[发明专利]一种用于评估3D打印岩体结构面与天然结构面相似性的方法

权利要求书

1.一种用于评估3D打印岩体结构面与天然结构面相似性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、考虑现场实测的深部工程岩体结构面几何参数建立深部工程岩体结构面几何相似准则；考虑现场实测的深部工程岩体结构面力学参数建立深部工程岩体结构面力学相似准则；

步骤2、获取深部工程岩体天然结构面现场信息，具体包括步骤1中的结构面几何参数与力学参数；

步骤3、根据现场获得的结构面几何与力学参数，基于所述深部工程岩体结构面相似准则，计算获得模型试验中结构面的目标相似参数值，考虑设定的几何相似比，进行深部工程岩体物理模型结构面3D打印制作，打印不同相似材料配比与3D打印参数组合下缩小尺度的工程岩体相似物理模型结构面；

步骤4、3D打印深部工程岩体物理模型结构面与现场天然结构面的相似性评价，具体地，通过对不同材料配比与打印参数组合下得到的岩体结构面进行建模，得到若干测试参数，将其与目标参数值比对，选择满足要求的最佳打印参数与材料配比，用于物理模型试验，若没有符合条件的试验结果，则更改相似材料配比与打印参数，重新试验，直至获得满足要求的结果为止；采用优选的相似材料配比与3D打印参数制作工程岩体大型物理模型结构面。

2.根据权利要求1所述的用于评估3D打印岩体结构面与天然结构面相似性的方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

步骤11、建立深部工程岩体结构面几何相似准则，所述几何相似准则由几何相似常数C_G表征，其形式为：

其中，C_G为几何相似常数，G^p为表征深部工程岩体天然结构面几何特征的相似参数值，G^m为表征3D打印物理模型结构面几何特征的相似参数值；

所述几何相似参数选取结构面投影面积A，结构面粗糙度系数JRC与分形维数D；

天然结构面与3D打印物理模型结构面的投影面积相似性为：

其中，A^p为天然结构面的投影面积，A^m为3D打印物理模型结构面的投影面积；

天然结构面与3D打印物理模型结构面的JRC相似性为：

其中，JRC^p为天然结构面的粗糙度系数，JRC^m为3D打印物理模型结构面的粗糙度系数；

天然结构面与3D打印物理模型结构面的分形维数相似性为：

其中，D^p为天然结构面的分形维数，D^m为3D打印物理模型结构面的分形维数；

步骤12、建立深部工程岩体结构面力学相似准则，所述力学相似准则由力学相似常数C_M表征，其形式为：

其中，C_M为力学相似常数，M^p为表征天然结构面力学特征的相似参值，M^m为表征3D打印物理模型结构面力学特征的相似参数值，

所述力学相似参数包括结构面压缩力学参数与结构面剪切力学参数。