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《大连理工大学》 2011年
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基于数字图像测量系统的成样方法对细砂静三轴试验结果的影响

王健  
【摘要】:土工三轴试验在土力学中有着非常重要的地位,不仅可以用来确定土体的强度,还可以获得试样的应力应变关系。静力三轴试验的结果受很多因素的影响,成样方法就是其中最主要的一个方面。那么采用不同的成样方法制备的试样对试验结果产生何种影响也就成为一个必须要明确的问题。并且对于静力三轴试验来说,常规方法测量试样的变形手段也存在着诸多问题。 本文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,对两种土样变形测量方式的结果进行了对比,并分析了图像测量技术的可行性;将试样分为上、中、下三个部分,结合试样整体的应变测量结果来分析试样的端部约束问题,并对不同位置的应力与应变特性进行了对比分析;最后着重探讨了不同的成样方法对试样的应力应变关系、变形与破坏模式、邓肯-张模型中的切线模量5参数以及剪切带相关问题的影响。 将基于亚像素角点测量方法的数字图像测量技术应用于土工三轴试验进行土体的变形测量,能够解决常规方法的许多弊端,能够测量任意时刻试样的轴向应变场和径向应变场。通过试验研究发现: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;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;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;将基于试样表面6行方块分别计算的应变与基于全部方块的整体计算得到的结果进行对比分析,认为中间4行方块区域可以解除端部约束影响;通过应变场的变化可以准确的描述剪切带的产生、发展以及完全形成的过程;图像测量方法在测量试样的剪切变形时仍具有局限性,需要进一步完善和改进。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU411.7

【参考文献】
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