岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (3): 767-779.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0295CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0295
田威1, 2,贾祎恒1,云伟1, 2,余宸1,程续1, 2
TIAN Wei1, 2, JIA Yi-heng1, YUN Wei1, 2, YU Chen1, CHENG Xu1, 2
摘要: 3D打印技术在岩石室内试验中以其快速成型、复杂结构复现等优势展现出广阔应用前景,但打印试样的力学性能较差,制约了其工程实际应用。为有效提高3D打印类砂岩试样力学性能,选用GS19型砂与呋喃树脂为基材制备的类砂岩试样为对象,采用不同次数脲酶诱导碳酸钙沉积(enzyme-induced calcium carbonate precipitation,简称EICP)溶液渗透处理,通过单轴压缩试验定量分析其力学性能演化规律,并采用扫描电镜结合能谱与傅里叶变换红外光谱分析从微观尺度揭示脲酶诱导碳酸钙沉积技术的力学增强机制。结果表明:试样抗压强度与弹性模量随渗透次数递增呈现增强特性,经过4次脲酶诱导碳酸钙沉积溶液渗透处理后,试样强度较对照组提升51.92%,弹性模量提升35.57%,同时其破坏模式及裂纹扩展特征与天然弱胶结砂岩相似;从微观结构研究发现,脲酶诱导碳酸钙沉积技术促使试样内部形成“树脂−碳酸钙”复合胶结相,通过增强砂粒间胶结强度,填充孔隙降低结构缺陷的双重作用机制,试样力学性能得到显著提升。研究结果拓展了3D打印技术在岩石试验领域的应用潜力。
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