傅晶晶,王志亮,李松玉,封陈晨

(合肥工业大学 土木与水利工程学院,合肥 230009)

3D打印是近些年迅速发展的先进成型技术,不同于传统制造技术所采用的“减材加工”等方法,以计算机生成的三维数字模型为基础,将打印材料进行逐层打印形成实体[1-2]。目前,这项技术已广泛应用于机械、医疗、工程等领域,并逐渐延展到岩土工程问题研究中。该技术结合CT扫描等细观结果,可快捷制备出含预制缺陷形态和复杂结构特征的岩体模型。由于重复性好,批次打印的岩样不但具有完全相同的结构,而且其均匀性要优于天然岩体,一定程度上解决了岩石力学试验重复性低的问题。

在过去的十年中,有学者针对这一新的研究方向进行了诸多扎实的基础工作。Jiang等[3]基于无侧限抗压强度和直接拉伸实验结果,发现以聚乳酸为打印材料和融合沉积建模的3D打印技术不适合模拟岩石。田威等[4]对3D打印岩样进行力学性能试验,并从打印岩样的单轴抗压强度和破裂状态角度分析,发现3D打印试样与天然砂岩的物理力学性质较为接近。Sharafisafa等[5]通过对含单、双裂纹的试样进行巴西圆盘准静态压缩试验,揭示了类岩石试样的预制裂纹扩展和贯通机制。蒋力帅等[6]基于砂型3D打印试样,通过开展动静态试验探析了砂型3D打印试样与天然煤样力学特性的相似性。然而,这些研究大多聚焦于静态试验下完整或含预制裂隙试样的力学特性,对含不同打印倾角的类岩石材料动态力学特性等方面的研究涉及较少。……