土工三軸試驗試樣表面變形場的測量.pdf

1、土工三軸試驗在土力學研究和工程應用中有非常重要的地位，變形測量是三軸試驗中的重要環(huán)節(jié)，其測量的結(jié)果直接影響土體的力學性質(zhì)。三軸試樣表面變形場的研究就是希望得到全面準確的試樣變形，以便更好地研究土的性質(zhì)。本文基于角點識別的圖像測量技術(shù)分析三軸試樣表面變形場。 文中對測量系統(tǒng)的誤差來源進行了分析，主要考察了鏡頭畸變和弦代直徑假定帶來的誤差。得出了在試驗中試樣占有的像場內(nèi)畸變很小，可以忽略不計的結(jié)論；通過對弦的變形代替直徑變形的誤差分

2、析，得出了基于邊緣識別的徑向變形測量要比基于角點識別的徑向變形測量可靠的結(jié)論，建議在角點識別的測量系統(tǒng)中引進邊緣識別技術(shù)。 分析了圓柱形試樣的成像特點，提出了三軸試樣表面變形場研究的數(shù)學表達式，并給出了求解的思路：即通過像素當量的歸一化處理，計算環(huán)向變形或橫向變形，討論環(huán)向變形、橫向變形與徑向變形的關(guān)系，從而求解出徑向變形場。其中環(huán)向變形場與徑向應變的關(guān)系形式上簡單，只與角點角度的變化有關(guān)，與其位置無關(guān)，但在求解環(huán)向變形時需要確

3、定角點的位置。橫向變形場是從原始數(shù)據(jù)得出的，其值反映了試樣變形過程中的徑向和角點與光軸夾角即角度的變形的共同作用，計算徑向變形場時需要確定角點所在的位置和角度的變化。 討論兩個基本假定的合理性及其在徑向變形求解過程中的作用，通過迭代計算得到了徑向變形。從計算結(jié)果看，徑向變形的求解不夠穩(wěn)定，表現(xiàn)為對有的試驗可以得到比較理想的徑向變形，有的則比較不理想。這可能和對徑向應變求解過程中的角點角度的影響因素分析不夠有關(guān)，需要進一步討論。