CN110441122A - 基于3d打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法 - Google Patents

基于3d打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法 Download PDF

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Abstract

一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，CAD建模，建立具有特定角度节理面的空心圆柱体、底座和实心小圆棒，并在空心圆柱体上设置贯穿节理面的小孔；节理面将空心圆柱体分割为上部模具和下部模具；文件格式转换切片并导入3D打印机；3D打印机打印成型各个模具组件；空心圆柱体模具组装；组合圆柱模具组装；混凝土浇筑及脱模；插入钢筋以模拟锚杆，并于钢筋端部安装螺母,锚固；制成标准尺寸并含特定角度节理面的锚固试件。该方法能便捷、准确地制成符合国际岩石力学学会标准的且包含节理面和锚孔的圆柱形岩块，同时，能有效保证节理面的参数及锚孔的参数得到精确有效的控制，能显著提高平行测试的稳定性和精确度。

Description

基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法
技术领域
本发明涉及一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法。
背景技术
自然界工程岩体存在诸多裂隙、节理、孔洞等天然缺陷，这种缺陷的还原及模拟测试给工程技术人员带来极大的挑战。常规研究方法中，主要有以下两种简化方法：第一种将岩体考虑为均质材料，忽略内部的裂隙、孔洞等缺陷，进而开展平行试验；第二种则针对缺陷开展特定试验研究，对应的研究方案相对较多，如开展含有孔洞的标准岩块测试，含有一组(多组)平行(交叉)裂隙的岩块测试。在上述测试过程中，所采用的岩块一般为国际岩石力学学会(ISRM)建议的圆柱试件，其直径为50mm，高度为100mm，也有采用长方体试块的形式，其底部尺寸为50*50mm的正方形，高度为100mm。研究方案中的裂隙多为非贯穿性裂隙，裂隙尺度相对于试块较小。这些简化方案最终提供的结果并无法真实反映真实工程岩体的实际受力及失效情形，多为理想情形，且实验变量极难控制。
另一方面，关于贯穿性节理岩体的锚固强化测试方向，当前众多已有研究都采用长螺栓、铝棒、螺钉等构件来近似模拟真实锚固构件(锚杆、锚索等)。将锚固构件穿过节理面，然后采用特定锚固剂进行黏结锚固，或不锚固，仅施加预紧力或无预紧力。最后基于这些锚固试件开展相关测试，测定其力学承载性能，进而对锚固参数和节理面参数对承载性能的影响开展评价。这一研究方案首先在节理面的制作上相对单一，多采用水泥浇筑并预置挡片，当水泥凝固后再拔除挡片，从而预置节理面。这一制作方式首先无法制作圆柱形试块，主要原因是受制于试件外形原因而没有较好的方式预置挡片并在后期拔除挡片。故而传统研究方案中均采用长方体试块，这样试块的尺寸无统一的标准，存在较大的随意性和主观性，与国际岩石力学学会的推荐尺寸不一致，研究结论也千差万别。其次，节理面的角度控制不精准，依据上述制作方案，节理面的形成依赖于挡片的摆放，摆放的角度受人工操作误差大。再次，后期锚固中的锚孔通过在特定位置预置钢棒后期脱模形成，或者后期在特定位置钻设形成，不管以哪种方式，都受到人工操作因素的干扰，存在一定误差。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，该方法能便捷、准确地制成符合国际岩石力学学会标准的且包含节理面和锚孔的圆柱形岩块，同时，能有效保证节理面的参数及锚孔的参数得到精确有效的控制，能显著提高平行测试的稳定性和精确度。
本发明提供一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，包括以下步骤：
步骤1：CAD建模，其具体步骤如下：
S1，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内建立空心圆柱体，并在空心圆柱体内部建立特定角度的斜切面模拟节理面，节理面中心位置与空心圆柱体中部截面圆心位置重合；
S2，小孔在空心圆柱体的特定高度处设置横向贯穿节理面的小孔；
S3，依据节理面将空心圆柱体切分为上部模具和下部模具，其中上部模具具有上部模具斜端面、形成于上部模具斜端面上的上部模具内孔和形成于外圆面上的上部模具外孔，下部模具具有下部模具斜端面、形成于下部模具斜端面上的下部模具内孔和形成于外圆面上的下部模具外孔；
S4，分别将S3中所建立的上部模具和下部模具沿着中心垂直面进行切分，将上部模具分割为相互对称的上部模具A和上部模具B，将下部模具分割为相互对称的下部模具A和下部模具B；
S5，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建与上述空心圆柱体尺寸相同的实心圆柱体，并在实心圆柱体上设置出小孔相适配的横向贯穿孔，再根据节理面的角度和位置在实心圆柱体上切割出与节理面轮廓相同的节理面薄片，其中节理面薄片被横向贯穿孔贯穿后在其上端面和下端面分别具有上侧孔和下侧孔；
S6，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建底座，底座由底座基础和底座上缘组成，且底座上缘内部具有底座内槽，底座内槽的内径与空心圆柱体的外径相适配；
S7，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建与小孔相适配的实心小圆棒；
S8，将上述已经建立好的上部模具A、上部模具B、下部模具A、下部模具B、节理面薄片和实心小圆棒的模型分别导出为stl格式的文件；
步骤2：文件格式转换切片，将stl格式文件导入3D打印机对应切片软件，设置平台附着类型为底层边线，切片完成后导入3D打印机；
步骤3：3D打印机打印成型各个模具组件，打印完成后，将3D打印机平台升温至设定温度，将打印完成后的模具组件从打印平台上剥离，同时去除模具组件底部的底层边线；
步骤4：空心圆柱体模具组装，将上部模具A和上部模具B对齐并压紧，使用胶枪在接缝处点上溶胶，而后用一薄片抹平并盖住整个接缝形成上部模具；将下部模具A和下部模具B对齐并压紧，使用胶枪在接缝处点上溶胶，而后用一薄片抹平并盖住整个接缝形成下部模具；将节理面薄片置于上部模具与下部模具之间，调整对齐，节理面薄片的上侧孔一面对应上部模具，节理面薄片的下侧孔一面对应下部模具，使用胶枪将溶胶点在接缝处，并用薄片抹平盖住整个接缝形成空心圆柱体模具；
步骤5：组合圆柱模具组装，将实心小圆棒由空心圆柱体模具一侧的上部模具外孔或下部模具外孔插入，并贯穿空心圆柱体模具，而后分别在小孔外侧周围、空心圆柱体模具内表面、节理面薄片的两端面、实心小圆棒外表面和底座内槽的内部分别涂抹凡士林，再将底座扣合在空心圆柱体模具的底部以形成组合圆柱模具，放置于水平台面上；
步骤6：混凝土浇筑及脱模，缓慢地将搅拌后的特定标号的水泥浆料由组合圆柱模具的上开口端倒入上部模具的内腔，设定时间A内轻微转动实心小圆棒，设定时间B内将组合圆柱模具倒转，拆除底座，缓慢地将搅拌后的同标号水泥浆料由组合圆柱模具的上开口端倒入下部模具的内腔，设定时间C后再次轻微转动实心小圆棒，其中设定时间B大于设定时间A；放置设定时间D后脱模，脱模后的两部分试件的结合处形成节理面，原实心小圆棒的位置形成贯穿两部分试件的锚孔；
步骤7：锚固，将上述脱模后的试件养护至少设定时间E，之后根据测试需求于锚孔中插入贯穿试件节理面的钢筋用于模拟锚杆，其中钢筋的两端分别裸露于试件相对的两侧，并等强加工有细牙螺纹，且于螺纹部分套装有对应标号的螺母并紧固，形成标准尺寸并含特定角度节理面的锚固试件。
作为一种优选，在步骤1中的S1中，空心圆柱体的高度为100mm，内径为50mm，外径为52.8mm；在步骤1中的S2中，特定高度为50mm，小孔的孔径为6mm；在步骤1中的S2中，在步骤1中的S5中，实心圆柱体的高度为100mm，内径为53mm，节理面薄片的厚度为0.5～1.0mm；在步骤1中的S6中，底座上缘的内径为53mm，外径为56mm，高度为3mm，底座基础外径为60mm，高度为3mm；在步骤1中的S7中，实心小圆棒的长度为60～70mm，外径为5.6～5.8mm。
作为一种优选，在步骤2中的S1中，打印材料为聚乳酸。
作为一种优选，在步骤3中的设定温度为55℃。
作为一种优选，在步骤6中，设定时间A为10h，设定时间B为15～18h，设定时间C为10h，设定时间D为24h。
作为一种优选，在步骤7中，设定时间E为28天，钢筋的直径为4～4.5mm。
本发明能够解决现有技术中涉及含有节理的圆柱形试件制作相对困难的问题通过三维建模技术，可构建出不同角度的节理面，再结合3D打印技术，能打印出含有任何角度节理面的模具。通过依托于3D打印技术，能使节理面的参数及锚孔参数能够得到精确有效的控制，这样，在成型多个试件时，能使最终成型的多个试样间彼此的差异很微小，能够大大提高平行测试的稳定性和精确度。通过本方法能够制造出模拟不同角度节理面的锚固试样，锚固试样为底部直径50mm，高度100mm的标准圆柱形试件，符合国际岩石力学学会关于岩石试样单轴压缩的相关测试标准。该方法成本低、简单易操作、制样的精度高，均匀性也好，本方法不仅制样效率高，而且对试样破坏程度大大减少，与传统制作标准圆柱锚固试样采用机械切割的方式相比，采用本方法制样效率可大幅度提高，且在浇筑时能预留出节理面和锚孔，避免了在机械切割时对试样的损伤。
附图说明
图1是本发明的组合圆柱模具的结构示意图；
图2是本发明中上部模具的结构示意图；
图3是本发明中下部模具的结构示意图；
图4是本发明中底座的结构示意图；
图5是本发明中上部模具的正视图；
图6是本发明中下部模具的正视图；
图7是本发明中节理面薄片的结构示意图；
图8是本发明中下部模具A的结构示意图。
图中：1、下部模具，1-1、下部模具斜端面，1-2、下部模具内孔，1-3、下部模具外孔，1-4、下部模具A，1-5、下部模具B，2、上部模具，2-1、上部模具斜端面，2-2、上部模具内孔，2-3、上部模具外孔，2-4、上部模具A，2-5、上部模具B，3、实心小圆棒，4、节理面，4-1、上侧孔，4-2、下侧孔，4-3、节理面薄片，5、底座，5-1、底座基础，5-2、底座上缘，5-3、底座内槽，6、空心圆柱体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图8所示，一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，包括以下步骤：
步骤1：CAD建模，其具体步骤如下：
S1，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内建立空心圆柱体6，并在空心圆柱体6内部建立特定角度α的斜切面模拟节理面4，节理面4中心位置与空心圆柱体6中部截面圆心位置重合；
S2，在空心圆柱体6的特定高度处设置横向贯穿节理面4的小孔；
S3，依据节理面4将空心圆柱体6切分为上部模具2和下部模具1，其中上部模具2具有上部模具斜端面2-1、形成于上部模具斜端面2-1上的上部模具内孔2-2和形成于外圆面上的上部模具外孔2-3，下部模具1具有下部模具斜端面1-1、形成于下部模具斜端面1-1上的下部模具内孔1-2和形成于外圆面上的下部模具外孔1-3；
S4，分别将S3中所建立的上部模具2和下部模具1沿着中心垂直面进行切分，将上部模具2分割为相互对称的上部模具A2-4和上部模具B2-5，将下部模具1分割为相互对称的下部模具A1-4和下部模具B1-5；
S5，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建与上述空心圆柱体6尺寸相同的实心圆柱体，并在实心圆柱体上设置出小孔相适配的横向贯穿孔，再根据节理面4的角度和位置在实心圆柱体上切割出与节理面4轮廓相同的节理面薄片4-3，其中节理面薄片4-3被横向贯穿孔贯穿后在其上端面和下端面分别具有上侧孔4-1和下侧孔4-2；
S6，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建底座5，底座5由底座基础5-1和底座上缘5-2组成，且底座上缘5-2内部具有底座内槽5-3，底座内槽5-3的内径与空心圆柱体6的外径相适配；
S7，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建与小孔相适配的实心小圆棒3；
S8，将上述已经建立好的上部模具A2-4、上部模具B2-5、下部模具A1-4、下部模具B1-5、节理面薄片4-3和实心小圆棒3的模型分别导出为stl格式的文件；
步骤2：文件格式转换切片，将stl格式文件导入3D打印机对应切片软件，设置平台附着类型为底层边线，切片完成后导入3D打印机；
步骤3：3D打印机打印成型各个模具组件，打印完成后，将3D打印机平台升温至设定温度，将打印完成后的模具组件从打印平台上剥离，同时去除模具组件底部的底层边线；
步骤4：空心圆柱体模具组装，将上部模具A2-4和上部模具B2-5对齐并压紧，使用胶枪在接缝处点上溶胶，而后用一薄片抹平并盖住整个接缝形成上部模具2；将下部模具A1-4和下部模具B1-5对齐并压紧，使用胶枪在接缝处点上溶胶，而后用一薄片抹平并盖住整个接缝形成下部模具1；将节理面薄片4-3置于上部模具2与下部模具1之间，调整对齐，节理面薄片4-3的上侧孔4-1一面对应上部模具2，节理面薄片4-3的下侧孔4-2一面对应下部模具1，使用胶枪将溶胶点在接缝处，并用薄片抹平盖住整个接缝形成空心圆柱体模具；
步骤5：组合圆柱模具组装，将实心小圆棒3由空心圆柱体模具一侧的上部模具外孔2-3或下部模具外孔1-3插入，并贯穿空心圆柱体模具，而后分别在小孔外侧周围、空心圆柱体模具内表面、节理面薄片4-3的两端面、实心小圆棒3外表面和底座内槽5-3的内部分别涂抹凡士林，再将底座5扣合在空心圆柱体模具的底部以形成组合圆柱模具，放置于水平台面上；
步骤6：混凝土浇筑及脱模，缓慢地将搅拌后的特定标号的水泥浆料由组合圆柱模具的上开口端倒入上部模具2的内腔，设定时间A内轻微转动实心小圆棒3，设定时间B内将组合圆柱模具倒转，拆除底座5，缓慢地将搅拌后的同标号水泥浆料由组合圆柱模具的上开口端倒入下部模具1的内腔，设定时间C后再次轻微转动实心小圆棒3，其中设定时间B大于设定时间A；放置设定时间D后脱模，脱模后的两部分试件的结合处形成节理面4，原实心小圆棒3的位置形成贯穿两部分试件的锚孔；
步骤7：锚固，将上述脱模后的试件养护至少设定时间E，之后根据测试需求于锚孔中插入贯穿试件节理面4的钢筋用于模拟锚杆，其中钢筋的两端分别裸露于试件相对的两侧，并等强加工有细牙螺纹，且于螺纹部分套装有对应标号的螺母并紧固，形成标准尺寸并含特定角度节理面4的锚固试件。
在步骤1中的S1中，空心圆柱体6的高度为100mm，内径为50mm，外径为52.8mm；在步骤1中的S2中，特定高度为50mm，小孔的孔径为6mm；在步骤1中的S2中，在步骤1中的S5中，实心圆柱体的高度为100mm，内径为53mm，节理面薄片4-3的厚度为0.5～1.0mm；在步骤1中的S6中，底座上缘5-2的内径为53mm，外径为56mm，高度为3mm，底座基础5-1外径为60mm，高度为3mm；在步骤1中的S7中，实心小圆棒3的长度为60～70mm，外径为5.6～5.8mm。
作为一种优选，在步骤2中的S1中，打印材料为聚乳酸。
作为一种优选，在步骤3中的设定温度为55℃。
作为一种优选，在步骤6中，设定时间A为10h，设定时间B为15～18h，设定时间C为10h，设定时间D为24h。
作为一种优选，在步骤7中，设定时间E为28天，钢筋的直径为4～4.5mm。
本发明能够解决现有技术中涉及含有节理的圆柱形试件制作相对困难的问题通过三维建模技术，可构建出不同角度的节理面，再结合3D打印技术，能打印出含有任何角度节理面的模具。通过依托于3D打印技术，能使节理面的参数及锚孔参数能够得到精确有效的控制，这样，在成型多个试件时，能使最终成型的多个试样间彼此的差异很微小，能够大大提高平行测试的稳定性和精确度。通过本方法能够制造出模拟不同角度节理面的锚固试样，锚固试样为底部直径50mm，高度100mm的标准圆柱形试件，符合国际岩石力学学会关于岩石试样单轴压缩的相关测试标准。该方法成本低、简单易操作、制样的精度高，均匀性也好，本方法不仅制样效率高，而且对试样破坏程度大大减少，与传统制作标准圆柱锚固试样采用机械切割的方式相比，采用本方法制样效率可大幅度提高，且在浇筑时能预留出节理面和锚孔，避免了在机械切割时对试样的损伤。

Claims (6)

1.一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：CAD建模，其具体步骤如下：
S1，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内建立空心圆柱体(6)，并在空心圆柱体(6)内部建立特定角度的斜切面模拟节理面(4)，节理面(4)中心位置与空心圆柱体(6)中部截面圆心位置重合；
S2，在空心圆柱体(6)的特定高度处设置横向贯穿节理面(4)的小孔；
S3，依据节理面(4)将空心圆柱体(6)切分为上部模具(2)和下部模具(1)，其中上部模具(2)具有上部模具斜端面(2-1)、形成于上部模具斜端面(2-1)上的上部模具内孔(2-2)和形成于外圆面上的上部模具外孔(2-3)，下部模具(1)具有下部模具斜端面(1-1)、形成于下部模具斜端面(1-1)上的下部模具内孔(1-2)和形成于外圆面上的下部模具外孔(1-3)；
S4，分别将S3中所建立的上部模具(2)和下部模具(1)沿着中心垂直面进行切分，将上部模具(2)分割为相互对称的上部模具A(2-4)和上部模具B(2-5)，将下部模具(1)分割为相互对称的下部模具A(1-4)和下部模具B(1-5)；
S5，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建与上述空心圆柱体(6)尺寸相同的实心圆柱体，并在实心圆柱体上设置出小孔相适配的横向贯穿孔，再根据节理面(4)的角度和位置在实心圆柱体上切割出与节理面(4)轮廓相同的节理面薄片(4-3)，其中节理面薄片(4-3)被横向贯穿孔贯穿后在其上端面和下端面分别具有上侧孔(4-1)和下侧孔(4-2)；
S6，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建底座(5)，底座(5)由底座基础(5-1)和底座上缘(5-2)组成，且底座上缘(5-2)内部具有底座内槽(5-3)，底座内槽(5-3)的内径与空心圆柱体(6)的外径相适配；
S7，利用CAD软件的三维建模功能在三维空间坐标系内构建与小孔相适配的实心小圆棒(3)；
S8，将上述已经建立好的上部模具A(2-4)、上部模具B(2-5)、下部模具A(1-4)、下部模具B(1-5)、节理面薄片(4-3)和实心小圆棒(3)的模型分别导出为stl格式的文件；
步骤2：文件格式转换切片，将stl格式文件导入3D打印机对应切片软件，设置平台附着类型为底层边线，切片完成后导入3D打印机；
步骤3：3D打印机打印成型各个模具组件，打印完成后，将3D打印机平台升温至设定温度，将打印完成后的模具组件从打印平台上剥离，同时去除模具组件底部的底层边线；
步骤4：空心圆柱体模具组装，将上部模具A(2-4)和上部模具B(2-5)对齐并压紧，使用胶枪在接缝处点上溶胶，而后用一薄片抹平并盖住整个接缝形成上部模具(2)；将下部模具A(1-4)和下部模具B(1-5)对齐并压紧，使用胶枪在接缝处点上溶胶，而后用一薄片抹平并盖住整个接缝形成下部模具(1)；将节理面薄片(4-3)置于上部模具(2)与下部模具(1)之间，调整对齐，节理面薄片(4-3)的上侧孔(4-1)一面对应上部模具(2)，节理面薄片(4-3)的下侧孔(4-2)一面对应下部模具(1)，使用胶枪将溶胶点在接缝处，并用薄片抹平盖住整个接缝形成空心圆柱体模具；
步骤5：组合圆柱模具组装，将实心小圆棒(3)由空心圆柱体模具一侧的上部模具外孔(2-3)或下部模具外孔(1-3)插入，并贯穿空心圆柱体模具，而后分别在小孔外侧周围、空心圆柱体模具内表面、节理面薄片(4-3)的两端面、实心小圆棒(3)外表面和底座内槽(5-3)的内部分别涂抹凡士林，再将底座(5)扣合在空心圆柱体模具的底部以形成组合圆柱模具，放置于水平台面上；
步骤6：混凝土浇筑及脱模，缓慢地将搅拌后的特定标号的水泥浆料由组合圆柱模具的上开口端倒入上部模具(2)的内腔，设定时间A内轻微转动实心小圆棒(3)，设定时间B内将组合圆柱模具倒转，拆除底座(5)，缓慢地将搅拌后的同标号水泥浆料由组合圆柱模具的上开口端倒入下部模具(1)的内腔，设定时间C后再次轻微转动实心小圆棒(3)，其中设定时间B大于设定时间A；放置设定时间D后脱模，脱模后的两部分试件的结合处形成节理面(4)，原实心小圆棒(3)的位置形成贯穿两部分试件的锚孔；
步骤7：锚固，将上述脱模后的试件养护至少设定时间E，之后根据测试需求于锚孔中插入贯穿试件节理面(4)的钢筋用于模拟锚杆，其中钢筋的两端分别裸露于试件相对的两侧，并等强加工有细牙螺纹，且于螺纹部分套装有对应标号的螺母并紧固，形成标准尺寸并含特定角度节理面(4)的锚固试件。
2.根据权利要求1所述一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，其特征在于，在步骤1中的S1中，空心圆柱体(6)的高度为100mm，内径为50mm，外径为52.8mm；在步骤1中的S2中，特定高度为50mm，小孔的孔径为6mm；在步骤1中的S2中，在步骤1中的S5中，实心圆柱体的高度为100mm，内径为53mm，节理面薄片(4-3)的厚度为0.5～1.0mm；在步骤1中的S6中，底座上缘(5-2)的内径为53mm，外径为56mm，高度为3mm，底座基础(5-1)外径为60mm，高度为3mm；在步骤1中的S7中，实心小圆棒(3)的长度为60～70mm，外径为5.6～5.8mm。
3.根据权利要求2所述一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，其特征在于，在步骤2中的S1中，打印材料为聚乳酸。
4.根据权利要求1至3任一项所述一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，其特征在于，在步骤3中的设定温度为55℃。
5.根据权利要求4所述一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，其特征在于，在步骤6中，设定时间A为10h，设定时间B为15～18h，设定时间C为10h，设定时间D为24h。
6.根据权利要求5所述一种基于3D打印的标准圆柱节理锚固试块模具制作及操作方法，其特征在于，在步骤7中，设定时间E为28天，钢筋的直径为4～4.5mm。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112464308A (zh) * 2020-11-10 2021-03-09 杭州群核信息技术有限公司 一种基于异形空间的快速建模和设计方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000097816A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Hazama Gumi Ltd ３次元地下構造解析におけるメッシュ分割の支援方法
CN104807685A (zh) * 2015-05-19 2015-07-29 中国矿业大学 利用3d打印制作含特定几何特征结构面的节理试样方法
CN105904573A (zh) * 2016-05-06 2016-08-31 河海大学 一种基于3d打印技术的透明岩体制作方法
CN106447776A (zh) * 2016-09-22 2017-02-22 北京科技大学 基于3d打印制作的复杂裂隙岩体物理模型及建模方法
CN106769321A (zh) * 2017-01-10 2017-05-31 河海大学 不同节理粗糙度隐节理岩体模型试样制备方法及制备模具
CN108593373A (zh) * 2018-01-30 2018-09-28 上海理工大学 基于3d打印技术制备岩石节理剪切流变试验试样的方法
CN109227877A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 南京航空航天大学 一种基于光固化3d打印技术成型的多孔骨羟基磷灰石陶瓷细胞支架的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000097816A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Hazama Gumi Ltd ３次元地下構造解析におけるメッシュ分割の支援方法
CN104807685A (zh) * 2015-05-19 2015-07-29 中国矿业大学 利用3d打印制作含特定几何特征结构面的节理试样方法
CN105904573A (zh) * 2016-05-06 2016-08-31 河海大学 一种基于3d打印技术的透明岩体制作方法
CN106447776A (zh) * 2016-09-22 2017-02-22 北京科技大学 基于3d打印制作的复杂裂隙岩体物理模型及建模方法
CN106769321A (zh) * 2017-01-10 2017-05-31 河海大学 不同节理粗糙度隐节理岩体模型试样制备方法及制备模具
CN108593373A (zh) * 2018-01-30 2018-09-28 上海理工大学 基于3d打印技术制备岩石节理剪切流变试验试样的方法
CN109227877A (zh) * 2018-10-31 2019-01-18 南京航空航天大学 一种基于光固化3d打印技术成型的多孔骨羟基磷灰石陶瓷细胞支架的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YU CHEN,ET AL: "Experimental study and stress analysis of rock bolt anchorage performance", 《JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND GEOTECHNICAL ENGINEERING》 *
江权 等: "3D 打印技术在岩体物理模型力学试验研究中的应用研究与展望", 《岩石力学与工程学报》 *
王培涛 等: "基于3D 打印技术的裂隙岩体单轴压缩特性试验初探", 《岩石力学与工程学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112464308A (zh) * 2020-11-10 2021-03-09 杭州群核信息技术有限公司 一种基于异形空间的快速建模和设计方法

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