基于透明土技術的帶承臺單樁豎向荷載作用下的土體二維變形研究.pdf

1、透明土與粒子圖像測速(Particle Image Velocimetry，PIV)兩種手段相結合能夠對土體內部變形進行全場、非接觸測量。熔融石英的土工試驗參數與天然砂土相似，扇面激光在透明體內部以內部紋理為基礎形成的反射子波群能夠形成反映紋理變化的散斑場。本文通過設計豎向加載試驗機和扇面激光系統(tǒng)，采用工業(yè)相機采集拍攝散斑場，并使用以MatPIV工具箱為基礎的圖像處理程序處理得到土體內部的位移場，對不同粒徑(0.1-0.2mm、0.2-

2、0.5mm、0.5-2mm、2-5mm)的熔融石英透明土模型平移試驗中的散斑圖像和位移測量結果進行了比較，并研究了帶承臺系列單樁模型在室內分級豎向荷載作用下的沉降和土體的變形。得到結論如下:
　　(1)采用case-to-case的試驗策略，透明土配制時使用折光儀控制白油和正十二烷混合溶液折射率，并采用非抽真空攪拌飽和的方法，試驗證明該策略適用于比重較大粒徑較小的熔融石英砂，可以對透明土透明度、飽和度以及相對密度進行良好控制。

3、r>　　(2)為保證測量精度和處理不同粒徑石英顆粒所形成散斑圖位移場的可比性，在對所獲得的各組圖像進行相關計算之前，需要選擇各自使用的查詢窗口;大粒徑熔融石英模型相關算法位移場精確度穩(wěn)定性不如小粒徑熔融石英模型。
　　(3)荷載-沉降曲線顯示樁徑、樁長、承臺尺寸的帶承臺系列單樁沉降具有不同的宏觀力學行為。承臺能夠增大樁體極限承載力，影響土體破壞前后的彈塑性表現(xiàn);承臺寬度越大影響越明顯。樁長的增大使樁體極限承載力增加，樁越長，影響越

4、大;樁長不影響土體破壞后的彈塑性表現(xiàn)。樁徑增大會提高樁體極限承載力;樁徑越小，樁徑變化對極限承載力影響越顯著;樁徑也影響土體的彈塑性表現(xiàn)，但不如承臺明顯?？梢哉{節(jié)承臺尺寸、樁長、樁徑來設計極限承載力，且增大承臺效果更好。
　　(4)土體變形場顯示樁徑、樁長、承臺尺寸不同會影響沉降過程中土體變形機制。承臺底部及周圍土體承擔荷載，延遲樁端阻力發(fā)揮，承臺尺寸越大越明顯;大尺寸承臺沉降破壞表現(xiàn)為承臺底部及周圍土體滑移。樁將上部荷載傳至土體