[发明专利]一种由3D打印技术构建非连续体三维边坡室内模型试验的方法

摘要

发明提供一种由3D打印技术构建非连续体三维边坡室内模型试验的方法。该方法包括构件模型、准备粉末、打印岩块和粘接模型等步骤。采用上述方法进行边坡室内模型试验，边坡模型制作快速便捷，模型之间呈比例放大缩小，能真实反映具有大量节理面的非连续体岩质边坡的破坏过程，模型试验符合相似理论的要求，结果更加真实可靠，可重复性强。

主权项

1.一种由3D打印技术构建非连续体三维边坡室内模型试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)参照真实岩体边坡物理模型，利用计算机（13）构建缩尺的完整三维边坡数字模型；通过计算机辅助设计软件得到完整三维边坡数字模型被设计节理面分割后形成的多个独立岩块；将所述多个独立岩块分别导出为STL模型文件；/n2)制备岩体边坡相似材料粉末；其中，所述粉末的原料包括砂岩石粉、重晶石粉和石膏粉；/n3)搭建3D打印装置；其中，所述计算机（13）通过数据线与3D打印装置相连；所述3D打印装置包括胶结剂供应缸（1）、打印喷头（3）、成型室（5）、粉末输送室（6）、送粉辊轴（7）、移动系统和粉末供应缸（11）；所述打印喷头（3）设置于成型室（5）的上方；所述打印喷头（3）通过输送管（2）与胶结剂供应缸（1）连接；粉末供应缸（11）内的粉末通过粉末输送室（6）和送粉辊轴（7）输送至成型室（5）；所述打印喷头（3）通过移动系统定位在预打印位置；/n4)打印岩块（401）；将步骤1)中的多个STL模型文件通过三维切片软件切片分层，并输入至3D打印装置；所述3D打印装置将三维模型转化为三维坐标，根据三维坐标调整打印喷头（3）的位置；成型室（5）内的粉末堆积至设计层厚时，移动系统将打印喷头（3）定位至预打印位置点进行胶结成型；打印完成后控制移动系统，将打印喷头（3）定位至另一处预打印位置；重复上述步骤，将粉末胶结在一起形成岩块（401）；重复以上步骤，直至全部岩块（401）打印完成；/n5)使用砂浆和水泥浆将步骤4)打印的岩块（401）按设计拼接，形成含有节理面的非连续体边坡模型；其中，砂浆和水泥浆构成节理面（402）；砂浆、水泥浆和岩块（401）粘连为一个整体，共同构成三维边坡模型（4）；/n6)在室温条件下对三维边坡模型（4）进行养护，使节理面（402）强度达到预期要求；/n7)将三维边坡模型（4）布置在小型振动台（15）上或有机玻璃水槽（16）中，进行地震动或水力模拟试验，并利用CCD连续照相机（14）采集数据；其中，所述CCD连续照相机（14）通过数据线与计算机（13）相连。/n