一种测定含复杂结构面岩体变形性质的模型试验方法

摘要

本发明涉及一种利用快速成型技术测定含复杂结构面岩体变形性质的模型试验方法，包括以下步骤：（1）测定快速成型材料的物理性质指标；（2）确定试验相似比例；（3）生成岩体CAD模型；（4）3D打印含复杂结构面岩体模型；（5）在刚性伺服控制压力机上测定岩体模型的变形性质。本发明克服了填充法和贴合法存在的缺陷，以3D打印机的复杂建造技术为岩体模型制作的基础，真正实现了含复杂结构面岩体模型的制作。本发明的提出不仅能够促进模型试验的发展，对于岩体力学行为的研究也具有重要的应用价值。

主权项

一种测定含复杂结构面岩体变形性质的模型试验方法，其特征在于包括如下步骤：（1）测定快速成型材料的物理性质指标：制作一系列不同粘结剂喷射量条件下的快速成型材料打印样品，利用三轴试验分别测定这些样品的弹性模量和泊松比，所述粘结剂喷射量标记为W（mg/mm²），所述弹性模量标记为E，所述泊松比标记为ν，绘出E‑W和ν‑W曲线；（2）确定试验相似比例：根据真实模拟岩体中完整岩块的物理性质，结合步骤（1）中快速成型材料的E‑W和ν‑W曲线，根据相似比例关系确定试验使用的粘结剂喷射量和打印的岩体模型尺寸大小；（3）生成岩体CAD模型：根据步骤（2）确定的岩体模型的尺寸，利用三维结构面网络生成程序在该尺寸范围内生成岩体结构面网络系统，并根据该虚拟网络系统，生成岩体CAD模型；（4）3D打印含复杂结构面岩体模型：将岩体CAD模型导入到虚拟打印软件中进行检查，排除结构面精度、结构方面的错误，并选择合适的打印方向，检查完毕后将岩体CAD模型输入到3D打印机中，并利用快速成型材料进行打印；（5）在刚性伺服控制压力机上测定岩体模型的变形性质：利用三轴试验测定岩体模型的应力‑应变关系，根据步骤（1）确定的相似比例反向确定模拟的真实岩体体积大小，及其应力‑应变关系。