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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明提供了一种基于3D打印与三维全息的岩体动态渗流可视化观测方法，涉及岩土工程技术领域。本发明的基于3D打印与三维全息的岩体动态渗流可视化观测方法，采用加载渗流系统、光学发射记录系统和数据检测控制系统；包括如下步骤：步骤1、可视化相似模型建立；步骤2、三轴渗流；步骤3、光学全息记录；步骤4、全息图处理；步骤5、全息图投影。本发明的基于3D打印与三维全息的岩体动态渗流可视化观测方法，可以实现全程可视化地观测液相流体在岩石孔裂隙结构中的动态渗流过程，能够分析和掌握岩体裂隙网络中的流体动态分布规律。

主权项：1.一种基于3D打印与三维全息的岩体动态渗流可视化观测方法，其特征在于，采用加载渗流系统、光学发射记录系统和数据检测控制系统；所述加载渗流系统包括加载容器、端盖、左压头、右压头、轴压泵、围压泵和流压泵；所述加载容器由透明材料制成，加载容器的内部设置为加载腔，加载容器的一侧开口，加载容器的开口位置可拆卸连接端盖；加载腔的左端设置左压头，加载腔的右端设置右压头，左压头与右压头之间用于放置可视化相似模型，可视化相似模型与加载腔的侧壁之间留有空间，该空间定义为围压加载腔，所述左压头的端面设置有注液口，所述右压头的下端面设置有排液口；所述轴压泵经第一管路分别连接左压头和右压头，所述围压泵经第二管路连接围压加载腔，所述流压泵经第三管路连接注液口，所述排液口连接有排液管；所述光学发射记录系统包括激光器、分束镜、扩束镜和数字相机；所述数据检测控制系统分别信号连接轴压泵、围压泵、流压泵和数字相机；所述方法包括如下步骤：步骤1、可视化相似模型建立采用CT扫描仪对天然岩样进行断层扫描得到图像数据，由图像数据构建岩体裂隙网络三维数据模型，将岩体裂隙网络三维数据模型导入3D打印机，以3D打印基础材料打印，得到可视化相似模型；步骤2、三轴渗流用透明热缩管将可视化相似模型包裹压紧，将可视化相似模型放置于加载腔内并固定于左压头和右压头之间，在可视化相似模型与左压头、右压头的接合处用封堵材料进行封堵；数据检测控制系统设定轴压泵的输出压力，使左压头、右压头对可视化相似模型施加轴向压力；数据检测控制系统设定围压泵的输出压力，使围压泵向围压加载腔内注入加载液，对可视化相似模型施加侧向围压；数据检测控制系统设定流压泵的输出压力，使从左压头的注液口向可视化相似模型流入液相流体，液相流体渗流穿过可视化相似模型的孔裂隙并从右压头的排液口经排液管排出；步骤3、光学全息记录保持对可视化相似模型施加轴向压力，保持对可视化相似模型施加侧向围压，保持液相流体渗流穿过可视化相似模型；由激光器发射激光，激光经分束镜分为两束相干的光波，一束光波经一面扩束镜扩束后投射至数字相机，另一束光波经另一面扩束镜扩束后投射至可视化相似模型并反射至数字相机，两束光波在数字相机的全息底片上相互干涉以构成干涉条纹全息图；步骤4、全息图处理数字相机将全息图上传至数据检测控制系统，利用菲涅尔衍射原理模拟衍射过程，再现全息图，对全息图的进行颜色编码赋予液相流体颜色，以区分可视化相似模型内的液相流体。

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