对3D打印岩石等材料的机械性能进行实验研究
Zijie Hong1, Shun Chen1,2, Xufeng Liu3,4
1School of Civil Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo, 454003, China.
Scientific reports
|October 25, 2024
概括
3D打印创建了可负担得起,准确的分层岩石模型,用于研究地质工程. 这些模型模仿了天然岩石的异质性,有助于研究变形和故障机制.
科学领域:
- 地质技术工程 地质技术工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 地球科学 地球科学 地球科学
背景情况:
- 层状岩石在地球地中很常见,对地下工程至关重要.
- 它们固有的异质性使变形和故障分析复杂化.
- 在采集天然岩石样本和创建精确的实验室模型方面存在挑战.
研究的目的:
- 开发一种具有成本效益和精确的方法来创建分层岩石模型.
- 为了研究这些模型的机械行为和异构性.
- 为了比较3D打印模型与自然层岩石的特性.
主要方法:
- 采用了3D打印工艺,使用湿材料挤出.
- 制造了五层岩石模型,具有不同的床俯冲角度 (0°,30°,45°,60°,90°).
- 进行了单轴压缩测试,并使用数字图像相关性 (DIC) 进行详细分析.
主要成果:
- 3D打印模型准确地复制了自然层岩石的机械性能.
- 在印刷样本中观察到显著的异性异性.
- DIC捕获了详细的应力-应变数据和故障模式.
结论:
- 3D打印提供了一种可行的,低成本的替代方案,用于生产分层岩石模型.
- 这种方法有助于研究异型层岩的复杂机械行为.
- 该研究验证了3D打印在地质技术和地质研究中的应用.
