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原文传递基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统及方法

专利名称：	基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统及方法
摘要：	本发明属于岩土工程技术领域，具体是一种基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统及方法。本发明的渗流实验装置，采用3D打印方法，可以方便构建不同类型或特性的实验试样，从而可以适应多种类型的裂隙岩体的实验要求。通过本发明的实验装置，通过更换不同的试样进行实验，可以测得不同岩体的渗流特性。通过调整水头水箱中的储水深得可以得到不同的水压对试样进行实验。通过开关不同位置的渗水阀，可以对试样一个方向或多个方向的渗流特性进行实验。本发明的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验装置及方法，可模拟更接近真实完整岩体的渗流特性，从而为地下工程设计和施工提供理论指导和借鉴意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	四川大学
发明人：	谢晶;覃黎;刘洋;艾婷;吴世勇;张茹;周济芳;高明忠;任利;李小鹏;杜成波;张朝鹏
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910533638.4
公开号：	CN110160936A
代理机构：	成都睿道专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	薛波
分类号：	G01N15/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	610000 四川省成都市一环路南一段24号
主权项：	1.一种基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是包括支架，支架上设置有第一第水头水箱、第二水头水箱、第三水头水箱和第四水头水箱，所述第一储水头水箱底部设置第一渗水管，第一渗水管上设置第一渗水阀，第一渗水管内设置第一压力传感器，所述第二储水头水箱底部设置第二渗水管，第二渗水管上设置第二渗水阀，第二渗水管内设置第二压力传感器，所述第三储水头水箱底部设置第三渗水管，第三渗水管上设置第三渗水阀，第三渗水管内设置第三压力传感器，所述第四储水头水箱底部设置第四渗水管，第四渗水管上设置第四渗水阀，第四渗水管内设置第四压力传感器，所述支架底面设置渗水孔，支架下方还设置可收集渗水孔渗水的集水箱。 2.根据权利要求1所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是，机架底部还设置储水箱，第一水头水箱通过第一进水管与储水箱连接，所述第一进水管位于储水底的端部设置上水泵，第二水头水箱通过第二进水管与储水箱连接，所述第二进水管位于储水底的端部设置上水泵，第三水头水箱通过第三进水管与储水箱连接，所述第三进水管位于储水底的端部设置上水泵，第四水头水箱通过第四进水管与储水箱连接，所述第四进水管位于储水底的端部设置上水泵。 3.根据权利要求2所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是，所述第一水头水箱、第二水头水箱、第三水头水箱和第四水头水箱，每个水头水箱底部均设置与储水箱连接的回流管，所述回流管上设置回流阀。 4.根据权利要求3所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是，所述第一水头水箱、第二水头水箱、第三水头水箱和第四水头水箱，每个水头水箱底部均设置水位控制管，所述水位控制管上设置水位阀。 5.根据权利要求4所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是，第一水头水箱、第二水头水箱、第三水头水箱和第四水头水箱，以及集水箱上均设置水位标尺。 6.根据权利要求5所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是，第一渗水管、第二渗水管、第三渗水管和第四渗水管的外表面设置与试样配合的密封圈。 7.根据权利要求6所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是，第一水头水箱上设置控制器，所述控制器与第一压力传感器、第二压力传感器、第一压力传感器和第一压力传感器电连接，所述控制器与上水泵电连接。 8.根据权利要求7所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验系统，其特征是，所述控制器设置多件，每一件控制器与一件压力传感器电连接，同时，控制器与所连接的压力传感器相对应的水泵电连接。 9.一种基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验方法，其特征是包括以下步骤： S1，采用Weierstrass-Mandelbrot函数生成不同粗糙度的分形曲线； S2，在三维建模软件中，采用S1步得到的分开曲线构建复杂分形裂隙的3D打印模型； S3，将S3步所得到的三维打印模型进行3D打印，得到打印样品； S4，将打印样品四侧面加工出实验孔得到试样； S5，将试样平铺后，在实验孔中插入渗水管； S6，将插入渗水管后的试样上表面和四侧面密封防水； S7，在一件或多件渗水管中充水并对提高水压； S8，保持一定时间后收集试样底部渗水。 10.根据权利要求9所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验方法，其特征是，所述实验方法采用权利要求1到8任一所述的基于3D打印的复杂分形裂隙多重耦合渗流实验装置完成。
所属类别：	发明专利