基于DPDM 技术的室内双层地基承载试验及变形场分析*

通过室内双层地基模型试验,研究上部硬土层在不同强度和厚度条件下的双层地基承载性能,并拍摄数码图像分析了双层地基的变形场。分析荷载p-基础沉降s 曲线,双层地基极限承载力随上部硬土层强度和厚度的增大而增加,双层地基极限承载力下对应的基础垂直位移随上部硬土层强度和厚度的增加而降低;当模型试验中的上部硬土层的水灰比为10%、厚度为30 mm,以及上部硬土层的水灰比为20%、厚度为60 mm 时,后者的极限承载力是前者的3.01 倍,后者的极限承载力下对应的基础沉降是前者的基础沉降的0.11 倍。利用数字照相变形量测DPDM (The digital photogrammetry fordeformation measurement) 技术对双层地基变形的数码图像进行变形场分析,通过网格图的变形分析,土体的初始变形出现在下部软土层中,随着荷载的增大,网格的变形区域逐渐向上部的硬土层及软土层下部发展,同时在水平方向扩展;双层地基破坏模式为上部硬土层的锥台型整体剪切和下部软土层冲剪的综合型破坏形式。对上部硬土层的强度、厚度的优选设计可大幅度提高软土地基处理的效能。     

基于直剪试验的砂土细观力学性状研究

基于砂土直剪试验的细观观测,研究了土体的细观力学性状。应用MiVnt图像分析软件分析了在剪切过程中颗粒的数量和面积均值、长短轴均值、偏心度均值、方向角及孔隙比等砂土的细观力学性状,绘制出砂土细观力学性状与剪切位移的关系曲线。在剪切位移s=2mm和s=6mm之间,砂土颗粒的面积均值、长短轴均值、偏心度均值等细观力学性状呈线性变化;s=6mm和s=9mm之间,砂土颗粒的细观力学性状发生突变,试样剪切破坏。半模直剪试验与数码图形分析软件的结合,有效分析了直剪条件下土体内部颗粒细观力学性状的变化规律。     

基于DPDM技术的水平受荷桩侧土位移分析

应用数字照相变形量测DPDM(The digital photogrammetry for deformation measurement)技术对水平受荷桩的桩侧土位移进行分析.通过室内模型单桩单向水平循环荷载实验,利用数码相机时实验过程中桩侧土体的变化进行全程拍摄,应用DPDM技术对拍摄结果进行处理,得出桩侧土体的位移场分布.桩身的变形分为弹性阶段,弹垫性阶段和破坏阶段.破坏荷载下,主动侧土体塑性变形区宽度为桩径的0.5倍,深度与桩身变形深度相同;被动侧土体塑性区域呈半个倒锥形,主要分布在沿桩身0.37倍桩入土深度内.锥形侧表面尾端与土表面成60°夹角.     

基于大型高围压界面环剪仪的钢管桩-砂土界面剪切试验研究

为研究不同钢管桩基础与砂土界面剪切特性,研制一种新型桩土界面环剪仪,并基于此设备开展不同围压下钢管桩与均质细砂、福建砂、美国戴维斯砂的界面剪切试验.试验设计压力为200~800 kPa,通过测试分析桩土界面环形剪切时的扭力特征,探究不同桩土界面条件下的剪切应力应变关系.研究结果表明:界面剪切应力随剪切位移增大而增大并趋向稳定,但是在大应变的情况下,界面剪切应力有一定的波动.桩土界面剪切应力拐点对应的剪切位移及界面摩擦角随着法向应力的增加而增加,呈近似线性关系.     

基于DPDM技术的某黏性土侧限压缩试验变形场分析

利用自行设计的半模固结仪,对某黏性土进行了不同含水率下的压缩试验,进行了数据分析和曲线拟合,得到与常规室内压缩试验相近的试验结果,验证了半模仪器的试验可行性.利用数字照相变形量测DPDM技术进行图像分析,结果包含了位移场、最大剪应变场和体积应变场的分布图,表明这一方法使压缩试验中黏土变形场的量化分析成为可能.