3D 打印粘土试件抗压强度的各向异性可以用各向异性指数 A 来表示哦。试验研究发现 3D 打印粘土试件的各向异性很明显,对于加了水泥粉末的 3D 打印粘土,28 天抗压强度的各向异性指数范围能达到 30%到 45%,对于加了稻草纤维的 3D 打印粘土,抗压强度的各向异性指数最大能到 36%,而且当稻草纤维掺量是 3%的时候,3D 打印粘土试件抗压强度各向异性指数最小,这就说明各向异性指数和稻草纤维的分散程度是有关系的。针对加了水泥粉末和稻草纤维的粘土浆体,通过回归分析,分别弄出了龄期、水泥掺量和抗压强度之间的拟合公式,还有稻草纤维掺量和 3D 打印粘土试件抗压强度之间的拟合公式,这些拟合公式的准确率都在 0.9 以上哦。所以在实际工程里,可以用这些公式来预测 3D 打印粘土试件的抗压强度。在 3D 打印过程中,还有打印好的粘土试件使用过程中,各种各样的外界因素都可能在不同程度上影响 3D 打印粘土试件的力学特性哦。
还有那个破坏应变值,它能让我们知道 3D 打印粘土试件的变形性能咋样。如果 3D 打印粘土试件的破坏应变小,那就说明它很容易发生脆性破坏,就像玻璃一样,一摔就碎。反过来,如果破坏应变大,那就说明它的塑性比较好,不容易一下子就坏掉。随着稻草纤维掺量增加,破坏应变是先变大然后又变小的,在稻草纤维掺量是 3%的时候,会达到一个最大的值。这也是因为加了稻草纤维就像给它加了侧向围压,能抑制变形和裂缝,所以塑性变形能力提高了,破坏应变就跟着变大。但是当稻草纤维掺量比 3%还多的时候,因为稻草纤维在粘土浆体里没办法均匀地分散开,就像糖在水里没搅匀一样,所以破坏应变就随着稻草纤维掺量增加而变小了,这时候试件就很明显地表现出脆性破坏的样子了。在 3D 打印粘土试件做单轴抗压试验的时候,把应力和应变的数据都收集起来,然后画出应力 - 应变曲线,就会发现大部分 3D 打印粘土试件的应力 - 应变关系曲线都是应变软化型曲线的样子。我们可以把这个应力应变关系曲线分成四个部分哦,分别是压密阶段,就像是把试件里的小缝隙压紧;弹性变形阶段,这时候试件就像弹簧一样,受力会变形,不受力又能恢复;塑性屈服阶段,这时候试件开始有点“不听话”了,变形不再那么有规律;还有软化阶段,这时候试件的强度就慢慢变弱了。而且还对这四个阶段里试件是怎么变形的,应力是怎么变化的,都详细地说了呢。