3D打印与DIC技术揭示节理岩体锚固效应

"基于3D打印和数字散斑技术的节理岩体锚固效应分析-论文" 这篇论文探讨了锚杆在节理岩体中的锚固效应，利用3D打印技术和数字散斑（DIC）方法进行深入研究。3D打印技术被用来制作缩尺锚杆模型和含有预制节理面的试样模具，以便模拟不同角度的节理岩体。通过进行单轴压缩试验，研究人员可以观察和分析试样的表面位移和应变场变化。 试验的核心在于两个关键因素：节理角度和锚固效果。研究表明，节理的角度对岩体的强度和变形特性有显著影响。当节理角度为15°时，岩体的承载能力下降至完整岩体的34%，而在60°时，这一比例进一步降至19%。节理的存在使得岩体的应力应变曲线呈现多峰特征，这意味着其力学行为变得更加复杂。 在15°节理角度下，试样的破坏模式主要是压缩劈裂，主要依赖于块体自身的强度，锚杆的加固效果不明显。然而，当节理角度增加到60°时，破坏模式转变为剪切，此时锚杆不仅提供杆体的黏结和抗剪作用，而且通过锚杆两侧的托盘提供侧向约束，显著增强了整体承载性能。 数字散斑技术在此过程中起到了重要作用，它能清晰、直观地揭示锚固节理岩体加载过程中的裂隙扩展和剪切滑移现象。在15°节理情况下，Exx和Eyy应变场显示与试样表面裂隙对应的应变集中区域，但节理两侧的应变集中不明显。随着节理角度增大至60°，应变场的变化反映出节理面附近更大的应变集中，这表明节理对岩体稳定性的影响加剧。 该研究揭示了节理角度对岩体锚固效果的决定性影响，提供了改进锚固设计的新见解。3D打印技术和DIC方法的应用为理解和优化节理岩体的锚固工程提供了强大的工具。对于矿山安全、隧道工程以及其他涉及节理岩体稳定性的项目，这些发现具有重要的实践指导价值。