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题名基于数字图像相关技术的膨胀土三维裂隙扩展特性研究
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作者
张红日
杨济铭
徐永福
肖杰
韩仲
汪磊
林宇亮
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机构
广西交科集团有限公司
上海交通大学土木工程系
中山大学土木工程学院
长沙理工大学交通运输工程学院
武汉大学土木建筑工程学院
上海工程技术大学城市轨道交通学院
中南大学土木工程学院
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出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期309-323,共15页
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基金
国家自然科学基金(No.42477143)
广西重点研发计划(No.桂科AB23075184,No.桂科AB24010144)
+2 种基金
国家重点研发计划项目(No.2019YFC1509800)
2023年崇左市科技计划项目-中央引导地方科技发展专项项目(No.崇科2023ZY0504)
交通部2022年度交通运输行业重点科技项目清单(No.2022-MS5-125)
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文摘
为探究膨胀土三维裂隙动态扩展特性及机制,搭建恒温恒湿环境箱,通过双目相机实时采集4、8、16mm厚度下矩形和圆形膨胀土裂隙图像,基于三维数字图像相关技术重建裂隙三维形态,量化裂隙扩展机制和发育特性。结果表明:三维裂隙动态拓展特征方面,土体开裂时存在时空各异的收缩中心,收缩中心的数量随着试样厚度的增加而减少,收缩中心数量越多,裂隙网络形态越复杂;收缩中心运动形式呈纵向沉降,沉降量与裂隙土块含水率相关;裂隙土块周围颗粒运动矢量呈碗状朝收缩中心运动。各收缩中心空间分布存在差异,土体收缩时产生剪切应力,部分裂隙发育方向发生偏转,导致裂隙网络衔接呈多样性。膨胀土开裂过程中往往伴随着裂隙土块的翘曲,裂隙土块翘曲形成及运动机制如下:裂隙土块发育形成后,土块整体呈现“外干内湿”湿度差,随之产生的剖面基质吸力差引起了垂直方向收缩变形梯度,进而产生驱动裂隙土块上凹的曲卷力矩并朝着收缩中心聚拢,促使土块翘曲形成。该试验和分析结果可以为膨胀土裂隙发育规律认知、分析和预测方法提供参考。
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关键词
膨胀土
裂隙三维动态拓展
三维数字图像相关技术
干燥翘曲
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Keywords
expansive soil
three-dimensional dynamic expansion of cracks
three-dimensional digital image correlation technology
drying induced curling
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分类号
TU443
[建筑科学—岩土工程]
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