基于图像技术的三轴土样径向变形测量

在常规三轴试验中,由于端部约束的影响难以实现对三轴土样变形的准确测量。将图像测量技术运用于土样的不固结不排水三轴试验中,能够有效地克服常规三轴试验的不足,实现非接触式的三轴土样变形测量。通过已知尺寸的圆柱体在压力室内和压力室外的测量,对有机玻璃压力室和压力室内水介质引起的折射问题引入了折射系数进行修正。结果表明:①通过图像测量方法能够有效克服端部约束对土样变形的影响;②折射效应对土样的径向变形的影响比较大,对轴向变形的影响非常小,且折射修正系数为1.205,对折射效应引起的测量误差可以有效地消除或减小,其绝对测量误差为±0.17 mm。图像测量得到三轴土样的偏应力要小于常规测量值,常规测量方法得到的土体强度偏大。

三轴试样数字化测量中折射误差校正

为了消除压力室壁和密闭介质在三轴数字化测量中的折射放大效应,克服常规三轴试验的缺陷,在压力室表面粘贴人工标记点,追踪标记点在不同加载阶段的坐标变化,获得压力室变形参数,重构压力室数学模型,确定折射界面;基于光线追踪原理,建立三维折射误差校正模型,消除折射误差;以三轴试样空气中的值为真值,对比校正前、后的测量值。结果表明:相比空气中的测量值,压力室注水后,试样的轴向高度放大1.011 4倍,径向长度放大1.219倍;经三维折射误差校正模型校正后,轴向测量值最大误差为0.190 mm,平均误差为0.127 mm,最大径向截面测量误差为0.245 mm,平均误差为0.140 3 mm;三维折射误差校正模型能有效减小测量过程中的折射误差。