一种基于3D打印的深部层状岩石物理模型试验方法技术

本发明专利技术提供一种基于3D打印的深部层状岩石物理模型试验方法，涉及岩土工程技术领域。获取原岩基本力学参数，设定原岩与物理模型试样的几何和应力相似比；设置正交试验表，根据该表配制满足可打印性的相似材料并进行3D打印；开展力学试验，获取满足应力相似比的正交试验组合，并根据几何相似比打印隧道模型；开展物理模型试验。本发明专利技术提供了一种新的层状岩体隧道物理模型试验方法，充分考虑了层状模型试样与原岩在各向异性力学性质上的相似性，并充分结合物理模型试验及3D打印技术的优点，可靠、经济、科学地认知层状岩体的灾变机制，并为层状围岩隧道的设计和施工提供科学依据，对层状岩体工程稳定性分析乃至岩石力学的发展具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土工程，尤其涉及一种基于3d打印的深部层状岩石物理模型试验方法。

技术介绍

1、在矿业工程、水利水电工程、隧道工程等领域中，围岩体多以层状岩石为主，且岩层产状与工程洞室之间的空间拓扑关系对围岩力学响应具有显著的影响。在这些工程活动中，所引发的岩体破坏现象与层状岩体力学性质的各向异性特征密切相关。在大多数情况下层状岩体的破坏程度受其结构影响，而且深部层状岩石的破坏更多的是应力和结构共同作用的结果，层状岩石的层理结构面很大程度上作为弱面影响和控制围岩的破坏形式及其剧烈程度。为更加可靠地评估层状岩体的稳定性，充分认清层状岩石的变形破坏力学特性显得尤为重要。如何高效、准确地制作出层状岩石试样关系着试验能否顺利开展以及试验结果的可靠性，同时也关系着层状岩体工程的稳定性分析。

2、在岩石力学试验中，天然试样从取样、运输到制作成型需要耗费大量人力物力，制样难度较大。此外，岩石力学试验通常需要进行多组并设置有多个变量，为了控制某些变量，试样需要保持高度的均质性。而自然界中岩石的成分和结构复杂多样，尤其对于层状岩石，如片麻岩、片岩、千枚岩等，其矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于3D打印的深部层状岩石物理模型试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的深部层状岩石物理模型试验方法，其特征在于：所述步骤3中，石英砂的各粒径比例为：70-110目:110-160目:160-200目＝4:3:3；胶凝材料各组分的比例为：硅酸盐水泥:硫铝酸盐水泥:粉煤灰:硅灰＝21:4:20:5；减水剂、增稠剂、缓凝剂的添加量分别为胶凝材料总质量的0.6％、0.4％、0.3％；减水剂为萘系减水剂，增稠剂为羧甲基纤维素钠，缓凝剂为葡萄糖酸钠。

3.根据权利要求2所述的一种基于3D打印的深部层状岩石物理模型试验方法，其...

【技术特征摘要】

1.一种基于3d打印的深部层状岩石物理模型试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的深部层状岩石物理模型试验方法，其特征在于：所述步骤3中，石英砂的各粒径比例为：70-110目:110-160目:160-200目＝4:3:3；胶凝材料各组分的比例为：硅酸盐水泥:硫铝酸盐水泥:粉煤灰:硅灰＝21:4:20:5；减水剂、增稠剂、缓凝剂的添加量分别为胶凝材料总质量的0.6％、0.4％、0.3％；减水剂为萘系减水剂，增稠剂为羧甲基纤维素钠，缓凝剂为葡萄糖酸钠。

3.根据权利要求2所述的一种基于3d打印的深部层状岩石物理模型试验方法，其特征在于：所述步骤3中，测试水胶比利用维卡仪测试，在维卡仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海斌，潘鹏志，刘旭锋，冯业林，杨世界，陈顺，王兆丰，王毅，黄海龙，戴正甫，黄青富，王贵华，张雪雄，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：