基于透明土和图像测量的试验模拟技术及应用

本书共分了七大部分二十章对透明土试验模拟技术、数字图像测量技术及其应用进行详细的阐述和解释，该七大部分依次是：透明土和光学测量的技术介绍、透明土研究综述、透明土岩土特性研究、数字图像处理技术、透明土的应用研究、透明土的本构关系研究和总结。

　　第1章  透明土技术

　　测量土体内部空问变形的传统模型试验通常受到一些限制，从而使得土工传感器无法提供土体内的连续测量数据。通常情况下，土工传感器表现出的静态和动态特性与周围土体的特性不同，因而会改变所测量土体的反应。本书的主要目的是介绍一种人工合成的透明土，试图用于替代天然土体，用于土工模型试验中，测量土体内部空间的连续变形，在岩土物理力学特性方面，人工合成的透明土与天然土体相似或相近。此外，还介绍一种非侵入变形测量的试验方法，即无需在土体模型中植人土工传感器，从而获得空间变形的连续流动模式，避免了土工传感器的存在造成的数据点中断。本书的终极目的是期望人工合成透明土技术和非侵入变形测量方法能够成为环境岩土工程相关研究中一种有效的辅助工具，来协助解决和理解岩土和环境工程中的机理问题，长远来看有助于环境岩土的设计和实践工作。

　　1．1  背景技术

　　土体中渗流、变形和应变的可视化能够为解决很多环境岩土问题提供思路。AiM已经尝试了几种方法来测量土体内部空间的连续变形，从20世纪60年代后期到70年代早期，使用嵌入微小铅粒的X射线法来测量内部变形口3『，然而，铅粒和周围土体的特性不同，测试结果会受到很大影响，存在诸多争议，此外，该方法属于离散测量的范畴，无法提供被测土体的连续变形测量数据。为了得到连续变形测量数据，研究者还尝试了一些新技术，例如，计算机化轴向断层(简称CAT扫描)和磁共振成像(简称MRI)[。别。但是，上述技术的应用受到以下限制：设备成本高、实验困难、结果解释难度高。与此同时，数码摄影和计算机图像处理技术的飞速发展促进了光学测量技术在工业、工程和学术领域的广泛应用。

　　在20世纪80～90年代，光学测量技术便已经用于测量透明材料的反应，而这些透明材料能够模拟某一特定土体的特性。