上拔荷載作用下樁周土的細(xì)觀分析.pdf

1、在長(zhǎng)期的工程實(shí)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(xì)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)狀態(tài)或整體行為的控制，復(fù)雜的物理力學(xué)性狀是其微細(xì)結(jié)構(gòu)特性的集中體現(xiàn)。本論文通過(guò)室內(nèi)模型樁的上拔試驗(yàn)，得到細(xì)觀分析圖片，利用體視顯微鏡統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)和數(shù)字圖像處理技術(shù)，對(duì)砂土細(xì)觀結(jié)構(gòu)的圖像進(jìn)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(xiàng)參數(shù)和各種應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)的變化規(guī)律，并對(duì)這兩種細(xì)觀觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，同時(shí)與宏觀試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明圖像的細(xì)觀結(jié)構(gòu)

2、的變化特征與宏觀力學(xué)響應(yīng)特性具有很好的一致性。 模型實(shí)驗(yàn)作為研究巖土力學(xué)性狀的重要源泉，是把握巖土變形特性和建立、檢驗(yàn)與改進(jìn)巖土本構(gòu)模型的必要手段，同時(shí)也為地基處理、隧道開挖和邊坡支護(hù)等工程設(shè)計(jì)提供重要的參考依據(jù)。本論文將基礎(chǔ)模型按照實(shí)際基礎(chǔ)同比例縮小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用顯微鏡和數(shù)碼相機(jī)拍攝土體的連續(xù)變化過(guò)程，得到的圖像用MiVnt圖像分析軟件對(duì)土體的細(xì)觀基本結(jié)構(gòu)、土顆粒的方向性和土體孔隙比進(jìn)行研究，顆?；窘Y(jié)構(gòu)的研究包括顆粒的面積、

3、長(zhǎng)短軸和偏心度，土顆粒的方向性主要是研究長(zhǎng)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(guò)這些參數(shù)的變化來(lái)研究樁基礎(chǔ)在上拔作用下土體破壞前后的土顆粒特征。 無(wú)標(biāo)點(diǎn)的數(shù)字照相變形量測(cè)系統(tǒng)是同濟(jì)大學(xué)李元海博士等研究與開發(fā)的，適合于巖土模型變形量測(cè)的一種技術(shù)應(yīng)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(duì)連續(xù)拍攝的模型試驗(yàn)照片序列識(shí)別出與初始照片上設(shè)定的量測(cè)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。采用像素塊的追蹤算法完成位移的計(jì)算，而借用F

4、EM四邊形等參單元的概念進(jìn)行應(yīng)變的計(jì)算。本論文將利用該系統(tǒng)，追蹤地基的漸進(jìn)性變形與破壞過(guò)程，捕捉地基的變形模式、滑動(dòng)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(chǎng)變形和局部化變形的產(chǎn)生、發(fā)展和演化特點(diǎn)進(jìn)行了量測(cè)和定量分析。 最后將MiVnt圖像分析軟件得到的結(jié)論與無(wú)標(biāo)點(diǎn)的變形量測(cè)分析結(jié)果和宏觀力學(xué)現(xiàn)象作對(duì)比分析，結(jié)果表明，物理模型試驗(yàn)圖像的細(xì)觀結(jié)構(gòu)的變化特征，反應(yīng)了土體的宏觀力學(xué)響應(yīng)特性，表征了通過(guò)對(duì)土體的細(xì)觀結(jié)構(gòu)變化