土-基礎相互作用和土體變形測量的非侵入可視化研究

《土-基礎相互作用和土體變形測量的非侵入可視化研究》是齊昌廣為項目負責人，寧波大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：土-基礎相互作用和土體變形測量的非侵入可視化研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：齊昌廣
• 依託單位：寧波大學

項目摘要

利用圖像測量、數字圖像相關/粒子圖像測速（DIC/PIV）和透明土技術形成一種測量內部土體變形的非侵入可視化岩土模擬試驗系統。透明土是由透明的固體顆粒及折射率相匹配的孔隙溶液混成的。採用雷射面照射透明土模型並拍攝下土-基礎相互作用的數字圖像，利用DIC/PIV和攝影測量技術獲得土體變形的位移場和應變場。通過校準透視投影、圖像-對象坐標轉換、鏡頭畸變和模型槽/透明土的折射率，建立攝影測量圖像後處理的誤差分析和修正方法。結合土體變形理論或數值方法，如小孔擴張法（CEM）、應變路徑法（SPM）、淺應變路徑法（SSPM）和有限元法（FEM），對非侵入可視化模擬系統的測試結果的合理性進行驗證，並揭示土-基礎相互作用引起的土體變形機理。本項目可為非侵入可視化岩土物理模擬試驗測量提供理論與實驗依據。

結題摘要

岩土物理模擬試驗是研究土-基礎相互作用機理的一項重要手段，然而傳統試驗方法存在兩個典型問題：（1）所植入的感測器和測試設備影響了周圍土體的特性，導致測試結果出現較大隨機誤差；（2）無法獲得土體內部的連續變形，因此無法了解其位移場和應變場的變化規律。因此，本項目利用攝影測量、PIV和透明土三種先進技術，建立可觀測土體內部變形的可視化岩土物理模擬試驗系統，並套用在土-淺基礎、土-深基礎、細長樁基壓曲破壞等相互作用問題中，並結合土體變形理論以及天然土體的非侵入模型試驗，驗證了對非侵入可視化模擬試驗結果的合理性，進而全面揭示了土-基礎相互作用機理，有助於指導工程實踐。在本項目的資助下，授權了4項發明專利、發表了12篇SCI/EI論文、出版了專著1部，此外，本項目研究成果已套用在大直徑鑽孔灌注樁-複雜互動地層的相互作用機理研究中，並獲得了1項省部級科技進步二等獎。預計在5年內本項目成果還將套用在地基處理、各類樁基礎等工程中，並申報省部級科技進步獎。