[发明专利]一种基于3D打印技术的渗流试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种基于3D打印技术的渗流试验装置及试验方法，第一挡水条和第二挡水条分别设置在底板沿宽度方向的两侧；第一压板和第二压板分别对称设置在底板沿长度方向的两侧，并且位于第一挡水条内侧；进水榫块的两侧分别压合在第一压板和第二压板的一端部，并且进水榫块具有与第一挡水条相对应的凹槽；第一挡水条粘合在凹槽内；出水榫块的两侧分别压合在第一压板和第二压板的另一端部，并且出水榫块具有与第二挡水条相对应的导轨；第二挡水条与导轨滑动连接；盖板盖合在进水榫块和出水榫块的上部，底板和盖板通过螺栓紧固连接。本发明的技术方案可以同一裂隙试样进行多个方向的渗流试验，并且能适应不同裂隙试样尺寸，降低试验成本。

技术领域

本发明涉及岩土工程室内试验技术领域，更具体的说是涉及一种基于3D打印技术的渗流试验装置及试验方法。

背景技术

裂隙试样的流动和传输特性是岩体地下水渗流研究的基本科学问题之一，与诸多能源和环境工程密切相关。在漫长的地质作用过程中，天然岩体受到复杂的应力条件、水文环境以及工程活动等因素影响，内部普遍发育着大量不同尺度的宏细观裂隙。通常完整岩块的渗透系数相当小，裂隙为地下水运动提供了主要的通道，因此岩体的渗流特性主要取决于裂隙的相关特性。由于裂隙试样几何结构(裂隙面粗糙程度及隙宽等)的非均质性，其间的地下水流动往往表现出强烈的非均质性、非线性。因此，深入研究裂隙试样的粗糙度、起伏度及裂隙宽度等因素对粗糙裂隙试样渗流特性的影响规律，对于推动岩石力学和水文地质学科的发展具有重要的理论意义，对于解决能源和环境工程中的关键技术问题具有重要的应用价值。

但是，目前已有的渗流试验装置一般由三部分组成：裂隙试样、注水口和出水口，其中为避免出现渗漏的问题，一般是将裂隙试样一体打印成型(其中裂隙试样包括上半部分裂隙、下半部分裂隙以及左右两侧的封挡)，通过一体打印成型的裂隙试样，一次只能探究裂隙试样一个方向的渗流特性，也就是说目前3D打印的渗流模型大都为一体化模型，与渗流试验装置形成一体，只能研究裂隙试样一个方向上的粗糙程度及裂隙宽度等因素对粗糙裂隙试样渗流特性的影响规律，如果要研究其他方向或者裂隙试样尺寸等因素对渗流特性的影响则需基于3D打印技术重新的3D渗流模型，制造成本高。

因此，提供一种能够用于探究裂隙试样多方向及多尺寸裂隙试样的渗流特性试验试验装置，一种基于3D打印技术的渗流试验装置及试验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于3D打印技术的渗流试验装置及试验方法，可以针对同一裂隙试样进行进行多方向的渗流试验，并且能适应不同裂隙试样尺寸，降低试验成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于3D打印技术的渗流试验装置，包括

底板，所述底板沿长度方向的两侧均具有多个第一通孔；

第一挡水条和第二挡水条，所述第一挡水条和所述第二挡水条分别设置在所述底板沿宽度方向的两侧；

第一压板和第二压板，所述第一压板和所述第二压板分别对称设置在所述底板沿长度方向的两侧，并且位于所述第一挡水条内侧；

进水榫块，所述进水榫块的两侧分别压合在所述第一压板和所述第二压板的一端部，并且所述进水榫块具有与所述第一挡水条相对应的凹槽；所述第一挡水条粘合在所述凹槽内；

出水榫块，所述出水榫块的两侧分别压合在所述第一压板和所述第二压板的另一端部，并且所述出水榫块具有与所述第二挡水条相对应的导轨；所述第二挡水条与所述导轨滑动连接；

盖板，所述盖板沿长度方向的两侧均具有与所述第一通孔相对应的第二通孔；所述盖板盖合在所述进水榫块和所述出水榫块的上部，所述第一通孔和所述第二通孔通过螺栓紧固连接。

通过采取以上方案，本发明的有益效果是：