应用案例|低场核磁如何助力高海拔、寒区冻土筑路技术发展？

冻融作用

高海拔和寒区地区存在严峻的气候和环境条件，寒冷和干燥的气候使得未冻水在地面和地下长期存在。在这样的地区，通常由于季节性的变化，导致水存在冻融作用。

冻融作用是指地面和地下的水在低温结冰成为固体和高温融化成为液体之间反复循环，导致地质材料发生膨胀和收缩现象，使得地质材料的内部孔隙结构在循环的冻融过程中不断被破坏。

这种破坏会严重影响筑路地质材料的性能，对冻土筑路技术带来很多挑战。

低场核磁共振技术

低场核磁技术可以通过检测未冻水，从而获得冻土地层的孔隙结构，在冻融作用下，可以观察到孔隙结构的损伤变化过程。

未冻水是如何破坏地质材料的呢？

主要有以下表现形式：

冻融作用：

1 

未冻水的存在会加剧土壤的冻融作用，导致土体的胀缩变形，从而破坏土体的稳定性。

土体内部孔隙度增大：

2 

未冻水的存在会导致土体内部孔隙度增大，从而导致土体的密实度降低，进一步影响土体的稳定性。

土体渗透性增加：

3 

未冻水会增加土体的渗透性，加剧水的渗透和迁移，从而进一步对土体稳定性造成威胁。

土体强度衰减：

4 

未冻水经历冻融循环作用使土体中的孔隙度增大，土颗粒间的力学支撑作用减弱，局部应力集中，从而引起土体强度衰减和松散开裂。长期存在的未冻水还可能使得土体中的脆弱矿物质颗粒细化和软化，影响土体的可持续使用性。

小结

未冻水的存在，以及冻融循环作用的影响，给冻土筑路技术的发展带来制约，需要我们对未冻水在冻土地层中的作用机理进行深入研究，有助于更全面、深入的了解未冻水的性质及预测未冻水对工程产生的影响，同时也能够促进更有针对性和科学性的工程设计和施工。

低场核磁技术通过对未冻水含量

的检测可以完成哪些机理的研究？

1

检测未冻水含量，了解冻土孔隙度与孔径分布，研究孔隙结构。

2

在冻融循环作用下，跟踪掌握冻土孔隙结构的动态变化过程，研究水和盐的迁移机制，破坏机理。

3

在第2点的基础上，研究减水剂、憎水剂等不同添加剂，以及原材料的种类、配比、工艺等因素对筑路地质材料的性能影响。

根据以上的机理研究，

可以对冻土筑路技术的

发展做出如下指导：

优化路基设计：通过未冻水含量的检测，可以了解路基土壤的冻融情况，从而确定其抗冻性能。这样可以避免在深冬季节路面损坏或出现坑洼等情况，同时也能够优化路基设计，提高道路的耐久性和稳定性。

指导路面材料的选择：未冻水含量的检测可以提供路面材料制备时的关键参数，如水泥、砖石、添加剂等道路材料的使用，从而提高路面材料的质量和使用寿命。

冻土分析低场核磁设备推荐：

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