膨脹土宏細觀結構演化CT圖像的三維重建及其套用研究

《膨脹土宏細觀結構演化CT圖像的三維重建及其套用研究》是依託西南大學，由汪時機擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：膨脹土宏細觀結構演化CT圖像的三維重建及其套用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：汪時機
• 依託單位：西南大學

項目摘要

隨著我國經濟建設的快速發展，修建在膨脹土地區的公路、鐵路、水利等設施越來越多。裂隙性是膨脹土的重要結構特徵，對膨脹土的力學特性影響很大，但目前關於膨脹土裂隙的具體三維形態描述問題和損傷變數的準確表征問題都尚未得到很好的解決。.本項目通過CT-三軸試驗和基於分割的Marching Cubes算法，對試驗過程膨脹土CT掃描圖像進行三維重建，重現膨脹土在受載和乾濕循環過程中內部宏細觀結構的三維形態演化，對特定部分（如裂隙）進行定量提取和單獨顯示，進而定義包含三維CT數信息的宏細觀損傷變數，建立基於細觀結構性參數的多尺度膨脹土彈塑性損傷本構模型。.通過本項目的研究可以更深入、更全面地分析膨脹土的結構特性和力學性質，這對進一步研究膨脹土地區路基、邊坡等的破壞機理和力學機制有重要的意義。同時，這一方法還可以借鑑到對黃土等其他結構性強的岩土類材料的CT試驗研究中。

結題摘要

項目研究了重塑膨脹土破損土樣的力學特性及其宏細觀結構演化，開發了基於MATLAB的“土體CT圖像三維重建程式”。通過CT-三軸壓縮試驗，研究膨脹土在濕乾循環和三軸浸水過程中的裂隙演化特性，並提出了基於CT數的結構演化方程；研究孔洞破損對重塑膨脹土強度和變形等力學性質的影響；探討CT數中的ME值和SD值在土體CT圖像定量化分析中的作用，並分別對其合理性進行了初步的、探索性的試驗研究。項目研究成果總結髮表論文10篇，其中已發表8篇，1篇已錄用待發表，1篇正在審稿中。成功承辦了第八屆重慶市力學學會學術年會，組織工作得到了與會代表的一致好評。參加8次國內外的學術會議交流，並做小組報告，其中3次為國際學術會議。依託本項目培養研究生5名，其中已畢業4名，1名在讀。