考虑中主应力效应Gudehus-Bauer亚塑性模型的改进

针对Gudehus-Bauer亚塑性模型不能考虑中主应力影响,在Gudehus提出的响应包络线理论基础上,提出了在模型的非线性项乘以一个考虑中主应力的因子进行改进.这种改进增加了土体剪切时的强度,改变了土体受压时的变形.新模型对中主应力的变化在中主应力参数影响程度能够有一定反映.同时将改进后的模型与中主应力参数为常量的真三轴实验进行了比较.结果表明改进后的模型可以模拟中主应力对砂土强度和变形特性的影响,能够定量预测由于中主应力影响产生的体积应变.     

由单幅图像重构三轴试样三维变形

针对岩土三轴试验的土样变形测量需要进行三维测量这个难题,提出了新的由单幅图像进行三维重构方法--结构标记法,即利用三维试样标记的各点相对于摄像机的物距不同而造成成像位置改变的原理,从二维图像中提取出了三维信息,实现了三维重构.利用双目或多目图像进行三维重构是比较常见的方法.但是这种方法受到光照条件、噪声干扰、景物几何形状和畸变、表面物理特性以及摄像机特性等因素的严重干扰,而且所需的试验设备也非常复杂.为了克服这些困难,可以采用单幅图像来代替多目图像进行三维重构.给出了计算结果,并说明了这些结果的合理性.     

基于轮廓特征点的高精度识别目标方法

为了实现高成功率、高精度和快速识别跟踪目标,提出对基于轮廓特征点的目标精确识别方法。在识别过程中采用了轮廓提取和多边形拟合算法自动搜寻到图像中要识别和跟踪的目标,同时对目标物轮廓的多边形角点进行亚像素分辨率的定位,从而可以利用目标轮廓角点的精确定位来实现对多边形目标的识别与跟踪。试验结果以及特征点亚像素算法分辨率的分析表明,采用这种自动识别与跟踪目标的方法,其精度可以达到0．02像素。     

基于图像测量的非饱和土p-s平面屈服轨迹研究

运用数字图像测量方法,测量非饱和土试样的整体变形和试样受端部约束影响较小的中部1／3区域的变形．控制吸力的非饱和压实土各向等压试验结果表明,试样整体与中部1／3区域的比体积与平均净应力的试验关系曲线存在明显差异,据此确定的LC屈服曲线也有差别．无论是试验值还是数值模型预测的结果,都是测量试样整体变形所得的弹性区较大．     

沉降性浆体速度与浓度分布耦合模型

以固体颗粒在加速段内的运动分析及清水速度变化分析为核心,以清水在管道内的运动规律与清水介入固体颗粒后所形成的液、固两相流的运动规律之间的联系为突破点,通过理论分析,建立了预计水平管道内沉降性浆体速度分布的理论模型.应用该模型与现有的浓度公式联合起来,提出了水平管道内沉降性浆体速度分布与浓度分布耦合模型,从而可以充分体现出速度和浓度之间的相互影响、相互制约关系,为精确的预计沉降性浆体的流动参数提供了可靠的计算方法.     

改进人工蜂群算法在数字图像相关中的应用

针对人工蜂群算法存在的收敛速度较慢,易陷入局部最优解的问题,提出一种改进的人工蜂群优化算法,并应用于数字图像相关的整像素位移搜索中。该算法借助相关度值的变化来动态调整跟随蜂的搜索步长,平衡其全局和局部的搜索能力;侦察蜂利用遗传算法的交叉运算产生新解,改善全局搜索能力。实验结果表明,改进的算法能有效地提高收敛速度,改善整像素位移搜索的性能。     

游离氧化铁对红黏土持水特性的影响

分别以红黏土去铁前后的原状样为研究对象,采用压力板仪和饱和盐溶液蒸气平衡法测得全吸力范围内的土水特征曲线并同时量测体变;利用压汞试验测量不同吸力下的孔径分布,以探讨去铁前后红黏土的孔隙结构,并解释宏观持水特性。试验结果表明:低吸力范围(0～1MPa),去铁前原状样的持水曲线下降较为明显,而去铁后原状样的持水曲线较平缓,尤其是吸力–饱和度的关系,到1MPa时基本上仍为饱和状态,所以去铁后土样进气值增大;去铁后的原状样随着吸力的增大收缩明显,而原状样的收缩相对较缓,主要原因是游离氧化铁以包膜和桥的形式分布在颗粒表面,加强了颗粒之间的连接和包裹作用,使得土骨架抵抗变形的能力增强。高吸力范围(9～367MPa),去铁前后红黏土持水和收缩特性相差不大,此时游离氧化铁的作用不明显。去铁前后的红黏土原状样基本上存在单峰孔隙结构,主要原因是在自然经过无数次胀缩变形,相对较大的孔隙收缩,最终使孔径分布相对均匀;随着吸力的增加,这两种土样孔隙结构基本上不变。     

非饱和土有效应力公式验证

非饱和土有效应力原理对于非饱和土力学具有奠基性的意义。虽然现有的非饱和土有效应力公式种类很多,但是同时具有一定理论基础和明确物理意义的非饱和土力有效应力公式并不多,而且其适用性有待进一步的验证。为此,笔者首先简要概述了非饱和土有效应力公式的演化历程,并对几种典型的非饱和土有效应力公式的理论依据及物理意义进行了讨论,通过比较发现,邵龙潭采用连续介质力学理论推导得到的饱和与非饱和土统一的有效应力公式与1996年Vanapalli所提出的半经验公式在形式上相似,但是前者却阐明了非饱和土有效应力的物理意义即不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力。将该公式与四参数Van Genuchten模型进行结合分别对膨胀土、粉质粘土、粘质砂土以及灰质粘土4种不同种类的非饱和土的抗剪强度进行了预测。结果表明,在试验精度范围内,理论预测值与试验值吻合较好,从而验证了该公式在试验和工程中具有良好的适用性。     

粒间应力、土骨架应力和有效应力

有效应力的概念和有效应力原理对于土力学具有奠基性的意义。但对于诸如"有效应力是虚拟的应力还是真实应力","有效应力方程是否需要修正"等问题在土力学界一直存有争议,尚没有形成共识。在明确有效应力就是不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力的基础上,由土颗粒间力的平衡分析和土骨架单元体的平衡分析得到有效应力与总应力以及孔隙流体压强关系的表达式。对于饱和土,这一表达式就是Terzaghi的有效应力方程。表明Terzaghi的有效应力是真实的物理量,具有明确的物理意义,Terzaghi的有效应力方程不需要做任何修正。文中阐明了有效应力、粒间应力和土骨架应力的物理意义及其相互关系。说明在分离考虑孔隙流体压强作用的情况下,有效应力、粒间应力和土骨架应力三者可以是一致的,即不包含孔隙水压强作用的粒间应力和土骨架应力就是有效应力。土骨架应力可以分成孔隙流体压强产生的土骨架应力和有效应力两部分,两者都对土体的变形和强度有贡献,但是作用效果不同。在孔隙流体压强作用对土体的变形和强度的贡献可以忽略的条件下,有效应力决定土的变形和强度。