[发明专利]一种含复杂结构面岩体模型三维应力场的获取方法

摘要

本发明涉及一种利用快速成型技术获取含复杂结构面岩体三维应力场的方法，包括以下步骤：（1）测定快速成型材料的应力“冻结”条纹值，确定最佳“冻结”温度；（2）生成岩体结构面网络系统和岩体CAD模型；（3）岩体模型检查与打印；（4）应力“冻结”；（5）模型切片，测定应力条纹值；（6）重建岩体模型应力场。本发明以3D打印机的复杂建造技术和光弹测试技术为基础，重点解决了现有技术中“难以制作含复杂结构面的岩体模型”和“岩体内部应力分布属于黑箱”的两个限制因素，从而通过普通的试验手段进行观测和测量，不仅能够促进模型试验的发展，对于岩体力学行为的研究也具有重要的应用价值。

主权项

一种含复杂结构面岩体模型三维应力场的获取方法，其特征在于包括如下步骤：（1）通过光弹测试原理，利用四点弯曲试验测定成型材料的应力“冻结”条纹值，确定快速成型材料最佳“冻结”温度；（2）生成岩体结构面网络系统和岩体CAD模型：利用计算机程序生成岩体结构面网络系统，并根据该虚拟网络系统，生成岩体CAD模型；（3）岩体模型检查与打印：将岩体CAD模型导入到虚拟打印软件中进行检查，排除结构面精度、结构方面的错误，并选择合适的打印方向，检查完毕后将岩体CAD模型输入到3D打印机中，并利用快速成型材料进行打印；（4）应力“冻结”：将打印好的岩体模型放入程控变温箱中，并对岩体模型施加单轴或三轴荷载，通过升温和/或降温对岩体内部应力进行“冻结”；（5）模型切片，测定应力条纹值：将应力“冻结”后的岩体模型进行激光切片，并将每一切片放在光弹测试仪中进行应力条纹值测量；（6）重建岩体模型应力场：根据步骤（1）中测定的应力“冻结”条纹值，将每一切片的应力条纹值转化为真实条件下的应力值数据，把获取的应力值数据顺序导入绘图软件中，利用内插法重建岩体模型应力场。