
纤维的取向对它桥接裂缝的效率是有影响的哦。当裂缝角度和纤维长度方向成 90 度的时候,粘土基材受到剪力的方向和纤维取向是一样的,这时候稻草纤维就能很好地起到桥接裂缝的作用;反过来,当裂缝角度和纤维长度方向成 0 度的时候,裂缝和纤维取向是平行的,这时候粘土基材受到的剪力方向就和纤维取向垂直了,那稻草纤维就没办法发挥桥接裂缝的作用了。所以说,要想有稳定的高延性 3D 打印粘土试件,就得有好的纤维取向分布来保障。

3D打印粘土试件的抗压试验呢,当稻草纤维掺量不到 3%的时候,粘土浆体的粘度不高,流动性挺好的,稻草纤维能比较容易地均匀分布开,这时候纤维在粘土基体内是乱向分布的状态,纤维分布系数大,试件的力学性能就比较好。当稻草纤维掺量超过 3%的时候,粘土浆体的粘度过高,流动性很差,纤维就很难分布均匀了,这时候纤维分布系数小,3D 打印粘土试件的力学性能就随着掺量增大而降低了。在轴向压力刚开始作用的时候,没有掺入稻草纤维的素 3D 打印粘土抗压试件内部的裂纹会慢慢延伸扩展。随着轴向荷载不断增大,3D 打印粘土试件的侧壁就会产生好多条纵向的裂缝,然后开始贯穿整个试件。当施加的轴向压力达到 3D 打印粘土抗压试件的极限破坏荷载的时候,3D 打印粘土抗压试件就会从中间一下子断裂,裂纹出现得很快,发展也很迅速。从试样的破坏形貌特征能看到试样中间部分有好多条又大又宽的裂隙,试样的脆性破坏特征很明显,有很清楚的破裂面,裂隙又宽又长,几乎是一瞬间就产生了。纤维含量 1%的土样破坏形式和不含稻草纤维的 3D 打印粘土抗压试件的破坏形式差不多,在 3D 打印粘土抗压试件达到极限破坏荷载的时候,也出现了明显裂纹,不过和素粘土抗压试件比起来,它的裂纹发展速度慢一些,而且裂隙也是贯穿整个剖面的,只是裂隙中间的宽度和贯穿整个粘土试件的裂隙数量比素土 3D 打印抗压试件要小,这说明因为稻草纤维之间相互搭接形成了一种稳定的网格结构。同时,因为粘土颗粒和稻草纤维之间有比较强的粘结力,所以稻草纤维能起到约束 3D 打印粘土试件变形以及提高试件整体性的效果,让 3D 打印粘土抗压试件显示出一定的塑性破坏特征,韧性就明显提高了,和素 3D 打印粘土试件的脆性破坏有很明显的区别。从纤维含量 3%、纤维含量 5%的 3D 打印粘土试件的破坏形貌来看,它们的破坏形式比前面两种要好。从试件的整个破坏过程看,当施加的竖向荷载大于 3D 打印粘土试件的峰值强度的时候,会出现又小又密的剪切或者张拉裂缝,3D 打印粘土试件表现为裂而不断。随着竖向荷载继续增大,剪切或者张拉裂缝会变得更密、更短、更细,但是并没有引起贯穿整个剖面的裂隙,出现的两道裂隙主要都集中在 3D 打印粘土试件的边角。就算有比较大的竖向应变,掺入稻草纤维后的 3D 打印粘土试件还是能保持比较好的整体性,不会出现整体破坏现象。