基于DIC技術(shù)的樁周土體位移場及其工作機(jī)理研究.pdf

1、模型試驗(yàn)是研究樁-土非線性共同作用及其工作機(jī)理的的重要手段。變形量測與分析在樁基模型試驗(yàn)研究中一直占據(jù)十分重要的地位。由于儀器安裝空間的局限和測點(diǎn)數(shù)量的有限性，模型上布設(shè)位移傳感器或描畫網(wǎng)格線等傳統(tǒng)方法，無法滿足樁周土體細(xì)觀力學(xué)特性與全場變形分析的要求。近年來，個人計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的大幅提高、圖像處理與分析技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及高分辨率數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展與普及，為樁基模型試驗(yàn)變形量測開辟了一條全新的途徑。
　　 為了深入研究樁周土體的位移

2、場特性及其破壞機(jī)理，本文以數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)(DIC)的基本原理為基礎(chǔ)，編制相應(yīng)的位移場分析程序，并對該程序的可靠性和精度進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明，數(shù)字圖像相關(guān)方法成功實(shí)現(xiàn)了土體變形場的測量，該方法是可行的，其獲得的變形場數(shù)據(jù)是可靠的。
　　 利用該程序?qū)痘Ｐ驮囼?yàn)中獲得的系列圖像進(jìn)行分析，得到了樁周土體位移場漸進(jìn)性發(fā)展變化的全過程，同時對樁基礎(chǔ)的破壞模式作出推斷。結(jié)合非線性有限元技術(shù)，對模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步揭示土體三維

3、位移場發(fā)展規(guī)律，不僅以新的試驗(yàn)手段為復(fù)合樁基理論提供了充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，還進(jìn)一步獲得了一些有實(shí)際意義的研究成果：
　　 (1)自行編制了變形場測量程序DIC，并利用該程序獲得了模型試驗(yàn)中樁周土體的全場位移。
　　 (2)單樁在極限荷載下樁周土體呈“梨形”破壞，與Meyerhof所提出的樁周土破壞模式相似，但近地表處的土體隆起并不明顯。
　　 (3)單板在加載過程中先后出現(xiàn)兩道滑動圈，即第一道滑動圈與按照極限平衡

4、理論所推得的滑移線相似，隨著荷載的繼續(xù)增加，彈性核有向深度發(fā)展的趨勢，最終出現(xiàn)第二道滑動圈，滑移線在接近地表處趨于收斂。板寬較小時，基礎(chǔ)整體貫入趨勢較明顯，板寬較大時，呈現(xiàn)彈性核鍥入破壞。
　　 (4)小樁距群樁基礎(chǔ)的壓縮區(qū)主要集中在樁端以下土層，呈實(shí)體深基礎(chǔ)的破壞模式；隨著樁距的增大，樁間土體的壓縮量逐步占據(jù)主導(dǎo)地位，樁端以下土層的壓縮量較小。雙樁基礎(chǔ)的變形發(fā)展過程與群樁相似。
　　 (5)隨著樁距的增大，群樁樁間土體