一种基于数字图像测量的三轴土样外部双向变形及内部变形场计算方法技术

本发明专利技术提供一种基于数字图像测量的三轴土样外部双向变形及内部变形场计算方法，属于岩土工程领域。通过制备土样并将土样装在表面印刷有标记网格的橡皮膜里，之后将土样置于压力室中并依据橡皮膜表面的标记网格，确定土样在不同受力情况下的水平向变形量和轴向总变形量，即为本发明专利技术的基于数字图像测量的土样变形计算方法。同时，提供了基于数字图像测量的土样内部变形场计算方法。相较于常规方法，该方法精度更高，且消除了刚性加载帽带来的测试误差，为土工试验方法的完善和土工问题的解决奠定理论基础，对于土的应力变形特性和本构关系研究具有实际价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字图像测量的三轴土样外部双向变形及内部变形场计算方法
本专利技术属于岩土工程领域，涉及一种基于数字图像测量的三轴土样变形计算方法，主要应用于土工三轴试验，具体包括基于数字图像测量的土样外部双向变形计算方法和基于数字图像测量的三轴土样内部变形场计算方法。
技术介绍
三轴试验是确定土体强度参数的依据，也是解决复杂土工问题的重要手段。长期以来，三轴土样的轴向变形是依据加载杆与加载基座之间的位移量来间接确定的，三轴土样的径向变形是依据试样排出水的体积(体变)减去轴向变形量来确定的。受土样轴向刚性加载的影响，土的变形在轴线方向变化是不均匀的。同时，非饱和土的三轴试验也无法依据试验的排水体积确定土样的体变。因此，有必要进一步研究土样变形的测试手段，为三轴试验中土的受力与变形之间的关系研究奠定基础。申请文件CN107121333A、CN107816950A、CN1319812等专利技术成果给出了一种依据土样表面变形确定土样变形量的方法，该类方法基于亚像素交点识别方法确定土样表面各交点之间的变形量，进而确定竖直方向各交点变形量；该类成果未直接给出土样环向变形量的计算方法。同时，也未进一步提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数字图像测量的三轴土样外部双向变形计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)制备直径为D0高度为H0的圆柱形土样(1)，土样(1)周围表面包裹有桶状的橡皮膜(2)，橡皮膜(2)的表面印刷有标记网格(3)；2)将土样(1)置于压力室(4)中，并将土样(1)的下表面与压力室(4)下部的底座(5)相连接，将土样(1)的上表面与压力室(4)的加载帽(6)相连接，并将加载帽(6)与加载杆(7)相连接；3)将压力室(4)内部充满水，依据橡皮膜(2)表面印刷的标记网格(3)用相机(8)观测比对标记网格(3)内同一水平高度上各交点之间的水平距离dxi，以及标记网格(3)外同一水平高度上各交点之...

【技术特征摘要】
1.一种基于数字图像测量的三轴土样外部双向变形计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)制备直径为D0高度为H0的圆柱形土样(1)，土样(1)周围表面包裹有桶状的橡皮膜(2)，橡皮膜(2)的表面印刷有标记网格(3)；2)将土样(1)置于压力室(4)中，并将土样(1)的下表面与压力室(4)下部的底座(5)相连接，将土样(1)的上表面与压力室(4)的加载帽(6)相连接，并将加载帽(6)与加载杆(7)相连接；3)将压力室(4)内部充满水，依据橡皮膜(2)表面印刷的标记网格(3)用相机(8)观测比对标记网格(3)内同一水平高度上各交点之间的水平距离dxi，以及标记网格(3)外同一水平高度上各交点之间的水平距离dxj，并依据式(1)计算土样(1)的环向变形量LD，公式(1)为：式中，LD为土样(1)的环向变形量，D0为土样(1)的直径，dxi为标记网格(3)内同一水平高度上各交点之间的水平距离，dxj为标记网格(3)外同一水平高度上各交点之间的水平距离，π为圆周率；4)依据橡皮膜(2)表面印刷的标记网格(3)用相机(8)观测比对标记网格(3)的同一竖直方向各交点之间的水平距离dyi，以及标记网格(3)外同一竖直方向各交点之间的水平距离dyj，依据公式(2)计算土样的轴向总变形量LH，公式(2)为：LH＝∑dyi+∑dyj-H0(2)式中，LH为土样(1)的总变形量，dyi为标记网格(3)的同一竖直方向各交点之间的水平距离，dyj为标记网格(3)外同一竖直方向各交点之间的水平距离，H0为圆柱形土样的高度。2.一种基于数字图像测量的三轴土样内部变形场计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵龙潭，郭晓霞，陈之祥，吴铭明，林刚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21