An In-Depth Analysis of Strength and Stiffness Variability in 3D-Printed Sandstones: Implications for Geomechanics
Notice bibliographique
Résumé
Natural rocks are highly heterogeneous due to various geological processes that constantly alter their properties. The accumulation, deposition, and cementation of mineral and organic particles continuously modify the spatial characteristics of rock properties. Property variability or anisotropy is commonly observed in most rock types and influences strength, transport, and thermal conductivity behavior. This unpredictability presents a significant challenge for laboratory testing. Binder-jet additive manufacturing (3D printing) has emerged as a valuable technology for characterizing rock properties in geoscience and engineering. This study proposes a novel methodology to evaluate the variability and repeatability of mechanical properties of 3D-printed sandstones during binder-jet additive manufacturing. The mechanical properties were analyzed statistically for samples located in various parts of the 3D printer build volume. The results showed that the 3D-printed sandstones exhibited significant variations in their strength and stiffness properties when measured from samples produced within the same build volume during binder-jet additive manufacturing. The uniaxial compressive strength (UCS) varied from 23 to 38 MPa, with an average value of 29 MPa. Young’s modulus, on the other hand, ranged from 1.5 to 4.05 GPa, with an average value of 2.33 GPa. The variability of the mechanical properties, quantified by the standard deviation, decreased when the entire population of 3D-printed sandstones was divided into smaller samples situated at different elevations of the build platform. These findings offer valuable insights into improving the reliability and predictability of 3D-printed sandstone properties, a critical factor for various applications in fields like petroleum engineering and construction.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».