基于变形数字图像处理的土体拉伸试验装置的研发与应用-岩土力学.PDF
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第 39 卷第 9 期 岩 土 力 学 Vol.39 No.9
2018 年 9 月 Rock and Soil Mechanics Sep. 2018
DOI :10.16285/j.rsm.2017.2392
基于变形数字图像处理的土体拉伸
试验装置的研发与应用
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黄 伟 ,项 伟 ,王菁莪 ,程超杰 ,崔德山 ,刘清秉
(1. 中国地质大学 (武汉)工程学院,湖北 武汉 430074 ;2. 中国地质大学 教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北 武汉 430074 )
摘 要:研究黏土的抗拉性能对于认识离子固化剂改性黏土的黏聚力等力学性能有着重要的意义。针对现有拉伸测试装置的
不足,设计研发了一套基于变形数字图像处理的土体材料拉伸试验装置,该装置包含应变控制模块、加载夹具模块、数据采
集模块和数字图像处理模块。改进了现有加载夹具的不足,将土样形状设计为 “8”型并运用 FLAC3D 有限元数值计算软件
验证其合理性,巧妙地解决了夹具与土样之间的连接问题,并且将加载夹具功能与制样盒功能合并,避免了试样转移过程中
可能受到的扰动。新增了图像采集装置,记录土样变形破坏过程,基于 Geo-PIV 数字图像处理软件分析土样试验过程中的变
形规律。应用该装置开展了素蒙脱土及不同配比离子固化剂减小蒙脱土黏聚力对比试验研究,研究结果表明:拉伸仪能精确
控制、采集土体的抗拉强度。粒子图像测速 (particle image velocimetry,简称 PIV )分析结果客观、真实地表明,试验过程
中土样处于受拉状态,并且土样受加载夹具夹持的部位并未出现明显的应力集中现象;离子固化剂改性蒙脱土抗拉强度以及
拉伸变形模量较未改性土低,降低程度随离子固结剂溶液浓度增大而增大;数据采集装置对应力、应变信息变化敏感。试验
结果和数字图像结果表明,所设计的拉伸试验装置具合理性、可靠性以及敏感性。
关 键 词:数字图像处理;拉伸试验装置;加载夹具;离子固化剂;蒙脱土
中图分类号:TU 4 11 文献识别码:A 文章编号:1000-7598 (2018) 09 -3486-09
Development and application of digital image processing
technology based soil tensile apparatus
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