基于3D打印和DIC技术的裂隙网络模型变形破裂特征及填充物影响效应

摘要：

由于工程岩体内部裂隙分布的复杂性,含裂隙网络的物理模型制作是困扰岩石力学试验研究的关键问题之一.提出了一种以水溶性材料为打印基材,以聚乳酸材料为支撑底座的裂隙网络模型3D打印方法.利用打印材料的水溶特性,提出了一种裂隙网络类岩石模型试件制备方法.利用数字图像相关方法,定量研究了裂隙网络类岩石模型试件加载过程中的变形破裂特征,并进一步分析了填充物的影响规律.试验结果表明:采用3D打印技术可以实现复杂裂隙网络模型的制备,模型试件力学特性具有很好的可重复性;裂隙网络类岩石模型试件应力-应变曲线在峰前出现多次明显的应力跌落,而峰后曲线呈现出塑性应变软化现象;DIC技术可以捕捉裂隙网络类岩石模型试件加载全过程的全局应变场,其变形破裂过程表现出应变局部化渐进演化特性,反映了裂纹萌生、扩展及贯通规律;不同的裂隙填充工况会影响模型试件的力学参数和应变场分布,这体现了所提出制备方法的优势,即能够填充符合工程实际情况的裂隙填充物.

关键词：岩石力学、裂隙网络、3D打印、破裂、数字图像相关方法、应变场

所属期刊栏目：41

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;云南省应用基础研究计划项目

在线出版日期：2020-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2555-2563