随着我国基建技术的飞速发展，许多超级工程都让世界感到震撼。公路、桥梁、铁路等建设工程不断推进，重型车辆、飞机等交通工具的使用，对于公路的承载特性提出了更高要求。长周期交通荷载，易造成路基的变形沉降和损坏，在轮胎轧压、飞机在起飞、降落过程中，对路基产生冲剪效应。

    在路基工程设计时，要考虑路基沉降变形，路基内部土层的受力和变形特点。另外，岛礁特殊的地理条件，路基的填筑需考虑钙质砂砾在路基受荷条件下的变形和颗粒破碎问题，水位升降、雨水淋滤蒸发等对路基结构性的影响。

    复杂多变的交通荷载是工程设计时考虑的难题，设计不当会对道路路基产生影响，影响交通工具行驶安全。山东某大学进行钙质砂剪切特性实验研究，采用新拓三维DIC技术实时采集数据，分析钙质砂在常压和高压下的位移、应力、应变等特性，研究成果可为交通、岛礁工程建设提供借鉴，也可为路基结构的研究提供参考。

    钙质砂剪切特性实验

    剪切特性试验是研究土力学性质最常用的试验手段之一，所获得的应力-应变曲线是建立本构模型的基础。以下左图为直剪试验仪器，右图为岛礁附近海域选取的试验用钙质砂。

    钙质砂试样

    试验之前在试验机中放入少量砂石，利用DIC技术采集计算一组静态实验，分析砂石原色在玻璃平面下的图案能不能用系统计算出来。通过计算数据反馈，确定砂石不需要着色处理即可计算分析。

    本次研究开展了多组室内直剪试验，包括了不同剪切应力、不同砂石颗粒度和不同法相加载方式环境下实验。通过在直剪过程中的数据采集，对影响钙质砂抗剪强度的各种因素如应力、饱和度、密度等进行了总结，分析出钙质砂试样的剪切特征。

    数据分析

    试验对钙质砂试样进行了多次循环剪切，并输出剪切带位移图和分析曲线。

    钙质砂因其颗粒形状不规则、易破碎、高孔隙比等特征，其力学性质较为特殊，采用室内大型直接剪切试验，采用新拓三维DIC技术观测加载过程中试样的变形情况，可更精准地分析钙质砂在不同含水率、不同密度和不同矿物组成条件下的剪切特性。

    获取路基变形，土体内部受力和孔隙水压力变化等参数，并利用DIC技术对路基分层变形、土体位移进行分析，有助于探究在交通荷载作用下，路基沉降、土体内部受力、变形的情况，分析路基变形过程中土体的位移情况，进而对工程设计和建设提出相应的改进措施。