基于摄影测量的三轴土体剪切带演化规律

摘要

为实现土样局部变形的定向研究，同时优化土样的变形测量精度，将数字图像测量与三轴试验结合，在不对仪器做大型改造的条件下，运用摄影测量技术改良试验.以桂林地区红黏土为研究对象，试验全程对土样全表面进行受力变形监测，并还原土样的三维重构模型，以此研究其应力应变关系、局部应变特性、剪切带演化规律.研究结果表明：(1)土样表面的剪切带内外区域具有截然不同的变形特征，带外区域变形较为均匀且变形量趋于稳定，而带内区域变形不均匀且变形量不断加剧；(2)根据土样表面不同区域间的局部应变差异，确定了剪切带开始形成、停止扩张及完全贯穿的临界状态，提出了一种判别剪切带发展阶段的方法；(3)根据判别方法，将剪切带的演化过程拆分为压缩变形、表面扩张、延伸贯穿、相对滑移四个阶段，并分析了各个阶段不同的变形规律与破坏机理.经摄影测量技术改良的三轴试验，能够得到更准确的土体局部本构关系和变形特性，为探索土的应变局部化现象提供了一种精确且经济的研究方案.

关键词

剪切带 / 摄影测量 / 三轴试验 / 局部应变 / 红黏土

基金资助

国家自然科学基金资助项目(41867039); 广西自然科学基金资助项目(2020GXNSFAA297247); 南方石山地区矿山地质环境修复工程技术创新中心资助项目(cxzx2020-002)