Based on the three-dimensional digital image correlation (3D-DIC) technique, the stereovision system has been applied to the improved triaxial apparatus to obtain 3D full-field deformation of the specimen during triaxial testing. Through the calibration process, the 3D-DIC technique can obtain the accurate specimen’s spatial displacement deformation. Meanwhile, a subpixel edge detection algorithm has been combined with 3D-DIC technique to calculate the radial strain and the volume strain of the specimen directly. Furthermore, a series of consolidated drained and undrained triaxial tests were carried out on Hainan (China) sand specimens and measured by the conventional and the image measurement methods. Compared to the results measured by the conventional method, the image measurement technique can obtain the more experimental data, such as the 3D displacement field of the whole specimen, the local strain distribution, and so on. The measurement results also show the conventional method would be disturbed by the end constraints in triaxial tests so that the strength of the soil would be overestimated. Meanwhile, the middle of the specimen would be selected to calculate the stress–strain relationship without the influence of the end constraints in the proposed method. Based on the image measurement results, the proposed method has the potential to be used in geotechnical tests for exploring the soil’s progressive failure behaviors, inhomogeneous deformation and mechanical characteristics.
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三轴试验土样的端部影响问题研究 总被引：4，自引：4，他引：4
在以往的研究中。由于受到三轴试样变形测量子段的限制，无法定量研究三轴试样的端部约束对试样受力变形及其测量结果的影响。采用数字图像测量技术。直接量测试样的轴向变形和径向变形，把它们与传统测量方法得到的变形测量结果进行比较，定量分析端部约束与端部接触对三轴试验土样的影响。同时笔者建议采用数字图像测量技术。直接测量三轴试样中间部分的土样变形，以此避开试样端部的影响，使试验结果更加真实可靠。 相似文献
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《岩土力学》2015,(Z1):669-684
将数字图像测量技术应用于常规土工三轴试验,解决了常规土工三轴试验传统变形测量中的一系列难题。自主研发了三轴图像测量系统,发展历程可概括为3个阶段:(1)基于边缘识别的三轴试样变形图像测量,通过跟踪边缘位置的变化确定土样的径向变形,识别橡皮膜上的白色标志线确定土样的轴向变形;(2)基于角点识别的三轴试样变形图像测量,用方形标志块将橡皮膜表面离散成若干单元,测量跟踪单元每一角点(节点)的位置,可得任意时刻的土样表面节点的位移,应用有限元技术,可以得到土样表面的位移(变形)场和应变场;(3)三轴土样变形全表面数字图像测量,以基于角点识别的前表面三轴试样变形测量为基础,增设一组平面镜,用一台摄像机实现了圆柱体土样360度全表面的变形测量,得到每一时刻的表面变形场和应变场。三轴土样变形数字图像测量系统具有传统测量方法无可比拟的优点,对于推动土力学,特别是土的本构关系研究具有重要价值。 相似文献
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基于图像测量方法的非饱和压实土三轴试样变形测量 总被引：1，自引：1，他引：0
在控制吸力的非饱和土三轴试验中对试样进行变形测量,常规方法都存在一些难以克服的技术缺陷.数字图像测量技术的引入,为避免常规测量方法的技术缺陷对试验结果的影响提供了,一种新的解决方案.同时,能够更加准确地测量受端部约束影响较小的试样中部1/3区域的局部轴向变形、径向变形和估算体积变形.在控制吸力条件下进行了非饱和压实土的三轴压缩试验,运用数字图像测量方法测量试样整体与中部1/3区域的变形,将两组试验数据进行比较分析,结果表明:端部约束对非饱和土试样变形有明显的影响,试样中部1/3区域的变形性质与试样整体存在明显差异,其试验结果更能反映非饱和十试样的基本变形性质. 相似文献
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一、土动三轴仪及测试技术三轴试验是对工程十分有用的一种基本测试手段。通常是在三轴室上部测量试样的轴向变形,在试样中部的侧面上测量侧向变形。由于试样两端与上盏板和底座之间的摩擦力以及接触面的变形,使测量结果产生误差。因此,可在试样的中间一段,测量三个部位的侧向变形。轴向变形也可以将 LVDT 差动变压器式位移传感器安装到三轴室内,测量试样中部的轴向变形,如图1所示。 相似文献
6.
基于数字图像测量技术的砂土剪切带分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在进行土工试验时,土样端部摩擦效应和初始缺陷都可以引起试样的不均匀变形,进而形成宏观的剪切带。基于数字图像测量技术改进了GDS多功能三轴仪,进行砂土的固结排水三轴试验,获得了试样在不同时刻的应变等值线云图和局部应力-应变全曲线,研究了试样端部的摩擦效应。结果表明,端部摩擦显著地影响试样的力学特性,对径向应变的影响可达10%。通过在砂土试样中放置粉质黏土块的方法获得了宏观不均匀土样,并测试其剪切带的形成过程。测试结果表明,试样在两种材料的界面处形成不连续刚度,引起变形的不均匀发展,进而形成宏观的剪切带而破坏。 相似文献
7.
非饱和红黏土的不排气、不排水三轴剪切试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
非饱和土中由于有孔隙气的存在而使得非饱和土的力学性质变得非常复杂。气体对非饱和土体强度和变形会产生重要影响。根据12组不同饱和度、不同干密度云南红黏土土样的三轴不排气、不排水剪切试验结果,讨论了气体对非饱和土土体强度和变形的影响。黏聚力在不排气剪切情况下随着饱和度的变化不是单调的,内摩擦角则随着饱和度的增大而减小。干密度增大则黏聚力和内摩擦角都增大。在三轴不排气剪切过程中,试样出现了明显了的剪胀性,且随着干密度的减小,饱和度的增大剪胀性逐渐消失。试样最后的破坏形态与是否发生剪胀可能也有联系。 相似文献
8.
加筋膨胀土不同布筋型式三轴试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
基于三轴试验方法,对不同布筋方式的加筋膨胀土试样的强度特性和变形过程进行研究。室内三轴试验表明,非均匀加筋型式较适合低围压、变形小的加筋土体工程;高围压、大变形的加筋土体工程采用均匀布筋型式将会取得较好的效果。试样变形过程表明,加筋试样随着轴压的增加,将会形成多鼓状变形,并且中间土体最终变形将超过端部土体变形;该变形过程可较好地解释加筋挡土墙随着时间和外部荷载的作用出现中间部分突出的现象。试验结果对加筋土体施工将会起到一定的指导意义。 相似文献
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动载作用下非饱和粉土路基内部的水分迁移规律，对研究重载铁路在浸水状态下的路基稳定具有重要意义。基于范德堡原理，利用土样的电阻率特性，研制出一套基于GDS动三轴仪的非饱和土样含水率分布规律测试系统。利用该系统开展浸水动三轴试验，并对试验过程中非饱和试样的分层含水率进行连续测试，探究土样的初始压实度、动载的动应力幅值对非饱和土样内部水分迁移的影响规律。结果表明：该测试系统可在动三轴试验过程中对非饱和试样的分层含水率进行实时、无损、连续地测定，测试结果的最大误差为0.7%；非饱和土样在动载作用下随其含水率逐渐增大，土样的初始压实度对电阻率的影响程度减弱，接近饱和含水率时可忽略；土样初始压实度、含水率与土体电阻率具有确定的函数表达式，并具有良好的相关性及唯一性。结合试验结果分析认为：降雨及动荷载共同作用下，路基内水分在某一深度土体积聚，该区域孔隙水压力增大，强度降低，导致翻浆冒泥病害的发生；路基压实度及列车轴重增大，均会抑制路基内水分向下部迁移，有助于路基的稳定，但轴重增加，可能导致路基的失稳，当轴重大于临界动应力时，路基将发生破坏。 相似文献
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将计算机数字图像测量技术应用于土工静力三轴试验的土样变形测量,实现了土样变形的非接触测量。针对南宁饱和细砂,采用干装敲击法和控制不同初始成样含水率的湿装夯实法制备松砂和密砂试样,联合采用数字图像测量技术与常规三轴变形量测方法,在不同围压下进行了固结排水剪切试验。着重探讨了成样方法、初始成样含水率、密实程度、固结围压对两种量测方法所获得的应力-应变关系与邓肯-张模型中的切线模量5参数的影响。试验结果表明：成样方法、初始成样含水率、密实程度和围压决定土样的剪切破坏形式,影响应力-应变关系;剪切破坏的形式以及剪切带位置的不同,导致图像测量和常规三轴试验获得的轴向应变和偏应力数值均存在不同程度的差异;邓肯-张模型5参数不仅受到试样的成样方法、初始成样含水率、密实程度的影响,而且受到量测方法的影响。 相似文献
11.
Wang Pengpeng Guo Xiaoxia Sang Yong Shao Longtan Yin Zenan Wang Yudi 《Acta Geotechnica》2020,15(10):2891-2904
12.
将数字图像测量技术运用于三轴剪切蠕变试验,试验结果表明,土粒间水膜厚度对土的蠕变有很大的影响,不排水时,试样土颗粒间水膜保持不变,土的黏滞系数基本为一定值,土的流变变形较大;排水时,随着水的排出土体发生固结硬化,土颗粒间水膜变薄,土的密度增大,黏滞性增强,流变变形较小。在排水条件下,加载瞬间孔隙水压力会持续上升产生Manadei-Cryer效应,整个过程历时约10 min。随着偏应力水平的增加,试样发生鼓胀变形,进而形成剪切面发生剪切破坏;受排水路径的影响,剪切面通常位于试样偏下部位。对比数字图像测量方法和试样排水体积换算法在获得剪切应变时的试验结果,表明试验过程中试样变形的不均匀会导致排水体积换算法在计算剪切应变时产生较大误差;Singh-Mitchell模型很好地描述土的剪切流变特性,确定参数时两种方法得到的参数相差不大,偏应力水平较低时可采用排水量换算法进行确定。 相似文献
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基于亚像素角点检测的试样变形图像测量方法 总被引：4，自引：4，他引：0
作为一种数字图像测量方法,亚像素角点检测能够在数字图像中可以发现角点的亚像素精度的位置(简称亚像素角点检测方法).在土工三轴试验中应用该方法使得试样的变形测量更加简便.通过使用高精度标定板,对该数字图像测量方法进行了精度分析,结果表明亚像素角点检测方法的轴向和径向测量的标准差都达到了0.02个像素,相对测量精度达到10-4数量级.在三轴压缩试验条件下,同时使用高精度位移传感器和该测量方法对小变形的干性试样进行了变形测量,证明亚像素角点检测方法对试样变形的测量结果是精确可靠的. 相似文献
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基于图像相关分析的土体剪切带识别方法 总被引：3，自引：1，他引：3
提出了一种基于数字照相量测和图像相关性分析技术的土体剪切带识别方法。首先，在模型试验中，用数码相机采集土体全程变形图像序列；接着，在图像全局观测范围内粗略搜索到剪切带发生的大致区域；然后，布置跨越剪切区域的多对测点线，进行局部范围精密搜索，识别出剪切带的准确位置与形状, 并确定剪切带的边界点。与在模型上描画网格线等传统方法相比，该法操作简单，量测准确，适用于模型试验中岩土材料的剪切带识别及其厚度、倾角、带内变形和演变过程等特性的试验研究；最后，给出了一个大型砂土剪切试验中的应用实例。结果表明，基于图像相关分析的识别土体剪切带的方法是可行而有效的。 相似文献
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利用黄泛区地铁工程废弃土制备不同配比的高流动土,并对其工程特性及应用进行研究,提高工程废弃土的利用率,为实现工程低碳排放具有重要意义.取用郑州地区地铁工程废弃粉黏土、粉砂土作为原料,掺入一定比例的水泥和水,配制了24组不同土类、不同配合比、不同预拌时间等影响的流动土试样.利用流动性试验、泌水试验测试时间对流动土流动特性的影响,推荐了粉黏流动土流动性随时间变化经验公式.通过图像三轴仪,测试了粉黏流动土固化后的无侧限强度及变形特征,分析了不同破坏模式.试验结果表明,粉砂土流动土的流动性强于粉黏流动土,泡沫能增加流动土的流动性.大部分流动土在2小时内流动性能满足工程的要求,当需要增加预拌时间时,需要综合考虑强度和流动性需求.粉黏流动土试样剪切后有剪切破坏、压缩破坏、劈裂破坏等3种破坏模式,其受水泥掺量不同而改变.通过流动损失率、强度、变形等分析了该地区高流动土的工程应用控制指标和对策,对于指导该地区地铁废弃渣土的工程应用提供试验依据. 相似文献
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