巖土工程，可以說跟我們的日常生活息息相關(guān)，涉及到建筑、交通、水利、礦山和能源等眾多領(lǐng)域。巖土工程的建設(shè)，要先摸清巖土的力學(xué)狀況，科學(xué)評(píng)估工程的可行性、穩(wěn)定性，從而更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上安全、經(jīng)濟(jì)上合理的良好愿望。

為獲取完整而精準(zhǔn)的巖土力學(xué)性能參數(shù)，某大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院采用了新拓三維XTDIC-應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)進(jìn)行巖土力學(xué)試驗(yàn)，研究巖土力學(xué)性狀，從而更好地把握巖土力學(xué)特性和建立、檢驗(yàn)與改進(jìn)巖土本構(gòu)模型，為研究巖土力學(xué)性能，同時(shí)也為地基處理、隧道開挖邊坡支護(hù)和道路施筑等具體工程的設(shè)計(jì)施工提供重要的參考依據(jù)。

巖土力學(xué)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量難點(diǎn)在哪里？

巖土力學(xué)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量，是對(duì)巖土體的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行觀測(cè)和度量，得到巖土體的各種物理力學(xué)指標(biāo)的試驗(yàn)工作。巖土體的力學(xué)性質(zhì)，主要是承受力的作用而發(fā)生變形的性能，抵抗力的作用而保持其自身完整的抗破壞性能。

在測(cè)定巖土力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的試驗(yàn)中，傳統(tǒng)采用的是電阻應(yīng)變片、千分表等測(cè)量技術(shù)，這要求儀器和巖土直接接觸，而隨著巖土加壓變化，其裂縫、孔隙的變形及壓實(shí)程度不一樣，表現(xiàn)出非彈性體狀態(tài)，特別對(duì)于軟弱的土，由于電阻應(yīng)變片的彈模與軟土的變形不協(xié)調(diào)，致使其力學(xué)參數(shù)很難測(cè)準(zhǔn)。

另外，在被測(cè)巖土表面布置位移計(jì)或黏貼應(yīng)變片等傳統(tǒng)方法，因儀器安裝空間和測(cè)點(diǎn)數(shù)量少的限制，因而在全場(chǎng)應(yīng)變及應(yīng)力集中部位的測(cè)量有一定的局限性；應(yīng)變片易受潮失效，而巖土工程試驗(yàn)和巖土工程中，受潮和水分是一個(gè)不可避免的因素。

XTDIC應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)：值得信賴的測(cè)量方案

XTDIC應(yīng)變側(cè)臉那個(gè)分析系統(tǒng)在巖土巖土工程試驗(yàn)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在巖土工程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也有很大的發(fā)展?jié)摿Γ赏ㄟ^追蹤點(diǎn)的位移變化，來觀測(cè)巖土的細(xì)微變形、局部化變形、剪切帶以及追蹤變形破壞的產(chǎn)生和演變過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土變形的定性和定量分析。

某大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院使用XTDIC測(cè)量圓柱形巖土試件，在壓縮過程巖土試件的位移、應(yīng)變場(chǎng)及裂紋產(chǎn)生及發(fā)展變化趨勢(shì)。

巖土力學(xué)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量流程：

XTDIC兩個(gè)工業(yè)相機(jī)實(shí)時(shí)捕捉試件壓縮過程中表面的散斑圖案獲取物體表面的三維坐標(biāo)、位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)等數(shù)據(jù)。

1.試件表面制備散斑圖案。

2.架設(shè)相機(jī)位置，標(biāo)定相機(jī)內(nèi)外參數(shù)。

3.巖石壓縮，相機(jī)同步采集數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)分析。

巖土力學(xué)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果：

位移場(chǎng)數(shù)據(jù)：測(cè)量試件表面整個(gè)壓縮過程中的位移場(chǎng)變化，色譜可視化顯示變形云圖。

應(yīng)變場(chǎng)數(shù)據(jù)：測(cè)量試件表面整個(gè)壓縮過程中的應(yīng)變場(chǎng)變化，在裂紋處應(yīng)變會(huì)明顯變大，可通過色譜圖觀測(cè)裂紋變化。也可通過點(diǎn)點(diǎn)距離變化測(cè)量裂縫的寬度。

不同點(diǎn)位移值數(shù)據(jù)：觀測(cè)不同點(diǎn)位移隨時(shí)間變化曲線，位移會(huì)有一個(gè)突然的增大，不同區(qū)域位移突變的時(shí)刻也不同。

截線位移分布數(shù)據(jù)：沿中心線方向截取一條線，可觀測(cè)該條線上點(diǎn)的變形信息。位移量從上到下遞減，在40mm處位移出現(xiàn)一定的突變，一是因?yàn)檫B接部分沒有完全對(duì)正，二是因?yàn)樯舷聝煞N材料不同，變形不同。

成果價(jià)值

在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，該大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院的一名指導(dǎo)老師評(píng)論說，“由于巖土變形過程的測(cè)量比較復(fù)雜，在過去我們做巖土樣件變形測(cè)量分析，接觸式檢測(cè)方法難以達(dá)到滿意的試驗(yàn)結(jié)果，主要是效率低、精度不夠高，只能單點(diǎn)或者單向測(cè)量，無法進(jìn)行全場(chǎng)應(yīng)變變形測(cè)量”。

在溝通中，這位老師反饋說：經(jīng)過多家的比較，以及跟新拓三維的技術(shù)人員多次溝通，我們使用了新拓三維的應(yīng)變測(cè)量解決方案，可提供非常高的應(yīng)變、位移和裂縫測(cè)量精度，投入使用后，可以明顯察覺到測(cè)量數(shù)據(jù)更全面，實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)成果也更為理想。

另外，這位老師還分享道，“過去我們要花不少時(shí)間統(tǒng)計(jì)和整理測(cè)量數(shù)據(jù)，但XTDIC會(huì)根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)生成報(bào)告，對(duì)于巖土實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果，一目了然就可以看出來，這也有利于提升實(shí)驗(yàn)的效率。”新拓三維的應(yīng)變變形測(cè)量解決方案是一種適用于宏觀、微觀結(jié)構(gòu)變形測(cè)量，以及變形演化全程量測(cè)，具有比較突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。