单轴压缩湿砂样局部及整体体积应变的数字图像相关方法观测

发布时间：2017-09-17 04:28

  本文关键词：单轴压缩湿砂样局部及整体体积应变的数字图像相关方法观测

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【摘要】：确定体积应变局部化区域对于涉及孔隙流体的地质灾害研究具有重要意义。体积应变局部化区域可能比最大剪切应变局部化区域更接近于孕灾地点。在单轴压缩位移控制加载条件下,测试了3个湿砂样(含水率为12.7%~17.1%)的应力 纵向应变曲线,在微裂纹出现之前及稍后,利用自主开发的基于粒子群优化的数字图像相关(DIC)方法计算了砂样的局部体积应变的变化规律。研究发现,在加载过程中,局部体积应变由均匀分布(近似线性阶段)向不均匀分布(硬化阶段)转变,直至出现局部体积应变局部化现象。在剪切带切向上,和最大剪切应变的相对均匀分布相比,局部体积应变的分布具有多峰性,这应与周期性的微裂纹出现有关。在微裂纹出现稍前,剪切带的变形是以膨胀为主,剪切带已较为显著,带内的最大剪切应变和局部体积应变分别比带外多2倍和4倍,但在此前,剪切带的膨胀和收缩现象共存。计算了所有测点所围区域的整体体积应变随纵向应变的演变规律。基于DIC方法的整体体积应变计算方法的优越性在于:具有亚像素精度,考虑了应变二阶量的影响。
【作者单位】： 辽宁工程技术大学力学与工程学院;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;辽宁工程技术大学计算力学研究所;
【关键词】： 湿砂样 膨胀 剪切带 体积应变 数字图像相关方法 地质灾害
【基金】：国家自然科学基金项目(51374122) 高等学校博士点专项科研基金联合资助项目(20132121110006)
【分类号】：TU411
【正文快照】： 0引言众所周知,岩土材料在压应力作用下体积会发生变化,试样的体积应变可通过测量纵向和侧向或环向应变获得。对于受压的某些岩石,在扩容点之后,试样的体积会膨胀;在峰后,甚至会出现试样的体积大于原始体积的反常现象,这种现象常称之为扩容或剪胀[1-2]。对于松砂或正常固结黏

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