在(zai)巖土工程領域(yu)，沖擊載(zai)荷(he)對巖(yan)土(tu)體穩定性(xing)的(de)影響至關(guan)重(zhong)要，無(wu)論(lun)是爆破施工、地(di)震作(zuo)用還是交通(tong)荷(he)載(zai)沖(chong)擊，都(dou)會改(gai)變巖土體的(de)物理力(li)學性(xing)質(zhi)。而精(jing)準(zhun)開展 “巖土(tu)載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)"，是評估(gu)巖(yan)土體抗沖擊能力(li)、保障工(gong)程安(an)全的(de)核心前(qian)提(ti)。傳(chuan)統表征(zheng)方(fang)法存在(zai)操作(zuo)復雜、損(sun)傷(shang)不可逆、信息獲(huo)取不全面等局(ju)限(xian)，而(er)低(di)場(chang)核磁(ci)共振(zhen)技(ji)術(shu)的(de)出現(xian)，為巖(yan)土(tu)沖擊載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)提(ti)供(gong)了(le)高效(xiao)、無(wu)損(sun)、精(jing)準(zhun)的(de)全新解(jie)決方(fang)案。

壹(yi)、巖(yan)土(tu)沖擊載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)：工(gong)程安(an)全的(de) “隱形防線(xian)"

巖土沖擊載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)，是通過科學手(shou)段(duan)捕(bu)捉(zhuo)巖(yan)土(tu)體在(zai)沖擊載(zai)荷(he)作用下，內部結構、力(li)學響應及損(sun)傷(shang)演化(hua)等關鍵(jian)信息的(de)過程。沖擊載(zai)荷(he)具有(you)瞬(shun)時性(xing)、高強(qiang)度、高應(ying)變率的(de)特點(dian)，會導(dao)致巖(yan)土體內部產生孔隙(xi)擴(kuo)張(zhang)、裂隙(xi)發(fa)育甚至整(zheng)體破壞(huai)，直接(jie)影響工程結構（如(ru)地基、邊坡、隧(sui)道）的(de)長(chang)期穩定性(xing)。

例(li)如(ru)，礦山(shan)爆破作業(ye)中，沖擊載(zai)荷(he)會使(shi)周(zhou)邊(bian)巖體產生裂隙(xi)，若表征(zheng)不精(jing)準(zhun)，可能引(yin)發(fa)塌(ta)方(fang)事故；地震發(fa)生時，巖(yan)土(tu)體在(zai)沖擊載(zai)荷(he)下的(de)力(li)學行(xing)為直接(jie)決定建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)抗震效(xiao)果(guo)。因(yin)此(ci)，精(jing)準(zhun)、高效(xiao)的(de)巖土(tu)沖擊載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)，是規避(bi)工(gong)程風險(xian)、優化(hua)設(she)計(ji)方(fang)案的(de) “隱形防線(xian)"。

二、傳(chuan)統表征(zheng)方(fang)法的(de)局(ju)限(xian)：亟(ji)待(dai)突(tu)破的(de)技(ji)術(shu)瓶(ping)頸

長(chang)期以來，巖土(tu)沖(chong)擊載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)主要(yao)依(yi)賴(lai)抗壓強(qiang)度試(shi)驗(yan)、超(chao)聲波檢測、CT 掃(sao)描(miao)等傳統方(fang)法，但這些方(fang)法存在(zai)明顯短(duan)板(ban)：

抗壓強(qiang)度試(shi)驗(yan)屬於(yu)破壞性(xing)檢(jian)測，無(wu)法實現巖土(tu)體在(zai)沖擊載(zai)荷(he)作用下的(de)動(dong)態(tai)、連續(xu)表征(zheng)；

超(chao)聲波檢測對(dui)微小孔隙(xi)和(he)裂隙(xi)的(de)識別(bie)精(jing)度(du)不足，難(nan)以捕(bu)捉(zhuo)早(zao)期損傷(shang)信息；

CT 掃(sao)描(miao)成(cheng)本(ben)高、輻(fu)射大(da)，且對(dui)巖(yan)土體含(han)水率(lv)等參(can)數(shu)的(de)敏(min)感(gan)度低，無(wu)法全面反(fan)映(ying)沖擊載(zai)荷(he)下的(de)內部變化。

這些局(ju)限(xian)導(dao)致傳(chuan)統表征(zheng)方(fang)法難(nan)以滿(man)足現代巖土(tu)工(gong)程對沖(chong)擊載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng) “無(wu)損(sun)、實時、精(jing)準(zhun)、全面" 的(de)需(xu)求(qiu)，亟(ji)需(xu)新(xin)技(ji)術(shu)賦(fu)能。

三、低(di)場(chang)核(he)磁(ci)共振(zhen)技(ji)術(shu)：巖(yan)土(tu)表征(zheng)的(de) “精(jing)準(zhun)透視眼(yan)"

1. 技(ji)術(shu)原(yuan)理：從分子(zi)層面(mian)捕(bu)捉(zhuo)巖(yan)土(tu)內部變化

低場(chang)核磁(ci)共振(zhen)技(ji)術(shu)基於核磁(ci)共振(zhen)現象，利(li)用氫核(he)（如(ru)巖土(tu)體孔隙(xi)中的(de)水）在(zai)低場磁(ci)場中(zhong)的(de)弛豫特性(xing)差異(yi)，實現對巖(yan)土(tu)體內部結構的(de) “無(wu)損(sun)透視"。巖土(tu)體中的(de)水分(fen)會吸(xi)附在(zai)孔隙(xi)表面(mian)或(huo)填充於裂(lie)隙(xi)中，在(zai)沖擊載(zai)荷(he)作用下，孔隙(xi)結構變化會直接(jie)改變水分的(de)弛豫時間(jian)（T1 弛(chi)豫、T2 弛(chi)豫）。通(tong)過檢測弛(chi)豫信號的(de)變化，可反(fan)向(xiang)推導(dao)巖土體的(de)孔隙(xi)度、孔隙(xi)大小分布(bu)、裂(lie)隙(xi)發(fa)育程度及含(han)水率(lv)等關鍵(jian)參(can)數(shu)，從而實現對沖(chong)擊載(zai)荷(he)加載(zai)過程的(de)動(dong)態(tai)表征(zheng)。

2. 技(ji)術(shu)優勢(shi)：完(wan)-美匹(pi)配巖土(tu)表征(zheng)需(xu)求(qiu)

與(yu)傳(chuan)統方(fang)法相比(bi)，低場(chang)核磁(ci)共振(zhen)技(ji)術(shu)在(zai)巖土沖擊載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)中(zhong)具有(you)不可替代的(de)優勢(shi)：

無(wu)損(sun)檢測：無(wu)需(xu)破(po)壞(huai)巖(yan)土(tu)體樣本(ben)，可(ke)實現沖擊載(zai)荷(he)作用下 “加(jia)載(zai) - 表征(zheng) - 卸載(zai)" 全流(liu)程動(dong)態(tai)監測，捕(bu)捉(zhuo)損(sun)傷(shang)演化(hua)的(de)瞬(shun)時信息；

高靈(ling)敏(min)度(du)：對巖土(tu)體內部微小孔隙(xi)（納(na)米(mi)級(ji)）和(he)早(zao)期裂隙(xi)的(de)變化極為敏(min)感(gan)，能精(jing)準(zhun)識別(bie)沖擊載(zai)荷(he)引(yin)發(fa)的(de)初始損傷(shang)；

多(duo)參(can)數(shu)同(tong)步獲(huo)取：可同(tong)時獲(huo)取孔隙(xi)結構、含(han)水率(lv)、飽(bao)和(he)度等多(duo)個(ge)表征(zheng)參(can)數(shu)，全面反(fan)映(ying)沖擊載(zai)荷(he)對巖(yan)土(tu)體的(de)影響；

操作(zuo)便捷(jie)、成(cheng)本(ben)可(ke)控：設備(bei)體積(ji)小、能耗低(di)，檢(jian)測速(su)度快，適(shi)合(he)實驗(yan)室(shi)研究與(yu)現(xian)場工程檢測雙(shuang)重場景(jing)。

應用案例(li)：基於核磁(ci)共振(zhen)表征(zheng)沖(chong)擊載(zai)荷(he)損傷(shang)下(xia)的(de)孔隙(xi)結構

樣(yang)品在(zai)沖擊循(xun)環(huan)下不同孔隙(xi)的(de)弛豫分(fen)布(bu)變化

獲(huo)取T2c值的(de)原(yuan)理

隨(sui)著(zhe)低(di)場核磁(ci)共振(zhen)技(ji)術(shu)在(zai)巖土工程領域(yu)的(de)不斷成(cheng)熟(shu)，我(wo)們(men)已經(jing)看(kan)到了它(ta)在(zai)多(duo)個(ge)前沿(yan)項目的(de)初步應用。從深層(ceng)非(fei)線(xian)性(xing)巖(yan)石力(li)學分析(xi)到強(qiang)動(dong)載(zai)作(zuo)用下混(hun)凝(ning)土(tu)損傷(shang)評(ping)估(gu)，從綜合(he)管廊抗爆研究到新型超(chao)材(cai)料(liao)混(hun)凝(ning)土(tu)設計(ji)，低(di)場(chang)NMR正為這些領域(yu)提(ti)供(gong)前(qian)所(suo)-未有(you)的(de)洞(dong)察(cha)力(li)。

未來，隨(sui)著技(ji)術(shu)的(de)不斷進(jin)步和(he)成(cheng)本(ben)的(de)進(jin)壹(yi)步降低(di)，低(di)場(chang)核磁(ci)共振(zhen)技(ji)術(shu)有(you)望(wang)成(cheng)為巖(yan)土(tu)載(zai)荷(he)加載(zai)表征(zheng)的(de)標(biao)準(zhun)工具(ju)，為建(jian)築(zhu)安(an)全、資源(yuan)勘(kan)探(tan)、國(guo)防防護(hu)等領域(yu)提(ti)供(gong)更(geng)為堅(jian)實的(de)技(ji)術(shu)支(zhi)撐(cheng)。