复杂裂隙岩体模型3D打印装置、注浆试验系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术为复杂裂隙岩体模型3D打印装置、注浆试验系统及方法，包括双机械臂，双机械臂上分别安装有复合增材打印头和协同减材打印头；双机械臂可进行协同打印作业，实现大型三维裂隙岩体模型的岩体增材和裂隙减材成型的一次性操作；复合增材打印头包括增材外喷嘴、增材外喷嘴、增材组合接头、内喷嘴接头、外喷嘴进料管、内喷嘴进料管和增材打印头固定支架，增材外喷嘴同轴套在增材内喷嘴外，增材外喷嘴的出料速度与增材内喷嘴的出料速度一致，进入增材外喷嘴的原料为可3D打印的砂浆不良导体，进入增材内喷嘴的原料具有导电性；外浆条与内浆条能形成“铅笔芯”结构的浆条。模型具有感知能力，能对模型内部浆液扩散范围进行测量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3d打印和岩体工程，特别是涉及一种复杂裂隙岩体模型3d打印装置、注浆试验系统及方法，主要用于打印大型三维裂隙岩体，并进行注浆试验。

技术介绍

1、随着基础建设的不断发展，对于土木建设的要求也不断在提高。隧道、水利枢纽等工程，在工程实践中岩体内部因地质构造及采动影响，形成不同尺度及维度的原生裂隙，对工程安全造成影响，而注浆技术是解决岩体加固问题的重要手段之一。

2、岩体裂隙几何形态、分布形式的复杂性，浆液扩散过程的隐蔽性，导致浆液在岩体裂隙内部扩散方式、浆液状态不易被实时观测，对研究浆液扩散特性造成极大的阻碍，严重影响了注浆理论的发展。现有二维岩体裂隙可视化注浆试验，一般利用透明玻璃板或亚克力板对岩体模型进行封盖，达到可视化的目的，观察浆液在二维裂隙状态下的扩散情况，例如专利cn 110514808a，但实际工程中的岩体裂隙均为三维裂隙及裂隙网络，二维岩体裂隙注浆试验与实际工程注浆有一定差距；此外，现有三维可视化注浆试验，采用用玻璃块拼接得到三维岩体裂隙模型，例如专利cn 115792182 a，难以进行非规则裂隙空间的构建，且模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复杂裂隙岩体模型3D打印装置，包括双机械臂，双机械臂上分别安装有复合增材打印头和协同减材打印头；双机械臂可进行协同打印作业，实现大型三维裂隙岩体模型的岩体增材和裂隙减材成型的一次性操作；其特征在于，所述复合增材打印头包括增材外喷嘴、增材外喷嘴、增材组合接头、内喷嘴接头、外喷嘴进料管、内喷嘴进料管和增材打印头固定支架，增材外喷嘴同轴套在增材内喷嘴外，通过增材打印头固定支架与机械臂连接；

2.根据权利要求1所述的复杂裂隙岩体模型3D打印装置，其特征在于，所述外浆条的原料包括石英砂、硅灰、粉煤灰、水泥、减水剂和水，浆材流动度190mm±5mm，外浆条硬化体的渗透系数为5～8...

【技术特征摘要】

1.一种复杂裂隙岩体模型3d打印装置，包括双机械臂，双机械臂上分别安装有复合增材打印头和协同减材打印头；双机械臂可进行协同打印作业，实现大型三维裂隙岩体模型的岩体增材和裂隙减材成型的一次性操作；其特征在于，所述复合增材打印头包括增材外喷嘴、增材外喷嘴、增材组合接头、内喷嘴接头、外喷嘴进料管、内喷嘴进料管和增材打印头固定支架，增材外喷嘴同轴套在增材内喷嘴外，通过增材打印头固定支架与机械臂连接；

2.根据权利要求1所述的复杂裂隙岩体模型3d打印装置，其特征在于，所述外浆条的原料包括石英砂、硅灰、粉煤灰、水泥、减水剂和水，浆材流动度190mm±5mm，外浆条硬化体的渗透系数为5～8×10-7m.s-1，电阻率为100-200ω.m；所述内浆条的原料包括超细导电颗粒、滑石粉、水、淀粉胶和水泥，电阻率为1～2ω.m。

3.根据权利要求1所述的复杂裂隙岩体模型3d打印装置，其特征在于，待打印外浆条厚度为1cm-2cm，内喷嘴伸出长度为3-5mm，能够形成规则的内浆条；相邻两层内浆条之间间隔为至少一个打印层厚度。

4.根据权利要求1所述的复杂裂隙岩体模型3d打印装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国伟，邵亚建，孙亮，杨振甲，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：