基于透明土技術(shù)的帶承臺(tái)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(cè)速(Particle Image Velocimetry，PIV)兩種手段相結(jié)合能夠?qū)ν馏w內(nèi)部變形進(jìn)行全場(chǎng)、非接觸測(cè)量。熔融石英的土工試驗(yàn)參數(shù)與天然砂土相似，扇面激光在透明體內(nèi)部以內(nèi)部紋理為基礎(chǔ)形成的反射子波群能夠形成反映紋理變化的散斑場(chǎng)。本文通過(guò)設(shè)計(jì)豎向加載試驗(yàn)機(jī)和扇面激光系統(tǒng)，采用工業(yè)相機(jī)采集拍攝散斑場(chǎng)，并使用以MatPIV工具箱為基礎(chǔ)的圖像處理程序處理得到土體內(nèi)部的位移場(chǎng)，對(duì)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(yàn)中的散斑圖像和位移測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較，并研究了帶承臺(tái)系列單樁模型在室內(nèi)分級(jí)豎向荷載作用下的沉降和土體的變形。得到結(jié)論如下:
　　(1)采用case-to-case的試驗(yàn)策略，透明土配制時(shí)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(yàn)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(duì)透明土透明度、飽和度以及相對(duì)密度進(jìn)行良好控制。

3、r>　　(2)為保證測(cè)量精度和處理不同粒徑石英顆粒所形成散斑圖位移場(chǎng)的可比性，在對(duì)所獲得的各組圖像進(jìn)行相關(guān)計(jì)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(guān)算法位移場(chǎng)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(zhǎng)、承臺(tái)尺寸的帶承臺(tái)系列單樁沉降具有不同的宏觀力學(xué)行為。承臺(tái)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(tái)寬度越大影響越明顯。樁長(zhǎng)的增大使樁體極限承載力增加，樁越長(zhǎng)，影響越

4、大;樁長(zhǎng)不影響土體破壞后的彈塑性表現(xiàn)。樁徑增大會(huì)提高樁體極限承載力;樁徑越小，樁徑變化對(duì)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(tái)明顯?？梢哉{(diào)節(jié)承臺(tái)尺寸、樁長(zhǎng)、樁徑來(lái)設(shè)計(jì)極限承載力，且增大承臺(tái)效果更好。
　　(4)土體變形場(chǎng)顯示樁徑、樁長(zhǎng)、承臺(tái)尺寸不同會(huì)影響沉降過(guò)程中土體變形機(jī)制。承臺(tái)底部及周圍土體承擔(dān)荷載，延遲樁端阻力發(fā)揮，承臺(tái)尺寸越大越明顯;大尺寸承臺(tái)沉降破壞表現(xiàn)為承臺(tái)底部及周圍土體滑移。樁將上部荷載傳至土體