【摘要】：非飽和土三軸固結(jié)排水剪切試驗不能直接在常規(guī)三軸儀上進(jìn)行,因為必須要求試樣飽和,而圖像測量系統(tǒng)成功應(yīng)用于三軸試驗,實現(xiàn)了土樣應(yīng)變場的非接觸式測量,克服了傳統(tǒng)三軸儀測量體積應(yīng)變必須試樣飽和這一局限,能直接用于非飽和土的測量。并且其一大優(yōu)勢是能獲得試樣的應(yīng)變場,能反應(yīng)剪切過程中各個時刻試樣表面每一部分的局部變形情況。本文利用全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng),對過0.5mm標(biāo)準(zhǔn)篩的福建標(biāo)準(zhǔn)砂進(jìn)行了一系列的固結(jié)排水剪切試驗。成樣方法為干裝法和濕裝法,相對密實度分別控制為Dr=30%和Dr=60%兩種,圍壓分別控制為100kPa、200kPa、300kPa,其中濕裝法控制初始含水率w=10%。利用所得的試驗結(jié)果,分析了全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和優(yōu)越性;探究了均等固結(jié)過程中飽和度和成樣方法對試樣應(yīng)變特性的影響,分析了非飽和細(xì)砂均等固結(jié)過程的特性；同時針對試樣的剪切過程,得出了剪切過程中的軸向應(yīng)變和徑向應(yīng)變隨時間變化的曲線,以及體積應(yīng)變-軸向應(yīng)變曲線,探討了不同飽和度及成樣方法的影響；最后,利用全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)所得的應(yīng)變場,討論了成樣方法和飽和度對試樣的破壞形態(tài)、應(yīng)變局部化的出現(xiàn)以及剪切帶的形成發(fā)展過程的影響。試驗結(jié)果表明：全表面圖數(shù)字像測量系統(tǒng)能直接用于非飽和土的變形測量,測量結(jié)果比較準(zhǔn)確可靠；均等固結(jié)過程中飽和度高的試樣徑向應(yīng)變略大,飽和度對體積應(yīng)變的影響不太明顯；不同飽和度條件下,干裝法制備的細(xì)砂試樣在剪切過程中均呈現(xiàn)剪脹現(xiàn)象,濕裝法制備的試樣30%密實度下出現(xiàn)先剪縮后剪脹的現(xiàn)象,成樣方法對應(yīng)力峰值、軸向應(yīng)變、徑向應(yīng)變以及體積應(yīng)變的影響顯著；非飽和細(xì)砂的破壞形態(tài)主要有三種：即單一剪切帶破壞、兩條交叉剪切帶破壞以及鼓脹破壞。其中,干裝法制備的試樣破壞形式以單一剪切帶為主,濕裝法制備的試樣中,30%密實度的試樣全部出現(xiàn)鼓脹破壞,60%密實度高圍壓低飽和度情況下有可能出現(xiàn)剪切帶,飽和度對剪切帶的出現(xiàn)時間有影響、對剪切帶的發(fā)展過程影響很小；剪切帶內(nèi)試樣的軸向應(yīng)變隨著剪切帶的發(fā)展而發(fā)生顯著的變化,相對而言剪切帶外試樣的軸向應(yīng)變前后變化較小,全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)對于剪切帶寬度和傾角的相關(guān)研究有重要意義。
【圖文】：

２．２全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)逡逑數(shù)字圖像測量系統(tǒng)采用基于ＵＳＢ２．０／１３９４數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的ＣＭＯＳ攝像機(jī)，分辨率逡逑為１６８０ｘ１０２４像素，鏡頭焦距為１６ｍｍ。數(shù)字圖像測量系統(tǒng)如圖２．３所示，壓力室的量逡逑測正面為有機(jī)玻璃透明平面，，其他位置為鋼制圓柱形的封閉黑箱。新一代全表面數(shù)字圖逡逑像測量系統(tǒng)在壓力室內(nèi)部進(jìn)行了改造，如圖２．４所示，安裝了兩片反光鏡，可以同時從逡逑正面以及兩個對稱側(cè)面三個方向測量試樣變形，實現(xiàn)對試樣的全表面變形測量。測量中逡逑在初始定標(biāo)的基礎(chǔ)上自動進(jìn)行圖像畸變修正和物距誤差修正，同時采用穩(wěn)壓電源和全封逡逑閉黑箱消除光照強(qiáng)度變化的影響在完全相同的測量環(huán)境下，以薄壁軟金屬圓筒試逡逑樣為測試對象，利用靜態(tài)電阻應(yīng)變測試儀對該系統(tǒng)的測量精度進(jìn)行檢定，結(jié)果表明：針逡逑對高度８０＿、直徑為３９．１：＿的試樣，應(yīng)變測量精度可達(dá)到１０＿４［５６］。逡逑基于亞像素角點檢測的方法

邐ｒ逡逑式中，為體積應(yīng)變，＼為軸向應(yīng)變，丨為徑向應(yīng)變。逡逑圖２．３全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｔｈｅ邋ｗｈｏｌｅ邋ｓｕｒｆｅｃｅ邋ｄｉｇｉｔａｌ邋ｉｍａｇｅ邋ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑１＇邋＇；＇＇ｒ邐ｔ邋」＿逡逑！逡逑Ａｎ＊邋ｗ邋１邐＊？（．＇�。肌�？？－＇？＊■邋ｋ？？ｉｉ．＞ｉｗｋ＜邐Ｉ逡逑參．；p海ィ絾S茫昝繷"每‘媭洰，？拜聲碑f義希ュ義賢跡玻錘慕蟮耐枷癲飭肯低沖義希疲椋紓玻村澹裕瑁邋澹椋恚穡潁錚觶澹溴澹洌椋紓椋簦幔戾澹椋恚幔紓邋澹恚澹幔螅酰潁澹恚澹睿翦澹螅螅簦澹礤義希保埃義

本文編號：2645045