上拔荷載作用下樁周土的細觀分析.pdf

1、在長期的工程實踐中，人們發(fā)現(xiàn)土體的宏觀工程性狀在很大程度上受到微細結構的系統(tǒng)狀態(tài)或整體行為的控制，復雜的物理力學性狀是其微細結構特性的集中體現(xiàn)。本論文通過室內(nèi)模型樁的上拔試驗，得到細觀分析圖片，利用體視顯微鏡統(tǒng)計系統(tǒng)和數(shù)字圖像處理技術，對砂土細觀結構的圖像進行定量和定性分析，得出樁在上拔荷載作用下土體破壞前后各項參數(shù)和各種應力、應變場的變化規(guī)律，并對這兩種細觀觀測結果進行關聯(lián)性分析，同時與宏觀試驗結果進行對比分析，結果表明圖像的細觀結構

2、的變化特征與宏觀力學響應特性具有很好的一致性。 模型實驗作為研究巖土力學性狀的重要源泉，是把握巖土變形特性和建立、檢驗與改進巖土本構模型的必要手段，同時也為地基處理、隧道開挖和邊坡支護等工程設計提供重要的參考依據(jù)。本論文將基礎模型按照實際基礎同比例縮小進行實驗，利用顯微鏡和數(shù)碼相機拍攝土體的連續(xù)變化過程，得到的圖像用MiVnt圖像分析軟件對土體的細觀基本結構、土顆粒的方向性和土體孔隙比進行研究，顆?；窘Y構的研究包括顆粒的面積、

3、長短軸和偏心度，土顆粒的方向性主要是研究長軸與水平夾角的變化情況，以及研究分析區(qū)域土體孔隙比的變化特征，通過這些參數(shù)的變化來研究樁基礎在上拔作用下土體破壞前后的土顆粒特征。 無標點的數(shù)字照相變形量測系統(tǒng)是同濟大學李元海博士等研究與開發(fā)的，適合于巖土模型變形量測的一種技術應用系統(tǒng)。該系統(tǒng)能根據(jù)數(shù)字圖像基本組成元素的顏色，對連續(xù)拍攝的模型試驗照片序列識別出與初始照片上設定的量測點的對應點。采用像素塊的追蹤算法完成位移的計算，而借用F

4、EM四邊形等參單元的概念進行應變的計算。本論文將利用該系統(tǒng)，追蹤地基的漸進性變形與破壞過程，捕捉地基的變形模式、滑動剪切面位置形狀和剪切帶特征。為研究砂土在上拔荷載下的全場變形和局部化變形的產(chǎn)生、發(fā)展和演化特點進行了量測和定量分析。 最后將MiVnt圖像分析軟件得到的結論與無標點的變形量測分析結果和宏觀力學現(xiàn)象作對比分析，結果表明，物理模型試驗圖像的細觀結構的變化特征，反應了土體的宏觀力學響應特性，表征了通過對土體的細觀結構變化