饱和度和成样方法对细砂应力应变特性及剪切带的影响研究
发布时间：2020-04-29 21:59
【摘要】：非饱和土三轴固结排水剪切试验不能直接在常规三轴仪上进行,因为必须要求试样饱和,而图像测量系统成功应用于三轴试验,实现了土样应变场的非接触式测量,克服了传统三轴仪测量体积应变必须试样饱和这一局限,能直接用于非饱和土的测量。并且其一大优势是能获得试样的应变场,能反应剪切过程中各个时刻试样表面每一部分的局部变形情况。本文利用全表面数字图像测量系统,对过0.5mm标准筛的福建标准砂进行了一系列的固结排水剪切试验。成样方法为干装法和湿装法,相对密实度分别控制为Dr=30%和Dr=60%两种,围压分别控制为100kPa、200kPa、300kPa,其中湿装法控制初始含水率w=10%。利用所得的试验结果,分析了全表面数字图像测量系统的准确性和优越性;探究了均等固结过程中饱和度和成样方法对试样应变特性的影响,分析了非饱和细砂均等固结过程的特性；同时针对试样的剪切过程,得出了剪切过程中的轴向应变和径向应变随时间变化的曲线,以及体积应变-轴向应变曲线,探讨了不同饱和度及成样方法的影响；最后,利用全表面数字图像测量系统所得的应变场,讨论了成样方法和饱和度对试样的破坏形态、应变局部化的出现以及剪切带的形成发展过程的影响。试验结果表明：全表面图数字像测量系统能直接用于非饱和土的变形测量,测量结果比较准确可靠；均等固结过程中饱和度高的试样径向应变略大,饱和度对体积应变的影响不太明显；不同饱和度条件下,干装法制备的细砂试样在剪切过程中均呈现剪胀现象,湿装法制备的试样30%密实度下出现先剪缩后剪胀的现象,成样方法对应力峰值、轴向应变、径向应变以及体积应变的影响显著；非饱和细砂的破坏形态主要有三种：即单一剪切带破坏、两条交叉剪切带破坏以及鼓胀破坏。其中,干装法制备的试样破坏形式以单一剪切带为主,湿装法制备的试样中,30%密实度的试样全部出现鼓胀破坏,60%密实度高围压低饱和度情况下有可能出现剪切带,饱和度对剪切带的出现时间有影响、对剪切带的发展过程影响很小；剪切带内试样的轴向应变随着剪切带的发展而发生显著的变化,相对而言剪切带外试样的轴向应变前后变化较小,全表面数字图像测量系统对于剪切带宽度和倾角的相关研究有重要意义。
【图文】：
２．２全表面数字图像测量系统逡逑数字图像测量系统采用基于ＵＳＢ２．０／１３９４数据传输技术的ＣＭＯＳ摄像机，分辨率逡逑为１６８０ｘ１０２４像素，镜头焦距为１６ｍｍ。数字图像测量系统如图２．３所示，压力室的量逡逑测正面为有机玻璃透明平面，，其他位置为钢制圆柱形的封闭黑箱。新一代全表面数字图逡逑像测量系统在压力室内部进行了改造，如图２．４所示，安装了两片反光镜，可以同时从逡逑正面以及两个对称侧面三个方向测量试样变形，实现对试样的全表面变形测量。测量中逡逑在初始定标的基础上自动进行图像畸变修正和物距误差修正，同时采用稳压电源和全封逡逑闭黑箱消除光照强度变化的影响在完全相同的测量环境下，以薄壁软金属圆筒试逡逑样为测试对象，利用静态电阻应变测试仪对该系统的测量精度进行检定，结果表明：针逡逑对高度８０＿、直径为３９．１：＿的试样，应变测量精度可达到１０＿４［５６］。逡逑基于亚像素角点检测的方法
逦ｒ逡逑式中，为体积应变，＼为轴向应变，丨为径向应变。逡逑图２．３全表面数字图像测量系统逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｔｈｅ邋ｗｈｏｌｅ邋ｓｕｒｆｅｃｅ邋ｄｉｇｉｔａｌ邋ｉｍａｇｅ邋ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑１＇邋＇；＇＇ｒ逦ｔ邋」＿逡逑！逡逑Ａｎ＊邋ｗ邋１逦＊？（．＇！＜■？？－＇？＊■邋ｋ？？ｉｉ．＞ｉｗｋ＜逦Ｉ逡逑参．；p海ィ絾S茫昝繷"每‘媭洰，？拜声碑f义希ュ义贤迹玻锤慕蟮耐枷癫饬肯低冲义希疲椋纾玻村澹裕瑁邋澹椋恚穑颍铮觯澹溴澹洌椋纾椋簦幔戾澹椋恚幔纾邋澹恚澹幔螅酰颍澹恚澹睿翦澹螅螅簦澹礤义希保埃义
本文编号：2645045
【图文】：
２．２全表面数字图像测量系统逡逑数字图像测量系统采用基于ＵＳＢ２．０／１３９４数据传输技术的ＣＭＯＳ摄像机，分辨率逡逑为１６８０ｘ１０２４像素，镜头焦距为１６ｍｍ。数字图像测量系统如图２．３所示，压力室的量逡逑测正面为有机玻璃透明平面，，其他位置为钢制圆柱形的封闭黑箱。新一代全表面数字图逡逑像测量系统在压力室内部进行了改造，如图２．４所示，安装了两片反光镜，可以同时从逡逑正面以及两个对称侧面三个方向测量试样变形，实现对试样的全表面变形测量。测量中逡逑在初始定标的基础上自动进行图像畸变修正和物距误差修正，同时采用稳压电源和全封逡逑闭黑箱消除光照强度变化的影响在完全相同的测量环境下，以薄壁软金属圆筒试逡逑样为测试对象，利用静态电阻应变测试仪对该系统的测量精度进行检定，结果表明：针逡逑对高度８０＿、直径为３９．１：＿的试样，应变测量精度可达到１０＿４［５６］。逡逑基于亚像素角点检测的方法
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