本发明专利技术公开了一种基于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。本发明专利技术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。低试验成本。低试验成本。
【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印技术的渗流试验装置及试验方法
[0001]本专利技术涉及岩土工程室内试验
，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。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于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。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种基于3D打印技术的渗流试验装置，包括
[0008]底板，所述底板沿长度方向的两侧均具有多个第一通孔；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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。
[0014]通过采取以上方案，本专利技术的有益效果是：
[0015]第一挡水条、第二挡水条、第一压板、第二压板、进水榫块和出水榫块之间组成一个密封边框，裂隙试样放置在底板上，可以在形成的边框内进行旋转，也可以将不同尺寸的裂隙试样放置在该边框内进行试验，这样在对同一裂隙试样其他方向的渗流特性进行探究时或者探究裂隙试样的尺寸对其渗流特性的影响就不需要重新打印裂隙试样，可以减少制造成本。
[0016]进一步的，还包括第一硅胶垫和第二硅胶垫，所述第一硅胶垫和所述第二硅胶垫分别沿所述第一压板和所述第二压板的内壁放置。
[0017]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，实现密封，防止水的渗漏。
[0018]进一步的，所述进水榫块的上部具有第一测压孔；所述进水榫块的外侧表面具有两个间隔分布的注水孔，并且两个所述注水孔靠近所述进水榫块的上表面；所述盖板上开设有与所述第一测压孔相对应的第三通孔。
[0019]进一步的，所述出水榫块的外侧表面具有两个间隔分布的出水孔；在两个所述出水孔之间具有第二测压孔。
[0020]进一步的，两个所述注水孔的间距与两个所述出水孔的间距相同。
[0021]进一步的，所述进水榫块的纵截面为梯形。
[0022]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，可以避免高速水流在直角处产生涡旋，从而使水流在进入裂隙试样时更加平缓。
[0023]进一步的，所述第一挡水条呈U型；所述第二挡水条呈长方形。
[0024]进一步的，所述第一通孔的数量为14个，包括6个进水端通孔、6个出水端通孔和2个中间通孔；6个所述进水端通孔分别对称设置在所述进水榫块的两侧；6个所述出水端通孔分别对称设置在所述出水榫块的两侧；2个中间通孔分别对称设置在所述第一压板和所述第二压板的外侧。
[0025]一种基于3D打印技术的渗流试验装置的试验方法，包括以下步骤：
[0026]1)将注水孔通过玻璃导管与微流量注射泵上的注射器连接，出水孔通过玻璃导管放置在电子秤上的量筒连接，将通过3D打印而成的裂隙试样放置在第一硅胶垫和第二硅胶垫之间的底板上，将盖板通过螺栓紧固在底板上，然后在渗流试验装置上方放置高速摄像机，高速摄像机连接图像采集系统，注水孔和出水孔连接压力传感器并连接至压力采集系统，渗流试验开始前，先检查整个渗流试验装置的密封性；
[0027]2)打开微流量注射泵，可根据渗流试验要求确定流速，调节微流量注射泵的流速，
水流通过玻璃导管进入裂隙试样内部，通过压力传感器对裂隙试样两端的水压力进行测量，用于探究流速与裂隙试样两端压差之间的关系；
[0028]3)更换不同裂隙面粗糙度的裂隙试样及调整裂隙试样之间的宽度，重复以上步骤，探究裂隙面粗糙程度和裂隙宽度对裂隙试样渗流特性的影响；拿出裂隙试样并调整裂隙试样的方向后重新放入，探究各向异性对裂隙试样渗流特性的影响。
[0029]通过采取以上方案，本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术裂隙试样是可分离的安装在第一硅胶垫与第二硅胶垫之间，并不是常见渗流试验采用的一体化装置，裂隙试样与试验装置分离后，将裂隙试样旋转方向，可以探究同一裂隙试样不同方向的渗流特性。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0032]图1附图为本专利技术提供的一种基于3D打印技术的渗流试验装置的结构示意图；
[0033]图2附图为本专利技术提供的除去盖板的一种基于3D打印技术的渗流试验装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印技术的渗流试验装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的渗流试验装置，其特征在于，还包括第一硅胶垫和第二硅胶垫，所述第一硅胶垫和所述第二硅胶垫分别沿所述第一压板和所述第二压板的内壁放置。3.根据权利要求2所述的一种基于3D打印技术的渗流试验装置，其特征在于，所述进水榫块的上部具有第一测压孔；所述进水榫块的外侧表面具有两个间隔分布的注水孔，并且两个所述注水孔靠近所述进水榫块的上表面；所述盖板上开设有与所述第一测压孔相对应的第三通孔。4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印技术的渗流试验装置，其特征在于，所述出水榫块的外侧表面具有两个间隔分布的出水孔；在两个所述出水孔之间具有第二测压孔。5.根据权利要求4所述的一种基于3D打印技术的渗流试验装置，其特征在于，两个所述注...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡南燕，黄建彬，元宙昊，叶义成，杨帆，王杰，熊淦麟，李雪雪，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。