我院刘享华博士最新研究成果在国际权威期刊《Materials & Design》发表
阅读量: 来源:防灾减灾与水工程安全研究所 虞慧 文/图 时间:2023-12-05

近日,我院防灾减灾与水工程安全研究所刘享华博士3D打印岩石力学特性研究方面取得重要进展,相关研究成果以“Quantitative investigation of the cracking mechanism of 3D sand-printed rock containing a fold flaw”(含折线型裂隙3D砂型打印类岩石破裂机制定量研究)为题,发表于材料学领域权威期刊《Materials & Design》(中科院一区TOP期刊,影响因子:8.40CiteScore排名:19/631)。

图片1_副本.png

江西省水利科学院为该成果第一完成单位,防灾减灾与水工程安全研究所刘享华博士为本文第一作者。本研究受到国家自然科学基金、云南省应用基础研究计划项目和江西省自然科学基金的联合资助。

基础设施建设是拉动我国经济高质量发展的重要引擎,而岩体工程是国家基础设施建设的重要组成部分,涉及水利、土木、资源和交通工程等众多领域。岩体的力学特性受控于其内部赋存着的地质结构面,表现出复杂的非均质性、非连续性、各向异性和非弹性。如何更准确地描述工程岩体的力学特性及断裂行为,成为目前亟待解决的关键科学问题。由于天然岩石的复杂性及传统试件制备方法的局限性,以往研究通常将自然裂隙简化为直线型,这与实际工程偏差较大,也就意味着无法准确地评估自然裂隙的影响效应。

基于此,该研究充分利用3D打印技术在复杂结构高精度、可重复性制造中的突出优势,探究和验证了3D打印材料模拟天然岩石的可行性。首次制作出含折线型裂隙3D砂型打印试件,并结合数字图像相关方法和扩展有限元,从力学性能、破坏模式、应力分布和应变分布等多视角,系统分析了折线型裂隙几何特性对岩体力学响应的影响效应。另外,该研究进一步破译数字图像相关方法监测数据,采用时空数据特征提取和位移矢量求解方法,创新性地揭示了直线型裂隙和折线型裂隙裂纹起裂模式、位置的差异深入挖掘了3D打印和数字图像相关技术在岩石力学和工程研究中的应用潜力。

论文下载链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264127523009395?via%3Dihub

 


江西省水利科学院微信公众号