一種滑坡物理模型的制造方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滑坡物理模型的制造方法及裝置，方法包括：配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料；建立虛擬滑坡物理模型；在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑床；在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料，根據(jù)滑帶的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑帶；在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑體。裝置由建模單元、3D打印機(jī)及控制單元構(gòu)成。本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法及裝置，打印出來(lái)的滑坡物理模型能夠真實(shí)的模仿實(shí)際滑坡帶的主要物理及力學(xué)參數(shù)，便于對(duì)滑坡科學(xué)研究。
【專利說(shuō)明】
一種滑坡物理模型的制造方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種滑坡物理模型的制造方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]滑坡是世界上造成人員和經(jīng)濟(jì)損失最廣泛的地質(zhì)災(zāi)害類型之一，全球約6600萬(wàn)人生活在高風(fēng)險(xiǎn)滑坡區(qū)域。滑坡是指斜坡上的巖土體沿著剪切破壞的軟弱結(jié)構(gòu)帶與斜坡低部固定部分脫落，向坡下發(fā)生顯著位移或加速?zèng)_擊的現(xiàn)象?；谙嗨评碚摚锢砟Ｐ驮囼?yàn)?zāi)苣M滑帶剪切破壞和滑體滑動(dòng)現(xiàn)象，是進(jìn)行滑坡研究及防治的一個(gè)重要分析和決策依據(jù)。大比例縮小模型為滑坡力學(xué)破壞現(xiàn)象重現(xiàn)提供了一種可控的定量分析手段?；履Ｐ椭谱?，關(guān)鍵在于相似材料的選取及有關(guān)參數(shù)的確定。這些參數(shù)能否達(dá)到相似定量的要求，決定了滑坡模型試驗(yàn)?zāi)M原型破壞現(xiàn)象和機(jī)制的準(zhǔn)確性。但是，現(xiàn)有以人工分層填筑夯實(shí)成形為代表的模型制作方法缺乏精確的性能調(diào)控手段，因此很難實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)主要物理和力學(xué)參數(shù)(容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等)相似要求的同時(shí)滿足。尤其是滑坡滑體中散體軟土相似材料，其滲透率的調(diào)整會(huì)引起其他力學(xué)參數(shù)的較大相應(yīng)變化，不能同時(shí)符合所有參數(shù)要求。由于軟土相似材料的配置和成形缺乏可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)和資料，造成選材區(qū)域未知且無(wú)窮大，而滿足要求的材料可能在一個(gè)小的區(qū)域。通常經(jīng)過(guò)大規(guī)模的配比篩選，軟土相似材料也只能實(shí)現(xiàn)部分參數(shù)的相似。由于以上原因，滑坡模型未能實(shí)現(xiàn)多種材料性能參數(shù)的嚴(yán)格相似是目前試驗(yàn)的一個(gè)瓶頸，嚴(yán)重限制了滑坡模型試驗(yàn)的發(fā)展和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明通過(guò)提供一種滑坡物理模型的制造方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中滑坡物理模型難以準(zhǔn)確模擬實(shí)際滑坡帶的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了滑坡物理模型的主要物理和力學(xué)參數(shù)(如容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等)與實(shí)際滑坡帶的物理參數(shù)相似，便于對(duì)滑坡科學(xué)研究。本發(fā)明提供了一種滑坡物理模型的制造方法，所述方法包括:
[0004]配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料，所述第一打印漿料、第二打印漿料及所述第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成；
[0005]建立虛擬滑坡物理模型，所述虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息；
[0006]在3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第一打印漿料，根據(jù)所述滑床的形狀及尺寸信息控制所述3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑床；
[0007]在所述3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第二打印漿料，根據(jù)所述滑帶的形狀及尺寸信息控制所述3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑帶；
[0008]在所述3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第三打印漿料，根據(jù)所述滑床的形狀及尺寸信息控制所述3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑體。
[0009]進(jìn)一步地，配置所述第一打印漿料、第二打印漿料及所述第三打印漿料時(shí)，控制所述第一漿料、第二漿料及所述第三漿料的溫度為70-75°C ;
[0010]控制所述第一漿料、第二漿料及所述第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一打印漿料中的所述重晶石、粘土及所述石蠟的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1。
[0012]進(jìn)一步地，所述第二打印漿料中的所述重晶石、粘土及所述石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為卜3:1:6-8。
[0013]進(jìn)一步地，所述第三打印漿料中的所述重晶石、粘土及所述石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1:5ο
[0014]進(jìn)一步地，打印所述滑床、滑帶及所述滑體時(shí)，控制打印速度為0.8-1.2cm/s。
[0015]進(jìn)一步地，控制所述3D打印機(jī)的噴頭溫度為70°C。
[0016]進(jìn)一步地，在所述3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第一打印漿料、第二打印漿料及所述第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉所述裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。
[0017]本發(fā)明提供了一種滑坡物理模型的制造裝置，所述裝置包括:
[0018]建模單元，建立虛擬滑坡物理模型，所述虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息；
[0019]3D打印機(jī)，根據(jù)所述虛擬滑坡物理模型打印出滑坡物理模型；
[0020]控制單元，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑床、滑帶及滑體的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑床、滑帶及所述滑體。
[0021]進(jìn)一步地，所述控制單元包括:
[0022]第一控制模塊，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑床的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑床；
[0023]第二控制模塊，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑帶的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑帶；
[0024]第三控制模塊，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑體的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑體。
[0025]本發(fā)明提供的一種或多種技術(shù)方案，至少具備以下有益效果或優(yōu)點(diǎn):
[0026]本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法及裝置，第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成，重晶石的物質(zhì)特性(如顆粒形狀、粒徑分布)與巖石的物理特性相似，粘土的物質(zhì)特性(如顆粒形狀、粒徑分布、吸水性、粘合度)與松散土體的物理特性相似，利用重晶石模擬高容重比巖石的主要成分，粘土模擬松散土體的主要成分，能夠更接近滑坡結(jié)構(gòu)的物理特性。此外，由于石蠟具有高溫熔融的特性，便于在后續(xù)工藝中除去滑坡物理模型中的石蠟，利用石蠟做為粘結(jié)劑，可避免石蠟對(duì)滑坡物理模型的物理特性造成影響。利用重晶石、粘土及石蠟配置的漿料，其粘合性及漿料的塑造成型性滿足3D打印機(jī)對(duì)漿料的要求，通過(guò)3D打印機(jī)逐層打印出滑坡物理模型的滑坡物理模型，其容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等以及降雨負(fù)重加載的剪切破壞性能接近于實(shí)際滑坡帶，便于對(duì)滑坡的科學(xué)研究。
[0027]進(jìn)一步，本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法中，配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料時(shí)，控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的溫度為70-75°C，制第一漿料、第二漿料及第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上，使?jié){料滲透融合，其物理參數(shù)更接近于實(shí)際滑坡帶的物理參數(shù)。
[0028]進(jìn)一步，本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法中，第一打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1，通過(guò)這一配比配置第一打印漿料，打印出來(lái)的滑坡物理模型的滑床與實(shí)際滑坡帶的滑床的物理及力學(xué)參數(shù)基本一致。
[0029]進(jìn)一步，本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法中，第二打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為1-3:1:6-8，通過(guò)這一配比配置第一打印漿料，打印出來(lái)的滑坡物理模型的滑帶與實(shí)際滑坡帶的滑帶的物理及力學(xué)參數(shù)基本一致。
[0030]進(jìn)一步，本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法中，第三打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1:5，通過(guò)這一配比配置第一打印漿料，打印出來(lái)的滑坡物理模型的滑體與實(shí)際滑坡帶的滑體的物理及力學(xué)參數(shù)基本一致。
[0031]進(jìn)一步，本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法中，打印滑床、滑帶及滑體時(shí)，控制打印速度為0.8-1.2cm/s，以及控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70°C，使打印的滑坡物理模型均勻成型，提高了打印質(zhì)量。
[0032]進(jìn)一步，本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法中，在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡，可排除空氣對(duì)滑坡物理模型物理性質(zhì)及力學(xué)性能的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)提供一種滑坡物理模型的制造方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中滑坡物理模型難以準(zhǔn)確模擬實(shí)際滑坡帶的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了滑坡物理模型的主要物理和力學(xué)參數(shù)(如容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等)與實(shí)際滑坡帶的物理參數(shù)相似，便于對(duì)滑坡科學(xué)研究。
[0035]參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種滑坡物理模型的制造方法，所述方法包括:
[0036]步驟S1、配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料，第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成。
[0037]重晶石及粘土的粒徑小于ΙΟμπι，配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料時(shí)，控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的溫度為70-75°C;控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上。第一打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1。第二打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為1-3:1:6-8。第三打印漿料中的重晶石、粘土及石錯(cuò)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1: 5。
[0038]步驟S2、建立虛擬滑坡物理模型，虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息。
[0039]步驟S3、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑床。
[0040]在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑床時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為700C，控制打印速度為0.8-1.2cm/s0
[0041]步驟S4、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料，根據(jù)滑帶的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑帶。
[0042]在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑帶時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70 °C，控制打印速度為
0.8-1.2cm/s0
[0043]步驟S5、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑體。
[0044]在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑體時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為700C，控制打印速度為
0.8-1.2cm/s0
[0045]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的滑坡物理模型的制造方法進(jìn)行說(shuō)明:
[0046]實(shí)施例1
[0047]本實(shí)施例提供了一種壩區(qū)滑坡物理模型的制造方法，具體包括:
[0048]步驟SI1、配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料，第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成，其中重晶石的粒度為8wii，粘土的粒徑為6μπιο配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料時(shí)，控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的溫度為700C ;控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上。第一打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1。第二打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為1:1:6。第三打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1:5。
[0049]步驟SI2、建立虛擬滑坡物理模型，其中虛擬滑坡物理模型采用CAD切片圖表征，虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息。
[0050]步驟S13、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑床。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑床時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70 0C，控制打印速度為0.8cm/s。
[0051]步驟S14、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料，根據(jù)滑帶的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑帶。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑帶時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70 0C，控制打印速度為0.8cm/s。
[0052 ]步驟SI 5、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑體。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑體時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70 0C，控制打印速度為0.8cm/s。
[0053]通過(guò)本實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法制造的滑坡模型，其物理及力學(xué)參數(shù)(如容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等)與實(shí)際壩區(qū)滑坡帶相似，可用于進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)。
[0054]實(shí)施例2
[0055]本實(shí)施例提供了一種山區(qū)的山區(qū)滑坡物理模型的制造方法，具體包括:
[0056]步驟S21、配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料，第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成，其中重晶石的粒度為6wii，粘土的粒徑為5μπιο配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料時(shí)，控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的溫度為700C ;控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上。第一打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1。第二打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為2:1: 7。第三打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1:5。
[0057]步驟S22、建立虛擬滑坡物理模型，其中虛擬滑坡物理模型采用CAD切片圖表征，虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息。
[0058]步驟S23、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑床。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑床時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為72 0C，控制打印速度為0.8cm/s。
[0059]步驟S24、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料，根據(jù)滑帶的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑帶。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑帶時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70°C，控制打印速度為1.0cm/s。
[0060]步驟S25、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑體。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑體時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70°C，控制打印速度為1.0cm/s。
[0061 ]通過(guò)本實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法制造的滑坡模型，其物理及力學(xué)參數(shù)(如容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等)與實(shí)際山區(qū)滑坡帶相似，可用于進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)。
[0062] 實(shí)施例3
[0063 ]本實(shí)施例提供了一種庫(kù)區(qū)滑坡物理模型的制造方法，具體包括:
[0064]步驟S31、配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料，第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成，其中重晶石的粒度為3wii，粘土的粒徑為7μπιο配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料時(shí)，控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的溫度為700C ;控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上。第一打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1。第二打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為1:1:6。第三打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1:5。
[0065]步驟S32、建立虛擬滑坡物理模型，其中虛擬滑坡物理模型采用CAD切片圖表征，虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息。
[0066]步驟S33、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑床。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑床時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70°C，控制打印速度為1.0cm/s。
[0067]步驟S34、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料，根據(jù)滑帶的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑帶。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第二打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑帶時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為75°C，控制打印速度為1.0cm/s。
[0068]步驟S35、在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料，根據(jù)滑床的形狀及尺寸信息控制3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑體。在3D打印機(jī)內(nèi)注入第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。打印滑體時(shí)，控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70°C，控制打印速度為1.0cm/s。
[0069]通過(guò)本實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法制造的滑坡模型，其物理及力學(xué)參數(shù)(如容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等)與實(shí)際庫(kù)區(qū)滑坡帶相似，可用于進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)。
[0070]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種滑坡物理模型的制造裝置，所述裝置包括:
[0071]建模單元，建立虛擬滑坡物理模型，虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息；
[0072]3D打印機(jī)，根據(jù)虛擬滑坡物理模型打印出滑坡物理模型；
[0073]控制單元，從所述建模單元獲得虛擬滑坡物理模型的滑床、滑帶及滑體的形狀及尺寸信息并控制3D打印機(jī)打印出滑坡物理模型的滑床、滑帶及滑體。
[0074]其中，控制單元包括:
[0075]第一控制模塊，從建模單元獲得虛擬滑坡物理模型的滑床的形狀及尺寸信息并控制3D打印機(jī)打印出滑坡物理模型的滑床；
[0076]第二控制模塊，從所述建模單元獲得虛擬滑坡物理模型的滑帶的形狀及尺寸信息并控制3D打印機(jī)打印出滑坡物理模型的滑帶；
[0077]第三控制模塊，從建模單元獲得虛擬滑坡物理模型的滑體的形狀及尺寸信息并控制3D打印機(jī)打印出滑坡物理模型的滑體。
[0078]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種或多種技術(shù)方案，至少具備以下有益效果或優(yōu)點(diǎn):
[0079]一、本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法及裝置，第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成，重晶石的物質(zhì)特性(如顆粒形狀、粒徑分布)與巖石的物理特性相似，粘土的物質(zhì)特性(如顆粒形狀、粒徑分布、吸水性、粘合度)與松散土體的物理特性相似，利用重晶石模擬高容重比巖石的主要成分，粘土模擬松散土體的主要成分，能夠更接近滑坡結(jié)構(gòu)的物理特性。此外，由于石蠟具有高溫熔融的特性，便于在后續(xù)工藝中除去滑坡物理模型中的石蠟，利用石蠟做為粘結(jié)劑，可避免石蠟對(duì)滑坡物理模型的物理特性造成影響。利用重晶石、粘土及石蠟配置的漿料，其粘合性及漿料的塑造成型特性滿足3D打印機(jī)對(duì)漿料的要求，通過(guò)3D打印機(jī)逐層打印出滑坡物理模型的滑坡物理模型，其容重比、滲透率、粘聚力、內(nèi)摩擦角和彈性模量等以及降雨負(fù)重加載的剪切破壞性能接近于實(shí)際滑坡帶，便于對(duì)滑坡的科學(xué)研究。
[0080]二、本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法中，配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料時(shí)，控制第一漿料、第二漿料及第三漿料的溫度為70-75°C，制第一漿料、第二漿料及第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上，使?jié){料滲透融合，其物理參數(shù)更接近于實(shí)際滑坡帶的物理參數(shù)。
[0081]三、本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法中，第一打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1，通過(guò)這一配比配置第一打印漿料，打印出來(lái)的滑坡物理模型的滑床與實(shí)際滑坡帶的滑床的物理及力學(xué)參數(shù)基本一致。
[0082]四、本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法中，第二打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為1-3:1:6-8，通過(guò)這一配比配置第一打印漿料，打印出來(lái)的滑坡物理模型的滑帶與實(shí)際滑坡帶的滑帶的物理及力學(xué)參數(shù)基本一致。
[0083]五、本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法中，第三打印漿料中的重晶石、粘土及石蠟對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1:5，通過(guò)這一配比配置第一打印漿料，打印出來(lái)的滑坡物理模型的滑體與實(shí)際滑坡帶的滑體的物理及力學(xué)參數(shù)基本一致。
[0084]六、本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法中，打印滑床、滑帶及滑體時(shí)，控制打印速度為0.8-1.2cm/s，以及控制3D打印機(jī)的噴頭溫度為70°C，使打印的滑坡物理模型均勻成型，提高了打印質(zhì)量。
[0085]七、本發(fā)明實(shí)施例提供的滑坡物理模型的制造方法中，在3D打印機(jī)內(nèi)注入第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡，可排除空氣對(duì)滑坡物理模型物理性質(zhì)及力學(xué)性能的影響。
[0086]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上【具體實(shí)施方式】?jī)H用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，所述方法包括: 配置第一打印漿料、第二打印漿料及第三打印漿料，所述第一打印漿料、第二打印漿料及所述第三打印漿料由重晶石、粘土及石蠟配置而成； 建立虛擬滑坡物理模型，所述虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息； 在3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第一打印漿料，根據(jù)所述滑床的形狀及尺寸信息控制所述3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑床； 在所述3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第二打印漿料，根據(jù)所述滑帶的形狀及尺寸信息控制所述3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑帶； 在所述3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第三打印漿料，根據(jù)所述滑床的形狀及尺寸信息控制所述3D打印機(jī)打印滑坡物理模型的滑體。2.如權(quán)利要求1所述的滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，配置所述第一打印漿料、第二打印漿料及所述第三打印漿料時(shí)，控制所述第一漿料、第二漿料及所述第三漿料的溫度為70-75 °C; 控制所述第一漿料、第二漿料及所述第三漿料的攪拌時(shí)間為2小時(shí)以上。3.如權(quán)利要求2所述的滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，所述第一打印漿料中的所述重晶石、粘土及所述石錯(cuò)的對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為8:1:1。4.如權(quán)利要求2所述的滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，所述第二打印漿料中的所述重晶石、粘土及所述石錯(cuò)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為1-3:1:6-8。5.如權(quán)利要求2所述的滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，所述第三打印漿料中的所述重晶石、粘土及所述石錯(cuò)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量比為4:1: 5。6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，打印所述滑床、滑帶及所述滑體時(shí)，控制打印速度為0.8-1.2cm/s。7.如權(quán)利要求8所述的滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，控制所述3D打印機(jī)的噴頭溫度為70 °C。8.如權(quán)利要求1所述的滑坡物理模型的制造方法，其特征在于，在所述3D打印機(jī)內(nèi)注入所述第一打印漿料、第二打印漿料及所述第三打印漿料后，將裝料容器口朝下，密閉所述裝料容器口壓實(shí)漿料排出打印漿料中的氣泡。9.一種滑坡物理模型的制造裝置，其特征在于，所述裝置包括: 建模單元，建立虛擬滑坡物理模型，所述虛擬滑坡物理模型包括滑體、滑帶及滑床的形狀及尺寸信息； 3D打印機(jī)，根據(jù)所述虛擬滑坡物理模型打印出滑坡物理模型； 控制單元，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑床、滑帶及滑體的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑床、滑帶及所述滑體。10.如權(quán)利要求9所述的滑坡物理模型的制造裝置，其特征在于，所述控制單元包括: 第一控制模塊，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑床的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑床； 第二控制模塊，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑帶的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑帶； 第三控制模塊，從所述建模單元獲得所述虛擬滑坡物理模型的滑體的形狀及尺寸信息并控制所述3D打印機(jī)打印出所述滑坡物理模型的滑體。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK106018038SQ201610550447
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】郝亮, 晏小康, 唐丹娜, 李晶, 熊瑋
【申請(qǐng)人】中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）