平面應變條件下含孔洞土樣受內(nèi)壓作用的變形破壞過程

王學濱，田鋒，董偉，侯文騰，余斌

(遼寧工程技術大學 a.計算力學研究所；b.力學與工程學院，遼寧 阜新 123000)

在土木、水利及油氣存儲等工程中，一些洞室常受內(nèi)壓作用，例如，水工涵洞表面和油氣存儲腔體表面[1-2]。研究受內(nèi)壓作用洞室周圍巖土體的變形破壞規(guī)律對于有關災害的機理分析及預防具有重要理論及實際意義。

針對含孔洞模型或試樣的室內(nèi)實驗是研究洞室周圍巖土體變形、破壞規(guī)律的重要手段之一。這方面已經(jīng)有大量文獻報道，其結果通常比數(shù)值模擬和理論研究可靠性更高。

在現(xiàn)有針對含孔洞模型或試樣的室內(nèi)實驗研究中，模型或試樣多為單軸應力狀態(tài)，孔洞通常不受內(nèi)壓作用，而實際工程中受內(nèi)壓作用洞室周圍巖土體處于三維應力狀態(tài)，一般可簡化為平面應變模型進行力學研究。此外，目前，基于DIC方法的針對含孔洞模型或試樣的變形、破壞過程分析多為根據(jù)云圖的定性、粗略分析，缺乏定量、統(tǒng)計分析。

本文利用自主研制的平面應變模型加載及觀測系統(tǒng)，開展了不同加載速率條件下含孔洞土樣雙軸壓縮實驗。利用DIC方法獲得土樣的位移場，利用能較好濾掉位移場噪聲的局部位移最小二乘擬合方法[8]獲得最大剪切應變的分布及演變規(guī)律。為了定量獲得最大剪切應變和分析方便，根據(jù)清晰剪切帶位置，布置曲折測線和平直測線，對各測線上最大剪切應變進行統(tǒng)計分析，深化了對含孔洞土樣變形及破壞規(guī)律的認識。

1 土樣制備、實驗及計算

1.1 土樣制備

實驗用土取自某高層建筑工地距地表5 m處，液限wL=42.20%，塑限wP=25.22%，為低液限黏土。含孔洞土樣的制備采用固結法，其過程為：1)將土干燥后碾碎，并過孔徑0.5 mm的篩子；2)將土和水按照質(zhì)量比3∶1進行混合，充分攪拌成塑性狀態(tài)，注入模具；3)待模具中土體固結并干燥至一定程度后，拆除模具，制成約10 cm×10 cm×4.7 cm的長方體土樣；4)在長方體土樣的最大表面中心處沿與該面垂直的方向鉆直徑3 cm的通孔，制成含孔洞土樣(簡稱為土樣)；5)選擇一個含孔洞土樣，在表面均勻涂抹白色顏料薄層，待晾干后，在白色表面隨機噴涂直徑為4～10像素的黑色斑點，以滿足黑色斑點直徑為4～10像素時散斑圖質(zhì)量較好的要求[9]。

1.2 實驗過程

首先，將土樣置于自主研制的平面應變模型加載裝置(圖1)內(nèi)的中間底墊塊上，在土樣上方放置垂直應力加載墊塊，其前、后尺寸與土樣前、后尺寸一致，而左、右尺寸略小于土樣左、右尺寸，并將左、右側(cè)壓加載板置于左、右底墊塊之上；其次，將前、后玻璃板分別置于土樣的前、后方，且玻璃板的兩側(cè)卡在側(cè)箱內(nèi)壁上，使玻璃板與土樣表面貼合，以確保土樣處于平面應變狀態(tài)；其次，將內(nèi)囊通過后玻璃板中心孔放入土樣孔洞內(nèi)，并將側(cè)囊放入側(cè)箱，安裝側(cè)箱頂板；其次，用螺栓連接側(cè)箱與連接板，以限制側(cè)箱的水平運動，保證側(cè)囊施加的側(cè)壓保持水平；最后，將側(cè)囊、內(nèi)囊的氣嘴與高壓管線相連，通過氣瓶對其充氣，以實現(xiàn)對土樣左、右表面及孔洞表面施加側(cè)壓和內(nèi)壓。土樣上、下表面的壓力(垂壓)由試驗機施加，通過調(diào)節(jié)試驗機下壓頭的移動速率，即加載速率，實現(xiàn)對不同土樣進行位移控制加載。在土樣變形過程中，通過操控數(shù)碼相機對土樣噴涂了散斑的表面圖像進行拍攝，每幅圖像的大小為2 112像素×

圖1 平面應變模型加載系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic of the loading system under plane

2 112像素。在對土樣施加內(nèi)壓和側(cè)壓后、進行位移控制加載前，操控數(shù)碼相機對土樣噴涂了散斑的表面圖像開始進行拍攝，以記錄土樣在位移控制加載過程中的全部變形過程。為了便于DIC方法的應用，在土樣表面出現(xiàn)明顯宏觀裂紋時停止實驗。在相同實驗條件下，進行3～5個土樣實驗，共進行70余個土樣的實驗，從中選出內(nèi)壓、側(cè)壓和含水率條件類似且加載速率不同的4個土樣進行研究，即56#、17#、2#及8#土樣，以獲得剪切帶發(fā)生、發(fā)展過程受加載速率的影響規(guī)律。各土樣的基本參數(shù)及實驗條件見表1。

表1 土樣的基本參數(shù)及實驗條件Table 1 Basic parameters and experimental conditions of clay specimens

1.3 應變場的計算

首先，利用基于Newton-Raphson迭代的DIC方法[10]獲得各測點的位移；然后，利用局部位移最小二乘擬合方法(簡稱為最小二乘擬合方法)獲得應變。

基于Newton-Raphson迭代的DIC方法求位移的步驟為：首先，對物體變形前后的兩幅散斑圖像進行亞像素插值；然后，在給定位移初值后，通過反復計算Hessian矩陣的逆矩陣和Jacobian向量對位移進行更新。當相關系數(shù)滿足閾值時，停止更新，此時的位移即為所求測點的位移。

最小二乘擬合方法求應變的步驟為：首先，在已知位移場的情況下，以各測點(間隔為Δ)為中心選擇一個局部子域(即應變計算窗口)，見圖2，對應變計算窗口的位移進行一次多項式擬合，獲得位移函數(shù)；然后，對位移函數(shù)進行求導，獲得各測點的應變。

有關計算參數(shù)如下：子區(qū)尺寸為31像素×31像素，測點間隔Δ為10像素，應變計算窗口大小為5測點×5測點(M=2，相當于41像素×41像素)，56#、17#、2#及8#土樣中布置的測點數(shù)目分別為16 383(127行×129列)、16 383(127行×129列)、17 161(131行×131列)、16 002(126行×127列)個。

最大剪切應變(γmax)為標量，常用于表征應變局部化現(xiàn)象，其與水平線應變εx、垂直線應變εy及剪切應變γxy有關[11]。

圖2 測點周圍的應變計算窗口Fig.2 Calculating window around a monitored

2 實驗結果分析

2.1 縱向應力縱向應變曲線

圖3 土樣的εa-σa曲線Fig.3 Stress-strain curves of clay

由圖3可以發(fā)現(xiàn)，4個土樣均經(jīng)歷了兩個階段：近似線性階段和硬化階段。由于土樣表面出現(xiàn)明顯宏觀裂紋時即停止實驗，所以，土樣未來得及經(jīng)歷明顯的軟化階段。在近似線性階段，各土樣的σa-εa曲線變化規(guī)律幾乎類似，但在εa相同時，2#土樣的σa較其他土樣高，且在εa=0.020 9時便開始進入硬化階段，這可能與其含水率稍低有關，土樣稍硬；在硬化階段，在εa相同時，加載速率較大的土樣σa較高，這與常識相符。

2.2 土樣γmax的分布及演變規(guī)律

圖4和圖5給出了56#和8#土樣不同εa時γmax的分布規(guī)律(各子圖左方和下方的數(shù)字分別代表各測點的行數(shù)和列數(shù))，文中涉及的其他土樣破壞過程與此類似，限于篇幅，不再贅述?？梢园l(fā)現(xiàn)：

圖4 56#土樣不同εa時γmax的分布Fig.4 Distributions of γmax for different εaof the clay specimen

圖5 8#土樣不同εa時γmax的分布Fig.5 Distributions of γmax for different εaof the clay specimen

1)隨著εa的增加，γmax的分布經(jīng)歷了近似均勻變形向局部化變形的轉(zhuǎn)化過程。在土樣加載初期，γmax呈斑點狀隨機分布，且γmax較小(圖4(a)和圖5(a))，可以近似地認為土樣變形均勻。當應變較小時，DIC的計算結果容易出現(xiàn)奇異點，土樣中即使有應變集中，奇異點也會對此現(xiàn)象有所掩蓋。應當指出，由于未對施加內(nèi)壓和側(cè)壓之前的土樣進行拍攝，所以，DIC的計算結果中不包括由內(nèi)壓和側(cè)壓引起的應變集中。隨著εa的增加，出現(xiàn)了多塊或多條模糊、寬闊的應變不均勻分布區(qū)域(圖4(b)～(d)和圖5(b)～(d))，并進一步發(fā)展成1～2條清晰、狹窄的應變強烈集中區(qū)域，即剪切應變局部化帶(剪切帶)(圖4(f)和圖5(f))，導致土樣發(fā)生破壞。

2)γmax的演變規(guī)律較為復雜，最終的1～2條清晰的剪切帶是由多塊或多條應變不均勻分布區(qū)域通過競爭發(fā)展而成的，有時難以事先判斷出來。

56#土樣剪切帶的發(fā)展演化過程如圖4所示，當εa=0.005 3時，γmax的分布呈斑點狀隨機分布，且γmax較小，土樣的變形基本上是均勻的。由圖4可以發(fā)現(xiàn)，當εa≤0.030 4時，土樣處于近似線性階段。當εa=0.015 9時，由孔洞頂部偏右和底部偏左各發(fā)展出了一條高角度應變局部化帶，相比之下，孔洞底部偏左的較長，土樣仍處于近似線性階段。隨著εa的增加，上述兩條高角度應變局部化帶進一步發(fā)展，土樣仍處于近似線性階段。當εa=0.039 8時，孔洞頂部偏右的高角度應變局部化帶變得不清晰，在孔洞左幫偏上、右?guī)推虾妥髱推赂靼l(fā)展出了一條模糊的且較寬闊的應變不均勻區(qū)域。此時，土樣已進入硬化階段。當εa=0.047 1時，孔洞的頂部偏右和底部偏左的高角度應變局部化帶變得更不清晰。當εa=0.060 4時，孔洞右?guī)推系膽儾痪鶆騾^(qū)域發(fā)展成通過土樣右上角的剪切帶，孔洞左幫偏下的應變不均勻區(qū)域發(fā)展成另一條剪切帶，并導致土樣最終發(fā)生“/”形剪切破壞。

8#土樣剪切帶的發(fā)展演化過程如圖5所示。土樣處于近似線性階段及之前的現(xiàn)象不再贅述。當εa=0.023 0時，在孔洞左幫偏上、右?guī)推?、左幫偏下及右?guī)推掳l(fā)展出了較不清晰的應變不均勻區(qū)域，土樣仍處于近似線性階段。當εa=0.039 4時，上述4塊應變不均勻區(qū)域的應變進一步發(fā)展。此時，土樣已進入硬化階段。當εa=0.069 0時，孔洞左幫偏上的應變不均勻區(qū)域發(fā)展成通過土樣左上角的剪切帶，孔洞右?guī)推碌膽儾痪鶆騾^(qū)域發(fā)展成另外一條剪切帶。當εa=0.091 9時，上述兩條剪切帶的應變進一步發(fā)展。當εa=0.137 9時，兩條剪切帶變得更清晰，并導致土樣最終發(fā)生“”形剪切破壞。

應當指出，由圖4和圖5僅能定性地描述剪切帶的發(fā)展演化規(guī)律。為此，下文將通過布置測線的方式進一步揭示剪切帶的發(fā)展演化規(guī)律。

2.3 測線的布置

由圖4(f)和圖5(f)可以發(fā)現(xiàn)，狹長且最終導致土樣發(fā)生剪切破壞的剪切帶并非筆直。為了能捕捉到剪切帶發(fā)展過程中剪切帶行進路線上不同位置的γmax，有必要布置曲折測線。同時，為了比較剪切帶內(nèi)、外γmax的不同，有必要在上述曲折測線之外布置測線。

分別選擇56#土樣孔洞頂部偏右的高角度應變局部化帶A、17#土樣右?guī)推系募羟袔、2#土樣左幫偏上的剪切帶C及8#土樣右?guī)推碌募羟袔布置測線(圖6)。平直測線與曲折測線的線性擬合結果平行。同時，建立直角坐標系sos′，s軸與一條平直測線重合，s軸正向指向孔洞。應當指出，曲折測線是根據(jù)狹長剪切帶的最終位置確定的。56#、17#、2#及8#土樣中的曲折測線分別命名為A0、B0、C0及D0，兩側(cè)的平直測線分別命名為A1和A2、B1和B2、C1和C2及D1和D2。

圖6 剪切帶內(nèi)外測線的位置Fig.6 Positions of monitored lines in shear bands and

2.4 測線上γmax的分布、演變規(guī)律及統(tǒng)計

圖7～圖10分別給出了4個土樣不同εa時各測線上γmax-s曲線。圖11給出了56#土樣不同εa時測線A0上εx-s、εy-s及γxy-s曲線。

圖7 56#土樣不同εa時測線A0、A1及A2上γmax-s曲線Fig.7 γmax-s curves at monitored lines A0, A1 and A2for different εa of the clay specimen

圖8 17#土樣不同εa時測線B0、B1及B2上γmax-s曲線Fig. 8 γmax-s curves at monitored lines B0, B1 and B2for different εa of the clay specimen

圖9 2#土樣不同εa時測線C0、C1及C2上γmax-s曲線Fig.9 γmax-s curves at monitored lines C0, C1 and C2for different εa of the clay specimen

圖10 8#土樣不同εa時測線D0、D1及D2上γmax-s曲線 Fig.10 γmax-s curves at monitored lines D0, D1 and D2for different εa of the clay specimen

圖11 56#土樣不同εa時測線A0上εx-s、εy-s及γxy-s曲線Fig.11 εx-s curve, εy-s curve and γxy-s curve at the monitored line A0 for different εa of the clay specimen

對于56#土樣(圖7)，當εa=0.005 3時，測線A0及兩側(cè)測線A1和A2上γmax的分布較均勻，且γmax較小。當εa=0.015 9時，測線A0、A1及A2上γmax的均值分別為0.028 5、0.010 0及0.006 5。顯然，測線A0上γmax遠大于測線A1和A2，這說明孔洞頂部偏右的高角度應變局部化帶已經(jīng)形成。此時，離孔洞表面越近(s越大離孔洞表面越近)，測線A0上γmax越大，這說明孔洞頂部偏右的高角度應變局部化帶是從孔洞表面向外發(fā)展的。當εa=0.024 5時，與εa=0.015 9時相比，測線A0上γmax有所增加。當εa=0.039 8時，與εa=0.024 5時相比，測線A0上γmax下降，這說明在上述過程中高角度應變局部化帶上的應變正在釋放。由圖11可以發(fā)現(xiàn)，當εa=0.039 8時，與εa=0.024 5時相比，測線A0上各測點的εx、εy及γxy均下降了，相比之下，εx下降得更明顯，說明上述高角度應變局部化帶是由拉破壞導致。當εa≥0.039 8時，隨著εa的增加，測線A0上大部分測點的γmax有上升趨勢。對于測線A1，隨著εa的增加，不同εa時測線A1的γmax波動均較大，變化復雜。對于測線A2，隨著εa的增加，測線A2上大部分測點的γmax逐漸增加。例如，當εa從0.039 8增至0.060 4時，測線A2上s=192.1像素處γmax從0.019 05增至0.039 56。

對于17#土樣(圖8)，當εa=0.025 0時，測線B0及兩側(cè)測線B1和B2上γmax的分布較均勻，且γmax較小。當εa=0.048 4時，與εa=0.025 0時相比，測線B0、B1和B2上γmax的分布不均勻。此時，隨著向孔洞表面的靠近，測線B2上γmax有增大的趨勢。此時，隨著向孔洞表面的靠近，測線B1上γmax先下降后上升；在離孔洞較遠位置，測線B1與土樣右上角的應變不均勻區(qū)域相交，因受該區(qū)域的影響較大，導致離孔洞較遠位置的γmax較大；對于孔洞附近的測點(s≥330像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線B1上γmax有下降趨勢，這應與剪切帶外彈性應變降低(卸荷)有關。當εa=0.059 2時，測線B0上γmax分布不均勻，此時，測線B0上γmax幾乎都比測線B1和B2上的大；在離孔洞較遠位置，測線B0上γmax較大，這應與土樣右上角的破壞有關，剪切帶B由土樣右上角向孔洞發(fā)展；隨著向孔洞表面的靠近，測線B2上γmax先下降后有上升趨勢，在離孔洞較遠位置，測線B2與剪切帶B相交，測線B2上γmax受剪切帶B的影響較大，導致離孔洞較遠處的γmax較大；在s=120.7像素處γmax出現(xiàn)了高峰，這應與該測點附近出現(xiàn)的剪切帶分叉現(xiàn)象有關；對于孔洞附近測點(s≥313.9像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線B2上γmax有下降趨勢，這應與剪切帶外彈性應變降低(卸荷)有關。當εa=0.076 7時，對于孔洞附近測點(s≥281.7像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線B0上γmax有上升趨勢，這可能是由于越靠近孔洞表面，γmax集中越嚴重。此時，與εa=0.059 2時相比，剪切帶有變陡趨勢，在離孔洞較遠的位置，剪切帶位置變化不大，而在離孔洞較近的位置，剪切帶位置變化很大。隨著εa的增加，各測線上γmax逐漸增加。

對于2#土樣(圖9)，當εa=0.019 9時，測線C0及兩側(cè)測線C1和C2上γmax的分布較均勻，且γmax較小。當εa=0.034 8時，與εa=0.019 9時相比，測線C0、C1和C2上γmax的分布較不均勻。此時，隨著向孔洞表面的靠近，測線C1上γmax有下降趨勢；在離孔洞較遠位置，測線C1與土樣左上角的應變不均勻區(qū)域相交，因受該區(qū)域的影響較大，導致離孔洞較遠位置的γmax較大。隨著向孔洞表面的靠近，測線C2上γmax呈先上升后下降趨勢。當εa=0.062 1時，測線C0上γmax分布不均勻，在相同坐標情況下，測線C0上γmax比測線C1和C2上的都大。此時，隨著向孔洞表面的靠近，測線C0上γmax先上升，再波動式下降，后上升。對于孔洞附近測點(s≥286.5像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線C0上γmax有上升趨勢，這可能是由于越靠近孔洞表面，γmax集中越嚴重，這說明剪切帶C是從孔洞表面向外發(fā)展的。此時，對于孔洞附近測點(s≥278像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線C1上γmax有下降趨勢，這應與剪切帶外彈性應變降低(卸荷)有關。此時，測線C2上γmax先上升再波動，后有下降趨勢，在測線C2上s=109.5、168.5和252像素處γmax出現(xiàn)了高峰，這應與這些測點附近出現(xiàn)的剪切帶分叉現(xiàn)象有關。此時，對于孔洞附近測點(s≥320.2像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線C2上γmax有下降趨勢，其原因與測線C1上的類似。隨著εa的增加，各測線上大部分測點的γmax逐漸增加。對于測線C2，當εa=0.094 4時，與εa=0.086 9時相比，當s≤50.5像素和s≥278像素時，這些測點的γmax發(fā)生下降，這可能與帶外彈性應變降低較大有關。

對于8#土樣(圖10)，當εa=0.023 0時，測線D0及兩側(cè)測線D1和D2上γmax的分布較均勻，且γmax較小。當εa=0.039 4時，測線D0上γmax的分布仍較均勻，而對于測線D1和D2，隨著向孔洞表面的靠近，γmax有增大的趨勢。當εa=0.039 4時，隨著向孔洞表面的靠近，測線D0上γmax先有上升趨勢后下降。此時，對于孔洞附近測點(s≥306.5像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線D1上γmax有下降趨勢，在s=306.5像素附近，測線D1上γmax較大，其兩邊γmax都較小，這與該區(qū)域附近出現(xiàn)的應變不均勻區(qū)域有關。此時，對于孔洞附近測點(s≥140.8像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線D2上γmax有下降趨勢，在s=140.8像素附近，測線D2上γmax較大，其兩邊γmax都較小，這與該區(qū)域附近出現(xiàn)的應變不均勻區(qū)域有關。當εa=0.069 0時，測線D0上γmax分布不均勻，測線D0的γmax比測線D1和D2上的大。此時，隨著向孔洞表面的靠近，測線D0上γmax先上升至基本不變，再下降，后上升。當εa=0.069 0時，測線D0上中部區(qū)域的γmax較大，高達0.177 9，這說明剪切帶D啟動于測線D0中部某一位置，逐漸向外發(fā)展。此時，對于孔洞附近測點(s≥314.8像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線D0上γmax有上升趨勢，這與孔洞表面一定程度的γmax集中有關。當εa=0.069 0時，剪切帶D與當εa=0.039 4時出現(xiàn)的應變不均勻區(qū)域相比，剪切帶較陡。當εa=0.069 0時，對于孔洞附近測點(s≥306.5像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線D1上γmax有下降趨勢，這應與剪切帶外彈性應變降低(卸荷)有關。此時，對于孔洞附近測點(s≥331.3像素)，隨著向孔洞表面的靠近，測線D2上γmax有上升趨勢，這應與孔洞表面附近出現(xiàn)的應變不均勻區(qū)域有關。

表2給出了4個土樣不同εa時各條測線上γmax的平均值?？梢园l(fā)現(xiàn)，對于56#土樣，測線A0上γmax遠大于帶外測線A1和A2，測線A0上γmax的均值是帶外的2.15～10.78倍；當εa=0.024 5時，其倍數(shù)最大；隨著εa的增加，測線A0上γmax的均值先下降再增加；測線A1上γmax有類似的演變規(guī)律，而測線A2上γmax的均值一直增加，這應與孔洞右?guī)推习l(fā)展出的剪切帶有關。對于17#土樣，測線B0上γmax的均值是帶外的0.81～9.02倍；εa越大，其倍數(shù)越大；在測線B0上γmax快速增加的同時，兩側(cè)測線B1、B2上γmax也在變化，但變化不大。2#土樣和8#土樣表現(xiàn)出與17#土樣相類似的規(guī)律，不再贅述。

表2 土樣不同εa時不同測線上γmax的平均值Table 2 Mean of γmax at different monitored lines for different εa of clay specimens

下面，對孔洞表面附近和離孔洞較遠處測線上γmax的演變規(guī)律進行綜合分析。

首先，對孔洞表面附近測線上γmax的演變規(guī)律進行分析。對于剪切帶內(nèi)而言，當εa較高時，土樣測線上γmax隨著向孔洞表面的靠近而增加，這應與孔洞表面附近的應變集中現(xiàn)象有關。例如，當εa≥0.076 7，且s≥281.7像素時，17#土樣的測線B0，當加載速率較低時，土樣中的一些原生缺陷或裂隙能夠得到發(fā)展，而當加載速率較高時，這些內(nèi)部缺陷來不及發(fā)展。對于剪切帶外而言，大多數(shù)測線上γmax隨著向孔洞表面的靠近而逐漸下降，這應與剪切帶內(nèi)損傷導致帶外彈性應變降低(卸荷)有關。離孔洞表面越近，帶外卸荷程度越大。

然后，對離孔洞較遠處測線上γmax的演變規(guī)律進行分析。對于剪切帶內(nèi)而言，除了17#土樣，當εa較高時，其他土樣測線上γmax隨著向孔洞表面的靠近而增加，這與越靠近孔洞γmax的集中程度越大有關。對于17#土樣中的剪切帶B，隨著向孔洞表面的靠近，測線B0上γmax先上下波動，再下降，這應與剪切帶B由土樣右上角向孔洞表面發(fā)展有關。對于剪切帶外而言，測線上γmax隨著向孔洞表面的靠近，變化規(guī)律較為復雜。例如，隨著向孔洞表面的靠近，當εa≥0.048 4，且s≤48.29像素時，17#土樣的測線B2上γmax有下降的趨勢，當εa≥0.034 8，且s≤109.5像素時，2#土樣的測線C2上γmax有上升的趨勢，當εa≥0.039 4，且s≤140.8像素時，8#土樣的測線D2上γmax有上升的趨勢。

3 結論

1)當加載速率較低，且縱向應變達到一定值時，在含孔洞土樣的孔洞頂部和底部發(fā)展出的高角度應變局部化帶是由拉破壞導致的，而當加載速率較高時，未出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

2)含孔洞土樣剪切帶內(nèi)測線上最大剪切應變的均值往往大于帶外測線，最大可達10倍，通常，縱向應變越高，剪切帶內(nèi)測線上最大剪切應變的增速越大于帶外測線。

3)當縱向應變較高時，在孔洞表面附近，隨著向孔洞表面的靠近，大多數(shù)剪切帶內(nèi)測線上最大剪切應變逐漸增加，而大多數(shù)帶外測線上最大剪切應變逐漸下降，這與帶內(nèi)損傷導致帶外彈性應變降低有關。當縱向應變較高時，在離孔洞表面較遠處，隨著向孔洞表面的靠近，大多數(shù)剪切帶內(nèi)測線上最大剪切應變逐漸增加，而帶外測線上最大剪切應變變化復雜。