Протокол описывает процедуры получения высокопространственного разрешения компьютерной томографии (КТ) изображения гранулированной почвы во время трехосного сжатия, а также применять методы обработки изображений к этим КТ-изображениям для изучения механического поведения зернового масштаба почвы под погрузкой.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Визуализация отказа и связанного с зерном масштаба механического поведения гранулированных почв под стрижка с помощью синхротронной рентгеновской микротомографии
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Быстрое развитие методов рентгеновской визуализации с навыками обработки изображений и анализа позволило приобрести КТ-изображения гранулированных почв с высоким пространственным разрешением. На основе таких КТ-изображений можно количественно изучить механическое поведение зернового масштаба, такое как иинематика частиц (т.е. переводы частиц и вращения частиц), локализацию деформации и межчастицную контактную эволюцию гранулированных почв. Однако это недоступно с использованием обычных экспериментальных методов. Данное исследование демонстрирует исследование зернового механического поведения гранулированного образца почвы при трехосовом сжатии с помощью синхротронной рентгеновской микротомографии (ККТ). С помощью этого метода специально изготовленный миниатюрный погрузочный аппарат используется для нанесения ограничения и осевых нагрузок к образцу во время трехосного испытания. Аппарат устанавливается в синхронизронную рентгеновскую томографию, так что изображения КТ с высоким пространственным разрешением образца могут быть собраны на разных этапах загрузки теста без каких-либо помех для образца. С возможностью извлечения информации на макроуровне (например, выборочные пограничные напряжения и деформации от установки триосиального аппарата) и шкалы зерна (например, движения зерна и контактные взаимодействия с изображениями КТ), эта процедура обеспечивает эффективной методологии для исследования многомасштабной механики гранулированных почв.
Введение
Широко признано, что макро-масштабные механические свойства гранулированной почвы, такие как жесткость, прочность сдвига и проницаемость, имеют решающее значение для многих геотехнических структур, например, фундаментов, склонов и плотин заливки пород. На протяжении многих лет для оценки этих свойств в различных почвах использовались тесты на месте и обычные лабораторные тесты (например, одномерные компрессионные тесты, трехосные компрессионные тесты и проницаемость). Для инженерных целей были разработаны также кодексы и стандарты для проверки почвенных механических свойств. Хотя эти макромасштабные механические свойства были интенсивно изучены, механическое поведение....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Проектирование эксперимента заблаговременно
- Определите испытательный материал, размер частиц, размер образца и начальную пористость образца.
ПРИМЕЧАНИЕ: Leighton Buzzard песок с диаметром 0,15 -0,30 мм и размером образца 8 х 16 мм (Диаметр х высота) используется в качестве примера, чтобы продемонстрировать протокол этого исследования. Другие пески, такие как фуцзянь песок, Хьюстон песок, Песок Оттава и Кайкос ooids и т.д., и аналогичные размеры выборки также могут быть использованы. - Выберите подходящий детектор(рисунок 1А) в соответствии с требуемым пространственным разрешением и областью сканиро....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
На рисунке 5 изображены результаты кинематики частиц из образца песка Лейтона Баззарда (LBS) на 2D-ломтике в течение двух типичных сдвига, I и II. Большинство частиц успешно отслеживаются, а их переводы и вращения количественно осваиваются в соответствии с вышеуказанным протоколом. Во время первого приращения сдвига ни смещения частиц, ни вращения частиц не показывают четкой локализации. Однако локализованная полоса разрабатывается как на карте смещения частиц, так и на карте вращения частиц.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Рентгеновское микро-КТ с высоким пространственным разрешением и передовые методы обработки и анализа изображений позволили экспериментально еждничать механическое поведение гранулированных почв под сдвигами на многомасштабных уровнях (т.е. на макро-масштабе, мезо-масштабе и уровня хлещет). Тем не менее, КТ-изображения на основе мезо- и зерна масштаба исследований требуют получения высокого пространственного разрешения КТ изображения образцов почвы во время погрузки. Наиболее сложным аспектом этого процесса является, пожа.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Это исследование было поддержано Генеральным исследовательским фондом No. CityU 11213517 от Научно-исследовательского гранта Совета САР Гонконга, научно-исследовательский грант No 51779213 от Национального научного фонда Китая, и BL13W луч Шанхай синхротронного радиационного фонда (SSRF).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Ограничивающее устройство подачи давления | GDS | STDDPC | |
| Обезвреживаемая вода | Н/Д | Н/Д | Вода, деаэрируемая в лаборатории |
| Песок Leighton Buzzard | Искусственная трава Кембриджский | дренажный промышленный песок 25 кг | Может быть заменен различными грунтами |
| Миниатюрное трехосное загрузочное устройство | Н/Д | Н/Д | Миниатюрное загрузочное устройство специально изготовлено |
| авторы Кремниевая смазка | RS компания | RS 494-124 | |
| Установка рентгеновской микрокомпьютерной томографии с синхротронным излучением | Шанхайский центр синхротронного излучения (SSRF) | 13W1 | Трехосное испытание проводится на пучковой линии BL13W вакуумного насоса SSRF |
| Hong | Kong Labware Co., ltd. | Коромысло 300 |
Ссылки
- Cundall, P. A., Strack, O. D. A discrete numerical model for granular assemblies. Géotechnique. 29 (1), 47-65 (1979).
- Rothenburg, L., Bathurst, R. J. Micromechanical features of granular assemblies with planar elliptical particles. Géotechnique. 42
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
