基于三维扫描与打印的岩体自然结构面试样制作方法与剪切试验验证
本文关键词：基于三维扫描与打印的岩体自然结构面试样制作方法与剪切试验验证
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【摘要】：无法大量制作表面形态完全一致的含自然结构面的剪切试样一直是困扰岩石结构面力学试验深入研究的难题之一。借助最新发展的3D打印和表面快速扫描技术,提出了岩石自然结构面试样制作新方法。该方法采用三维扫描仪获得岩石自然结构面表面形态的高精度点云数据,然后通过逆向工程软件重构自然结构面的表面形态和含自然结构面的虚拟剪切模型,进而通过3D打印技术制作含自然结构面的PLA(绿色环保材料聚乳酸)塑材模具,最后借助PLA结构面模具在制样盒内通过相似材料浇筑成型出剪切试样,从而实现批量制作结构面形貌完全一致的相似材料结构面剪切试样,满足多种组合试样方案下岩石自然结构面的深入分析。采用这一方法针对3种岩石自然结构面进行了批量制作和剪切试验测试表明:(1)浇筑制作成试样的结构面表面高程与原始结构面高程之间的误差分析显示,岩石自然结构面可以高精度地复制到剪切试样中;(2)相同剪切试验条件下多个剪切试样的剪切位移-剪切力曲线的重合度非常高,表明制作的结构面剪切样的一致性好且试验结果离散性小;(3)通过剪切结构面试样在剪切前后的表面形态扫描分析发现,相同试验条件下自然结构面的剪切破坏形态具有非均匀性。
【作者单位】： 河南理工大学能源科学与工程学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室;
【关键词】： 三维扫描 三维打印 结构面 剪切试验 逆向制作
【基金】：国家自然科学基金资助(No.51274088)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 荷裂隙等结构面[1-4]。因此,工程中开挖的对象基本都是由结构面(多组节理/裂隙面)和结构体(岩块)构成的具有一定结构特征的岩体。显然岩体中岩石结构面的抗剪强度测试与结构面几何特征分析对工程开挖设计与稳定性预测都具有重要意义[5]。传统的岩石结构面原位取样或原位剪切试
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7 吴e，
本文编号：1100481
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