基于PhotoInfor的边坡开挖效应模型试验

为了研究开挖效应对残积土坡坡体内部变形特征及边坡失稳机理的影响,以福宁(福鼎-宁德)高速公路某高路堑边坡为原型,依据相似理论设计地质力学模型所需相似材料及其合理配比,结合自制监测系统和数字照相量测技术,开展基于PhotoInfor的多级边坡开挖效应模型试验研究,分析多级开挖过程中模型边坡坡体位移及应力的变化规律。研究结果表明:开挖过程中边坡坡体变形是由缓慢至加速滑动的渐进过程,坡体中部和坡脚开挖时,坡体内部位移增长速率最快;坡体上部位移大于下部土体位移,且从坡体内部向临空面方向位移逐渐增大;边坡在开挖过程中坡体内部土体应力分布不均,坡脚处应力集中度高,边坡前端推力随着开挖过程逐渐增大;开挖卸载效应打破了边坡原有应力平衡,坡体后缘出现张拉裂隙,裂隙在整个开挖过程中不断发育、扩展和连通,形成贯通裂缝及滑动带,滑动带的形成过程与应力集中→释放→转移→重新调整造成的局部应变集中现象一致;开挖效应具有一定时效性,应力与位移变化并不同步,应变集中具有一定的滞后性,对此类边坡的早期监测,应以水平位移增长速率为控制指标,后期监测应兼顾水平位移和应力水平增长速率,两者缺一不可。该研究成果可为中国东南沿海地区多级边坡开挖的预警监测和支护加固提供重要依据。

考虑岩土材料变形时空非均匀特征的DSCM快速分析方法

岩土材料在外荷载作用下其变形通常表现出时间与空间分布上的非均匀性特征,在应用DSCM（数字散斑相关方法）进行图像像素测点的相关搜索过程中,传统方法通常对于全部试验阶段的图像和同一幅图像上的所有测点均采用相同的搜索范围,显然,这是一个虽然简单但效率很低的图像搜索分析方法。提出一种依据参考网格的测点动态范围搜索方法（简称PDSS）,即首先利用常规搜索方法分析获得一个间距较大且覆盖正式分析范围的测点网格的位移,然后以其作为正式图像测点分析的参考网格,最后,对任一测点,以其所在的参考单元节点的最大位移作为该测点的搜索范围值,从而可实现与测点变形大小相适应的动态范围搜索。PDSS方法本质上是通过减少相关分析的像素点数量来大幅提高图像分析速度。试验检验结果表明,PDSS方法相对于普通方法的图像分析速度通常可提高10倍左右。研究成果解决了具有时空非均匀变形特征的岩土材料DSCM的快速优化分析问题,可进一步提高DSCM在岩土材料变形量测中的应用技术水平。