Experimental study on porosity-permeability regulation and strength enhancement of 3D-printed rock analogs: New insights from post-processing explorations
Notice bibliographique
Résumé
Sandy 3D printing is an emerging technique enabling fabrication of artificial rock analogs with designed structures and controllable physical properties, finding widespread application in rock mechanics and geosciences. However, the low strength, stiffness, and high porosity-permeability of sandy 3D-printed rock analogs (3D-PRA) limit their utility for simulating natural rocks across broader application scenarios. This study explores three modification infiltrates to quantitatively regulate 3D-PRA properties. We systematically evaluate their effects on the physical, mechanical, and hydraulic properties of modified specimens. Permeability-porosity relationships and strength enhancement are analyzed integrally, while compression tests assess mechanical properties and failure behavior. Notably, modification with the three infiltrates increases unconfined compressive strength by over tenfold, exceeding 50 MPa. Permeability is quantitatively regulated across orders of magnitude—from Darcy-scale (∼10D) to millidarcy levels (∼0.2mD). For aqueous nano-silica solution (ANSS), porosity and permeability vary systematically with infiltration parameters. Conversely, polyacrylic resin adhesive (PARA) and epoxy resin adhesive (EPRA) infiltrates significantly reduce permeability but exhibit no quantifiable parametric relationship; porosity trends similarly lack mathematical correlation. Microstructural evolution mechanisms are elucidated through micro-computed tomography (μ-CT) and scanning electron microscope (SEM) analysis. This work contributes a comparative analysis of infiltrate effects on 3D-PRA property regulation and proposes a precision-controlled ANSS-based process for simultaneous permeability-porosity management and strength enhancement, significantly expanding application potential.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 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 ».