【技术实现步骤摘要】
本申请涉及岩土工程，尤其涉及一种基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法及相关设备。
技术介绍
1、土体的工程力学性质主要取决于土的物质组成与微细观组构。这里的组构通常是指土体内部的不同颗粒大小、颗粒形状排列、接触方式、结构坍塌与胶结、液态与固态水的含量与赋存模式形成的土体内部结构综合表征。一般情况下对于同一种土体，其物质组成相对较稳定，而土体的微细观组构却很容易受外界环境变化(如温度，压力，化学，湿度，地下水等)与人工扰动(如加载或卸载、注入或吸出孔隙液体、人工改变温度和化学条件等)而发生较大变化。因此外界环境的微小改变都会导致土体组构发生变化，进而使其物理力学性质发生显著改变。
2、在土体组构的探测方面，当前日益发展起来的先进微细观测试方法逐渐被应用于岩土体组构测试中，具体有：①时域反射技术(tdr)，根据介电常数和含水量的关系计算土体中的含水量。②电子计算机x射线断层扫描技术(ct)，利用土体物质对x射线的吸收与透过率不同而形成图像，由此计算与观测土体微细观结构。③压汞法(m ip)，压汞试验是基于毛细管现象设计，假设孔水银浸入孔隙所需的压力与孔隙直径满足washburn公式，进而得到土体孔径分布。根据施加的汞压范围，压汞法测量的孔径范围约为3.5nm～420μm。④核磁共振(nmr)，利用原子核在磁场中的能量变化获得有关原子核的信息，可以同时获得土体中水分含量与分布状态，是一种具有高分辨率无损探测技术。但前三种技术均有一定的局限性，tdr相对较为廉价，但精度不高，tdr测试精度与液态水在土体中的赋存形态有关，
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请提供一种基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法及相关设备，可以消除大小孔隙之间的耦合作用对弛豫时间分布的影响，更准确的获得岩土体的孔径分布曲线，所述技术方案如下：
2、本申请提供一种基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，包括以下步骤：
3、第一步：测试并反演脱湿前后含水量分别为wa和wb时粘土弛豫时间分布曲线，其中wa＞wb；
4、第二步：将粘土含水量分别为wa和wb时的弛豫时间分布曲线作差值，获取差值弛豫分布曲线；
5、第三步：将差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分转化为小孔隙范围内的孔径分布及概率；
6、第四步：通过差值弛豫分布曲线获取大、小孔隙体积占比,并通过小孔径范围内的孔径分布和概率确定大孔径范围内的孔径分布和概率；
7、第五步：重复所述第一步至所述第四步直至孔隙水含量到达单层含水量，得到土体的孔径分布。
8、例如，在一个实施例提供的所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法中，所述第二步中，差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分代表与大孔隙发生耦合的小孔隙的弛豫时间分布，差值弛豫分布曲线中核磁信号为正值部分代表大孔隙与小孔隙耦合的弛豫时间分布。
9、例如，在一个实施例提供的所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法中，所述第三步中，根据下式将差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分转化为小孔隙范围内的孔径分布与概率：
10、
11、其中，t1b为孔隙水纵向弛豫时间,ρ1为表面纵向弛豫率，sb和vb分别为含水量为wb时的孔隙表面积与体积大小，rb为小孔隙半径，f为形状因子，假设土体中孔隙形状为柱形，则f＝2。
12、例如，在一个实施例提供的所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法中，所述第四步中，小孔隙体积占比pb等于差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分与正值部分面积之比，大孔隙体积占比pa＝1-pb。
13、例如，在一个实施例提供的所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法中，根据下式确定大孔径范围内的孔径分布和概率：
14、
15、其中，ra为大孔隙半径ra，fa为大孔隙范围内概率，fb为小孔隙范围内概率。
16、本申请第二方面提供一种基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的装置，包括：弛豫时间分布曲线生成单元，用于测试并反演脱湿前后含水量分别为wa和wb时粘土弛豫时间分布曲线；差值弛豫分布曲线生成，用于将粘土含水量分别为wa和wb时的弛豫时间分布曲线作差值，获取差值弛豫分布曲线；计算单元，用于获取大、小孔隙体积占比,并通过小孔径范围内的孔径分布和概率确定大孔径范围内的孔径分布和概率。
17、本申请第三方面提供一种电子设备，包括：存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现如上述的基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法。
18、本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现上述的基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法。
19、本申请一些实施例提供的一种基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法及相关设备带来的有益效果为：本申请解决了由于孔隙之间水分子的耦合作用导致的利用弛豫时间分布获得孔径分布存在较大误差的问题，消除大小孔隙之间的耦合作用对弛豫时间分布的影响，更准确的获得了岩土体的孔径分布曲线。
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1.一种基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，所述第二步中，差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分代表与大孔隙发生耦合的小孔隙的弛豫时间分布，差值弛豫分布曲线中核磁信号为正值部分代表大孔隙与小孔隙耦合的弛豫时间分布。
3.根据权利要求2所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，所述第三步中，根据下式将差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分转化为小孔隙范围内的孔径分布与概率：
4.根据权利要求3所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，所述第四步中，小孔隙体积占比pb等于差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分与正值部分面积之比，大孔隙体积占比pa＝1-pb。
5.根据权利要求4所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，根据下式确定大孔径范围内的孔径分布和概率：
6.根据权利要求1-5任一项所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法的装置，其特征在于，包括：
7.
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，其特征在于：所述计算机管理类程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，所述第二步中，差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分代表与大孔隙发生耦合的小孔隙的弛豫时间分布，差值弛豫分布曲线中核磁信号为正值部分代表大孔隙与小孔隙耦合的弛豫时间分布。
3.根据权利要求2所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，所述第三步中，根据下式将差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分转化为小孔隙范围内的孔径分布与概率：
4.根据权利要求3所述基于岩土体弛豫分布曲线确定孔径分布的方法，其特征在于，所述第四步中，小孔隙体积占比pb等于差值弛豫分布曲线中核磁信号为负值部分与...
【专利技术属性】
技术研发人员：田慧会，翁瀚尧，陈盼，韦昌富，颜荣涛，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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