圍(wei)巖(yan)造縫評(ping)價(jia)是(shi)隧(sui)道工(gong)程(cheng)、礦(kuang)山(shan)開(kai)采(cai)、地(di)下儲氣庫建(jian)設(she)等(deng)領域(yu)中(zhong)的關(guan)鍵(jian)技術環(huan)節(jie)。圍(wei)巖(yan)作(zuo)為(wei)地(di)下工(gong)程(cheng)周圍的巖(yan)體(ti)，其穩(wen)定(ding)性與(yu)完(wan)整(zheng)性直(zhi)接關(guan)系(xi)到工(gong)程(cheng)的(de)安(an)全(quan)與(yu)持久(jiu)性。在外部應力擾動(dong)下，圍巖(yan)內部裂(lie)隙(xi)的萌生(sheng)、擴(kuo)展(zhan)及孔隙(xi)結構(gou)的(de)演化(hua)，是(shi)控(kong)制(zhi)其(qi)力學(xue)行(xing)為(wei)與(yu)滲(shen)流特性(xing)的(de)核心因(yin)素(su)。因此(ci)，通過裂(lie)隙(xi)評(ping)價(jia)與孔隙(xi)發(fa)育(yu)分析來科(ke)學(xue)評(ping)估圍(wei)巖(yan)造縫過程，具(ju)有重要(yao)的工(gong)程(cheng)意(yi)義(yi)。近年(nian)來，低場核磁共振(zhen)（LF-NMR）技術憑(ping)借(jie)其(qi)動(dong)態原位(wei)監(jian)測(ce)能(neng)力，為(wei)圍(wei)巖(yan)造縫評(ping)價(jia)提供(gong)了(le)全(quan)新(xin)的(de)技術路(lu)徑(jing)。

壹、圍(wei)巖(yan)造縫評(ping)價(jia)的背(bei)景(jing)與意(yi)義(yi)

圍巖(yan)是(shi)指地(di)下工(gong)程(cheng)開(kai)挖(wa)後(hou)周圍受(shou)擾動(dong)的巖(yan)體(ti)。在施(shi)工(gong)或運(yun)營(ying)過(guo)程中(zhong)，圍巖(yan)常受(shou)到以下應力作(zuo)用：

· 開(kai)挖擾(rao)動(dong)：如隧(sui)道掘進、礦(kuang)房回采(cai)等(deng)引起(qi)的(de)應力重分布；

· 水力(li)壓(ya)裂(lie)：如儲(chu)層(ceng)改造、地熱開發(fa)中(zhong)的人(ren)工(gong)造(zao)縫；

· 爆破震動(dong)：采礦(kuang)或基(ji)礎(chu)工(gong)程(cheng)中(zhong)的沖(chong)擊(ji)載荷；

· 長(chang)期荷載：如地下水滲流、地應力變化引(yin)起(qi)的(de)時(shi)效變(bian)形；

· 循(xun)環應力：如交通(tong)荷載、地震波反(fan)復作(zuo)用。

這(zhe)些應力作(zuo)用會(hui)導致圍(wei)巖(yan)內部裂(lie)隙(xi)擴(kuo)展(zhan)、孔隙(xi)結構(gou)變(bian)化(hua)，甚至(zhi)誘(you)發(fa)失穩(wen)破壞。因(yin)此，開(kai)展(zhan)圍(wei)巖(yan)造縫評(ping)價(jia)，不(bu)僅(jin)有助於預(yu)測(ce)圍(wei)巖(yan)穩(wen)定(ding)性，還(hai)能(neng)為(wei)支(zhi)護設(she)計(ji)、災(zai)害(hai)防控(kong)提(ti)供(gong)科(ke)學(xue)依(yi)據(ju)。

二(er)、圍巖(yan)造縫評(ping)價(jia)的路(lu)徑(jing)：裂(lie)隙(xi)與孔隙(xi)發(fa)育(yu)分析

圍巖(yan)造縫評(ping)價(jia)主要(yao)圍(wei)繞以下兩(liang)個方面展(zhan)開(kai)：

1. 裂(lie)隙(xi)評(ping)價(jia)

裂(lie)隙(xi)是(shi)圍巖(yan)中(zhong)結構(gou)面(mian)發(fa)育(yu)的主要形式，其分布密度(du)、連通性(xing)、開(kai)度等(deng)參數(shu)直接影響(xiang)巖(yan)體(ti)的強(qiang)度與(yu)滲透(tou)性(xing)。裂(lie)隙(xi)評(ping)價(jia)方法(fa)包(bao)括(kuo)：

· 宏(hong)觀裂(lie)隙(xi)統(tong)計(ji)：通(tong)過地(di)質雷達、鉆(zuan)孔攝(she)像(xiang)等(deng)手段(duan)獲(huo)取(qu)裂(lie)隙(xi)分布；

· 微(wei)觀裂(lie)隙(xi)分析：借(jie)助(zhu)掃(sao)描(miao)電(dian)鏡、CT掃描(miao)等(deng)手段(duan)觀察微(wei)裂(lie)隙(xi)結構(gou)；

· 動(dong)態裂(lie)隙(xi)監測(ce)：實(shi)時(shi)追(zhui)蹤裂(lie)隙(xi)擴(kuo)展(zhan)過程(cheng)，如聲(sheng)發(fa)射(she)、數(shu)字圖(tu)像相(xiang)關（DIC）技術。

2. 孔隙(xi)發(fa)育(yu)分析

孔隙(xi)是(shi)圍巖(yan)中(zhong)流體(ti)儲存(cun)與運(yun)移的(de)空(kong)間，其大小(xiao)、分布、連通性(xing)等(deng)參數(shu)決定(ding)了(le)巖(yan)體(ti)的滲(shen)流特性(xing)。孔隙(xi)發(fa)育(yu)分析手段(duan)包(bao)括：

· 壓(ya)汞法(fa)：測(ce)量(liang)孔隙(xi)大小分布；

· 氣體(ti)吸附法(fa)：評(ping)估微(wei)孔與(yu)介(jie)孔特(te)征(zheng)；

· 核磁共振(zhen)（NMR）：通(tong)過弛(chi)豫時(shi)間分析孔隙(xi)結構(gou)與(yu)流體(ti)分布。

裂(lie)隙(xi)與孔隙(xi)發(fa)育(yu)相互影響(xiang)，共同(tong)構(gou)成圍巖(yan)的“雙(shuang)重介(jie)質"結構(gou)。因(yin)此(ci)，綜合(he)裂(lie)隙(xi)評(ping)價(jia)與孔隙(xi)發(fa)育(yu)分析，是(shi)圍巖(yan)造縫評(ping)價(jia)的路(lu)徑(jing)。

三、低場核磁共振(zhen)技術在(zai)圍巖(yan)造縫評(ping)價(jia)中(zhong)的應用

低場核磁共振(zhen)（LF-NMR）技術憑(ping)借(jie)其(qi)無(wu)損(sun)、高(gao)精度、動(dong)態監測(ce)等(deng)優(you)勢，近(jin)年(nian)來在(zai)圍(wei)巖(yan)造縫評(ping)價(jia)中(zhong)展現(xian)出(chu)巨(ju)大(da)潛力。

相比傳(chuan)統(tong)裂(lie)隙(xi)探測(ce)技術，低場核磁具(ju)有以(yi)下突(tu)出(chu)優(you)勢：

動(dong)態原位(wei)監(jian)測(ce)：可實時(shi)追(zhui)蹤圍(wei)巖(yan)在應力作(zuo)用下裂(lie)隙(xi)萌生(sheng)、擴(kuo)展(zhan)及孔隙(xi)結構(gou)演化(hua)的(de)全過程(cheng)；

恒定(ding)梯度(du)分層(ceng)技術：通(tong)過施(shi)加(jia)恒定(ding)磁場(chang)梯度(du)，實現(xian)高(gao)分辨率分層(ceng)測(ce)試(shi)，最短(duan)分層(ceng)厚度可達5mm；

多場景(jing)適應性強：適用於壓(ya)裂(lie)、驅替、三(san)軸(zhou)試(shi)驗(yan)、應力損(sun)傷(shang)、爆破等(deng)多種造縫場景(jing)；

無(wu)損(sun)檢測(ce)：不(bu)破壞樣(yang)品結構(gou)，可重復(fu)測(ce)試(shi)，適合(he)長(chang)期演化(hua)研(yan)究。

圍(wei)巖(yan)造縫評(ping)價(jia)是(shi)地下工(gong)程(cheng)安(an)全(quan)與(yu)穩(wen)定(ding)性的(de)重要(yao)保(bao)障(zhang)。低場核磁共振(zhen)技術憑(ping)借(jie)其(qi)動(dong)態原位(wei)監(jian)測(ce)、高(gao)分辨率分層(ceng)、多場景(jing)適應等(deng)優(you)勢，正(zheng)在(zai)成為(wei)裂(lie)隙(xi)評(ping)價(jia)與孔隙(xi)發(fa)育(yu)分析的核心工(gong)具(ju)。隨(sui)著技術的(de)不(bu)斷進步(bu)，它(ta)將(jiang)在隧(sui)道工(gong)程(cheng)、礦(kuang)山(shan)開(kai)采(cai)、地(di)下儲氣庫等(deng)領域(yu)發(fa)揮越來越(yue)重要(yao)的作(zuo)用，推(tui)動(dong)圍巖(yan)造縫評(ping)價(jia)從“靜(jing)態(tai)描(miao)述(shu)"向“動(dong)態預測(ce)"跨(kua)越，為(wei)工(gong)程(cheng)安(an)全(quan)與(yu)資源高(gao)效開(kai)發(fa)提(ti)供科(ke)學(xue)保(bao)障(zhang)。