[實用新型]一種基于3D打印制備光纖光柵模型土工格柵的裝置

有效

• 申請號: 202120706651.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN214687942U
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 李從安;胡波;李波;童軍;宋誠;甘旭東;謝學倫
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/209;B29C64/232;B29C64/236;B29C64/255;B29C64/295;B33Y30/00;B33Y80/00;G01D21/02
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本實用新型提供一種基于3D打印制備光纖光柵模型土工格柵的裝置，包括打印機機架、安裝于打印機機架的土工格柵原料供應組件、噴頭移動組件、設于土工格柵原料供應組件端頭的噴頭、設于噴頭下方的打印平臺、噴頭移動組件；土工格柵原料供應組件用于提供模型土工格柵原料；噴頭用于將土工格柵原料供應組件提供的土工格柵原料噴出；打印平臺用于承接噴頭噴出的土工格柵原料以形成模型土工格柵；噴頭移動組件用于在計算機系統控制下驅動噴頭在X軸和Z軸方向移動；打印平臺移動組件用于在計算機系統控制下驅動打印平臺在Y軸方向移動。本實用新型解決了加筋土結構模型試驗中筋材應力的測量問題，實現了模型土工材料的變形及內力精確測量。

技術領域

本實用新型涉及巖土工程模型試驗領域，具體是一種基于3D打印制備光纖光柵模型土工格柵的裝置。

背景技術

土工合成材料因其具有抗拉強度高、適應變形能力強、造價地低廉等優點而被廣泛應用于巖土工程中。加筋土結構是通過將土工合成材料，諸如土工膜、土工格柵、土工格室等預埋入土體中，通過土體進行加筋的方式進而提高加筋結構整體穩定性，減小變形的效果。

而目前加筋土結構的設計過程中，其理論研究往往滯后于工程實踐，導致工程設計往往便于保守，不少失事與失敗的案例，事后分析和總結原因也不盡相同，促使工程設計者更加保守。其本質的原因還是對加筋土的機理認識不清。由于筋材多屬柔性材料，作用于土體中監測難度大，而筋材在土體中的應力分布是認清加筋機理的重要基礎。

受原型尺寸的限制，開展足尺模型面臨施工周期長，建設投資大，且項目本身不可控因素多。對此，模型試驗就凸顯其獨特的優勢。模型試驗較原型試驗周期短，造價低，可采取單一變量法對不同試驗參數進行研究。因此，采用模型試驗是研究加筋機理的重要手段，而模型試驗筋材應力的測量則成為模型試驗成功與否的關鍵所在。

中國實用新型專利“利用光纖光柵測量土工格柵變形和受力的方法”(申請號：201010237688.7)采用結構膠和捆扎方式將應變傳感光纖與被測土工格柵的經柵或緯柵連接在一起測量筋材變形和內力；

中國實用新型專利“一種土工格柵應變片輔助粘貼裝置及其操作方法”(申請號：201710396946.8)實用新型一種便于應變片粘貼裝置，通過在土工格柵表面粘貼應變片的方式測量筋材變形；

中國實用新型專利“一種模型試驗中土工格柵應變量測裝置及量測方法”(申請號：201510627033.3)，采用不銹鋼弦綁扎與模型土工格柵，通過與不銹鋼弦連接的位移計測量土工格柵應變；

中國實用新型專利“一種土工格柵應變測試裝置及其測試方法”(申請號：201010124517.3)利用導電橡膠復合材料的拉敏性對土工格柵應變進行測試，通過測試此電阻變化便可得到土工格柵的應變；

中國實用新型專利“一種傳感型土工格柵材料及其結構”(申請號：201510814524.9)提出了一種高強度、高摩阻的傳感型土工格柵的制作方法，利用導電高分子復合材料的拉敏效應檢測格柵自身的電阻變化獲取格柵及加固體的變形；

中國實用新型專利“光纖光柵復合滌綸土工格柵及其制備方法”(申請號：201310434187.1)將光纖布拉格光柵和復合增強標識紗與經紗和緯紗形成層間穩定的復合結構，通過聚合物涂層處理制得光纖光柵復合滌綸土工格柵測量出土工格柵的形變。

上述已有的技術方案主要針對原型土工土工格柵，同時多采用將光柵、應變片或鋼弦固定于土工格柵表面，采用捆綁式誤差較大，同時受筋-土界面的相互作用影響，誤差較大。