基于图像技术的三轴土样径向变形测量

牟春梅， 杨 警， 范兰杨， 吴浩杰

(1.桂林理工大学土木与建筑工程学院， 桂林 541004； 2.广西岩土力学与工程重点实验室， 桂林 541004)

土工三轴试验测量土的变形和强度是一种较为完善的方法，但由于试验仪器和土样变形计算方法的限制，仍存在如下不足[1-3]：①常规测量方法得出的土样轴向变形和径向变形是整体的平均变形，实际上土样的变形是不均匀的；②土样的径向变形是由体积变化量和轴向变化量换算而来的，换算值不能反映出土样的实际径向变形。为克服上述问题，张鲁渝等[4]在三轴试验中运用霍尔效应传感器对三轴试样中部1/3区域的轴向和径向变形进行测量，有效地减小了端部约束的影响，得到了一些常规三轴仪观测不到的结果；陈超斌等[5]利用安装有LVDT(linear variable differential transformer)位移传感器的三轴仪对上海软土土样的局部变形进行测量，取得了良好的测量结果。霍尔效应传感器、LVDT位移传感器在对土样变形进行测量时，需要将传感器固定在三轴土样上，在接触部位难以避免的会对土样的变形产生制约。

随着图像测量技术的不断提升和研究的逐步深入，对土样进行非接触式测量的图像测量方法有望成为三轴土样变形测量的新趋势。Macari等[6]使用数字图像分析技术对三轴土样的变形进行非接触式测量，通过图像中土样的轮廓图像实现对土样轴向变形和径向变形的测量。Alshibli等[7]同时使用三台相机对三轴土样进行拍摄，利用图像的平面投影和X射线扫描，得到试样不同变形阶段的轴向变形，以及试样任意高度处的径向变形，重构三轴土样在不同轴向应力应变水平下的三维效果图。……