昆明理工张科教授团队：裂隙岩体3D打印及非接触式破裂识别 重要研究进展

来源：昆明理工大学

昆明理工大学电力工程学院张科教授团队在裂隙岩体3D打印及非接触式破裂识别研究方面取得系列重要进展，日前，相关研究成果分别发表在Materials & Design、Journal of Materials Research and Technology、Theoretical and Applied Fracture Mechanics上。

发表在Materials & Design上的论文共计2篇，其中，A novel DIC-based methodology for crack identification in a jointed rock mass一文第一作者为张科教授，建筑工程学院博士研究生张凯为通讯作者；

Quantitative investigation of the cracking mechanism of 3D sand-printed rock containing a fold flaw一文，张科教授为通讯作者。

1篇文章发表在Journal of Materials Research and Technology上，题为An improved sand 3D printing method for better reproduction of high-strength and high-brittleness rock mechanical properties is proposed，张科教授为通讯作者，建筑工程学院博士研究生张凯为第一作者。

2篇论文发表在Theoretical and Applied Fracture Mechanics上，一篇题为Quantitative description of fracture behavior and mechanical anisotropy of fractured rock mass: Sand 3D printing and DIC explorations，一篇题为Experimental study on the size effect and anisotropy in mechanical properties of fractured rock mass based on 3D printing，两篇论文张科教授均为通讯作者，电力工程学院博士研究生李娜为第一作者。

地球岩石经历了亿万年的地质演变，内部不可避免地发育有大量的地质结构面，对岩石力学行为特征产生了直接影响，且关系到能源、水电、资源、交通、市政、海洋等众多领域中重大岩体工程的稳定性。由于岩石内部结构面分布的复杂性，在开展室内试验时难以制备出差异性小、具有复杂结构的试样，使得试验结果难以准确反映和应用于工程实际。

3D打印技术在精确复制复杂结构模型上的突出优势为解决上述难题提供了一种可行的思路和方法。张科教授研究团队提出了基于3D砂型打印技术的裂隙岩体制备方法以及增强增脆的新方法，首次从物理试验角度探究了裂隙岩体力学特性的尺寸效应和各向异性。此外，研究团队还进一步解译了数字图像相关技术监测所得的全场变形数据，提出了基于位移矢量和变形场有效方差分异速率的裂纹类型非接触式识别方法。团队研究成果为重大岩体工程三维模型试验及监测预警提供了新视角。

昆明理工大学为上述成果的第一完成单位或第一通讯作者单位，相关研究得到国家自然科学基金、云南省应用基础研究计划优秀青年项目等项目的资助。

论文链接地址：

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