[发明专利]一种基于3D打印技术的溶洞制备方法与装置

摘要

本发明公开了一种基于3D打印技术的溶洞制备方法与装置，根据试验要求，确定试样的大小，以溶洞三维扫描结果为依据，构建三维溶洞数字模型，利用合金进行3D打印，形成溶洞的初步试样；配比方案，按照配比方案岩块相似材料混合物；将混合物倒入试样模具内，在倒入过程中，根据溶洞存在的位置将溶洞模型预先埋入到混合材料中；将试样连同成型模具在室温下养护，直到岩石相似材料硬化，将成型模具拆除，将制成的含溶洞岩石试样进行恒温恒湿养护后进行烘烤，形成具有中空溶洞的岩石试样；向中空溶洞内填充不同的充填物，形成不同类型的溶洞试样。

主权项

1.一种基于3D打印技术的溶洞制备方法，其特征是：包括以下步骤:(1)根据试验要求，确定试样的大小，以溶洞三维扫描结果为依据，构建三维溶洞数字模型，利用合金进行3D打印，形成溶洞的初步试样；(2)根据岩块试样与模型的几何相似比、强度相似比以及弹性模量相似比，确定岩块模型的骨料、胶结材料的配比方案，按照配比方案岩块相似材料混合物；(3)对岩块相似材料的配合比进行称量并拌合均匀，将混合材料分层倒入试样模具内，在倒入过程中，根据溶洞存在的位置将溶洞模型预先埋入到混合材料中，并预留导流孔，模具内部涂抹脱离剂，振捣成型；(4)将试样连同成型模具在室温下养护，直到岩石相似材料硬化，将成型模具拆除，将制成的含溶洞岩石试样进行恒温恒湿养护后进行烘烤，形成具有中空溶洞的岩石试样；(5)向中空溶洞内填充不同的充填物，形成不同类型的溶洞试样；泥状颗粒溶洞的制备方法为待打印溶洞过程完成设定部分后，打印形成的部分具有一个开口，通过此开口向溶洞内倒入充填物，充填完成后，继续打印，直至溶洞打印完成，充填物被密封的溶洞之中；充水溶洞的制备具体方法为在含溶洞岩体制备完成之后，通过导流孔向溶洞内注水，根据实验需要自行调节注水压力，以获得不同水压的充水溶洞。