong.Experimental study on evolution of pore structure in coal after cyclic cryogenic fracturing[J].Coal Science and Technology，2017，45(6)：24-29.

[19]Coates G，肖立志，Prammer M.核磁共振測(cè)井原理與應(yīng)用[M].孟繁螢，譯.北京：石油工業(yè)出版社，2007.

Coates G，XIAO Li-zhi，Prammer M.NMR logging principles and application[M].Translated by MENG Fan-ying.Beijing：Petroleum Industry Press，2007.

[20]Matteson A，Tomanic J P，Herron M M，et al.NMR relaxation of clay-brine mixtures[C]//SPE Annual Technical Conference and Exhibition，New Orleans，Society of Petroleum Engineers，1998：205-211.

[21]Lawrence M A，David R C.Characterization and analysis of porosity and pore structures[J].Reviews in Mineralogy and Geochemistry，2015，80：61-164

[22]Martin O，Miloslav K.Rock pore structure as main reason of rock deterioration[J].Studia Geotechnica et Mechanica，2014，36(1)：79-88.

[23]YAN Ze-chen，CHEN Can-shou，F(xiàn)AN Peng-xian，et al.Pore structure characterization of ten typical rocks in China[J].Electronic Journal of Geotechnical Engineering，2015，20(2)：479-494.

[24]Chalmers，G R L，Bustin，R M.Porosity and pore size distribution of deeply-buried fine-grained rocks：Influence of diagenetic and metamorphic processes on shale reservoir quality and exploration[J].Journal of Unconventional Oil and Gas Resources，2015，12：134-142.

[25]孔強(qiáng)夫，周燦燦，李潮流，等.一種基于數(shù)字巖心表面弛豫率確定的新方法[J].科學(xué)技術(shù)及工程，2014，14(35)：210-215.

KONG Qiang-fu，ZHOU Can-can，LI Chao-liu，et al.A new method to determine the surface relaxation rate based on digital core[J].Science Technology and Engineering，2014，14(35)：210-215.

[26]李彰明，曾文秀，高美連，等.典型荷載條件下淤泥孔徑分布特征核磁共振試驗(yàn)研究[J].物理學(xué)報(bào)，2014，63(5)：376-382.

LI Zhang-ming，ZENG Wen-xiu，GAO Mei-lian，et al.Nuclear magnetic resonance experimental study on the characteristics of pore-size distribution in muck under several typical loading cases[J].Acta Physica Sinica，2014，63(5)：376-382.