昆明理工張科教授團(tuán)隊(duì)：裂隙巖體3D打印及非接觸式破裂識(shí)別 重要研究進(jìn)展

來(lái)源：昆明理工大學(xué)

昆明理工大學(xué)電力工程學(xué)院張科教授團(tuán)隊(duì)在裂隙巖體3D打印及非接觸式破裂識(shí)別研究方面取得系列重要進(jìn)展，日前，相關(guān)研究成果分別發(fā)表在Materials & Design、Journal of Materials Research and Technology、Theoretical and Applied Fracture Mechanics上。

發(fā)表在Materials & Design上的論文共計(jì)2篇，其中，A novel DIC-based methodology for crack identification in a jointed rock mass一文第一作者為張科教授，建筑工程學(xué)院博士研究生張凱為通訊作者；

Quantitative investigation of the cracking mechanism of 3D sand-printed rock containing a fold flaw一文，張科教授為通訊作者。

1篇文章發(fā)表在Journal of Materials Research and Technology上，題為An improved sand 3D printing method for better reproduction of high-strength and high-brittleness rock mechanical properties is proposed，張科教授為通訊作者，建筑工程學(xué)院博士研究生張凱為第一作者。

2篇論文發(fā)表在Theoretical and Applied Fracture Mechanics上，一篇題為Quantitative description of fracture behavior and mechanical anisotropy of fractured rock mass: Sand 3D printing and DIC explorations，一篇題為Experimental study on the size effect and anisotropy in mechanical properties of fractured rock mass based on 3D printing，兩篇論文張科教授均為通訊作者，電力工程學(xué)院博士研究生李娜為第一作者。

地球巖石經(jīng)歷了億萬(wàn)年的地質(zhì)演變，內(nèi)部不可避免地發(fā)育有大量的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面，對(duì)巖石力學(xué)行為特征產(chǎn)生了直接影響，且關(guān)系到能源、水電、資源、交通、市政、海洋等眾多領(lǐng)域中重大巖體工程的穩(wěn)定性。由于巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)面分布的復(fù)雜性，在開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)難以制備出差異性小、具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的試樣，使得試驗(yàn)結(jié)果難以準(zhǔn)確反映和應(yīng)用于工程實(shí)際。

3D打印技術(shù)在精確復(fù)制復(fù)雜結(jié)構(gòu)模型上的突出優(yōu)勢(shì)為解決上述難題提供了一種可行的思路和方法。張科教授研究團(tuán)隊(duì)提出了基于3D砂型打印技術(shù)的裂隙巖體制備方法以及增強(qiáng)增脆的新方法，首次從物理試驗(yàn)角度探究了裂隙巖體力學(xué)特性的尺寸效應(yīng)和各向異性。此外，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)一步解譯了數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)監(jiān)測(cè)所得的全場(chǎng)變形數(shù)據(jù)，提出了基于位移矢量和變形場(chǎng)有效方差分異速率的裂紋類型非接觸式識(shí)別方法。團(tuán)隊(duì)研究成果為重大巖體工程三維模型試驗(yàn)及監(jiān)測(cè)預(yù)警提供了新視角。

昆明理工大學(xué)為上述成果的第一完成單位或第一通訊作者單位，相關(guān)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃優(yōu)秀青年項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接地址：

Materials & Design：

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.111944

https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112523

Journal of Materials Research and Technology：

https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.08.204

Theoretical and Applied Fracture Mechanics：

https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2023.104065

https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2023.104224