韓興博， 馮浩嵐， 何 喬， 王培源， 陳子明， 婁智普

（1. 長安大學(xué) 公路學(xué)院， 陜西 西安 710064；2. 貝爾福-蒙貝利亞技術(shù)大學(xué) 信息學(xué)院， 貝爾福 90000；3. 中鐵二十一局集團軌道交通工程有限公司，山東 濟南 250000）

隧道模型試驗以其相較原位試驗的經(jīng)濟性與可重復(fù)性，以及相較理論分析及數(shù)值計算的客觀性與直觀性，在巖土隧道工程領(lǐng)域的研究中占據(jù)重要地位，是不可或缺的研究手段之一［1］。

隧道模型試驗中一般采集的數(shù)據(jù)包括地表位移、圍巖與襯砌的接觸壓力、襯砌的變形及結(jié)構(gòu)內(nèi)力等。早期，郭舜年等［2］、顧金財?shù)龋?］通過百分表及位移計量測襯砌變形，以及通過觀察圍巖開裂的宏觀現(xiàn)象對不同工況隧道結(jié)構(gòu)的受力特性進行了模型試驗研究。后續(xù)，學(xué)者們也在模型試驗的地層頂部增設(shè)了多組百分表以觀察隧道開挖引起的地表沉降規(guī)律。此類襯砌變形、地表沉降等數(shù)據(jù)，可以通過百分表、位移計等設(shè)備接觸結(jié)構(gòu)體直接進行觀測，獲取較為便捷。但是除此類結(jié)構(gòu)體表面的位移外，圍巖內(nèi)部的位移也對隧道開挖后地層影響規(guī)律的研究具有重要價值。因此，為了觀測巖土體內(nèi)部的位移，李又云等［4］通過多點位移計監(jiān)測了隧道模型試驗圍巖內(nèi)部位移。這類多點位移測量系統(tǒng)及方法，為獲取圍巖內(nèi)部的變形規(guī)律提供了條件，但是仍然屬于通過少量點的位移來推測整個圍巖的變形情況，試驗結(jié)果分析具有一定的偶然性。此外，該類位移計多為自研，不同研究團隊的制作工藝水平會較大程度影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性［5］。后續(xù)，隨著光纖測量技術(shù)的發(fā)展，劉泉聲等［6］通過在圍巖內(nèi)部布設(shè)光纖，實現(xiàn)圍巖變形的監(jiān)測。但是，不論內(nèi)置的多點位移計還是光纖測量儀器，其均需將測量元件埋置于土體內(nèi)部，這些元件不同程度上會影響其周邊土體位移的發(fā)展，從而一定程度影響試驗結(jié)果。

隨著數(shù)字圖像測量技術(shù)的發(fā)展，李元海等［7］提出了采用標(biāo)點法計算圖像的相關(guān)性，并開發(fā)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)PhotoInfor。Stanier 等［8］通過改良算法實現(xiàn)了粒子圖像測速（particle image velocimetry，PIV）技術(shù)在巖土變形監(jiān)測中的應(yīng)用，并研發(fā)了基于MATLAB 的GeoPIV-RG 程序并可開放獲取。Blaber 等［9］基于數(shù)字圖像相關(guān)（digital image correlation， DIC）技術(shù)，也研發(fā)了可開放獲取的MATLAB程序Ncorr。上述技術(shù)及實踐對隧道模型試驗圍巖襯砌等的位移及裂縫發(fā)展的非接觸測量提供了強力支撐。因此，本研究擬首先從DIC、PIV、數(shù)字照相變形量測（digital photogrammetry for deformation measurement，DPDM）三類技術(shù)出發(fā)，對數(shù)字圖像測量方法在隧道模型試驗中的應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展進行梳理，并介紹各類測量方法的基本原理。其后通過黃土盾構(gòu)隧道的掘進模擬試驗，對數(shù)字圖像測量技術(shù)在隧道模型試驗中的應(yīng)用進行示范。研究以期對隧道模型試驗的圍巖及結(jié)構(gòu)變形量測提供思路及具體方法。

1 數(shù)字圖像測量方法應(yīng)用概述

1.1 數(shù)字圖像相關(guān)DIC

DIC 技術(shù)較早被應(yīng)用于固體力學(xué)中，測試剛性材料（如鋼和鋁）的應(yīng)變。巖土工程研究對象相對剛性材料，試驗中的應(yīng)變明顯更大（應(yīng)變范圍在0.1 %～1 %）且顯著高于與該技術(shù)的典型誤差幅度。因此，在20 世紀(jì)90 年代末，研究人員意識到DIC 特別適用于巖土工程領(lǐng)域，開始在地層變形的分析中廣泛應(yīng)用。

在公路隧道方面，基于縮尺離心試驗，Idinger等［10］對不同圍巖壓力下隧道掌子面塌方的破壞機理進行了分析，進一步利用DIC 分析地面變形規(guī)律并將分析結(jié)果與理論模型進行了對比。Huang等［11］基于物理模型試驗，采用DIC 技術(shù)分析了隧道開挖后圍巖的變形情況，研究了斷層帶附近隧道圍巖的破壞機理。在地鐵隧道方面，Sun 等［12］采用透明砂和DIC技術(shù)對盾構(gòu)機掘進時的土體變形規(guī)律進行了實驗研究，研究發(fā)現(xiàn)土體的沉降槽類似于高斯曲線。李堂勇［13］依托成都地鐵某運營區(qū)間，通過模型試驗及DIC 等方法對淺埋地鐵隧道抗震性能進行了研究。

此外，針對許多巖土破壞過程，如淺基礎(chǔ)的塑性破壞或山體滑坡涉及的類似顆粒流運動，也可以利用圖像相關(guān)技術(shù)解決流體力學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)問題［14］。

1.2 粒子圖像測速PIV

相較DIC 技術(shù)，PIV 技術(shù)不僅可以分析不同工況下的巖土體位移場，還可以針對盾構(gòu)隧道壁后注漿等流體在空隙中的填充情況和擴散范圍進行分析。

在分析材料試件的基本性能方面，王文學(xué)等［15］對試件開展壓剪試驗，探究了裂隙張開度對試件強度、變形及破壞的影響。而在樁土變形及隧道施工方面的分析中，曹兆虎等［16］對沉樁過程中樁周土體的位移場進行測量，并研究了不同因素對樁周土體位移場的影響規(guī)律。方燾等［17］開展了不同埋深盾構(gòu)隧道施工時砂土地層的變形規(guī)律模型試驗，得出了不同埋深情況下地層的變形規(guī)律。

此外，在土動力學(xué)以及流體力學(xué)相關(guān)的研究中，Cilingir等［18］利用PIV測量了隧道周圍的加速度和土壓力，發(fā)現(xiàn)最大加速度對隧道承受的最大荷載有重要影響。李文濤［19］利用PIV 測試，對盾構(gòu)隧道壁后注漿控制地層沉降的效果及注漿漿液的填充情況和擴散范圍進行了研究。

1.3 數(shù)字照相變形監(jiān)測DPDM

DIC和PIV作為主流的非接觸測量方法，在此兩者基礎(chǔ)上，學(xué)者們對非接觸測量方法進行了拓展，形成了更多元化的測量手段。數(shù)字照相量測技術(shù)［20］主要通過單反相機、電荷耦合器件（CCD）攝像機或者其他拍照設(shè)備當(dāng)作圖像采集的手段，從而得到需要觀測物體的數(shù)字圖片，進一步利用數(shù)字圖像處理以及分析軟件對所量測的目標(biāo)的變化趨勢進行分析與處理［21］。

其中，李元海團隊研發(fā)的DPDM軟件［20］最具代表性，DPDM軟件包括2個圖像分析程序（PhotoTarget、PhotoInfor）和1個后處理程序PostViewer。用戶在應(yīng)用該技術(shù)時只需要采集數(shù)字照片并準(zhǔn)備一個控制點文件，系統(tǒng)便可完成剩余分析處理工作?；诖?，李元海等［22］對壓縮試驗時的混凝土試件進行觀察，得到了其表面位移、應(yīng)變等發(fā)展、演變過程。

2 測量方法的原理

2.1 二維圖像測量

2.1.1 基本原理

（1）數(shù)字圖像相關(guān)DIC

數(shù)字圖像相關(guān)又稱數(shù)字散斑相關(guān)法，其基本原理是在變形前對圖像中的感興趣區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，并將每個子區(qū)域視為剛體運動。然后，通過預(yù)定義的有關(guān)函數(shù)計算每個子區(qū)域，在變形后的圖像中找到對應(yīng)的子區(qū)域，從而確定該區(qū)域的位移。通過計算所有子區(qū)域，得到整個場的變形信息。該方法具有全場測量、抗干擾能力強、測量精度高的優(yōu)點。該方法中的局部DIC（是傳統(tǒng)DIC 的一種，與全局DIC不同［23］）分析方法的原理如圖1所示。

圖1 DIC變形子區(qū)示意圖［24］Fig. 1 Schematic of DIC deformation sub-region[24]

圖1 中，P(x0，y0)為參考子區(qū)的中心坐標(biāo)，Q(x0，y0) 為圖像子區(qū)中任意一點的坐標(biāo)。而P′(x0′，y0′)和Q′(x0′，y0′)分別為變形后，子區(qū)中心P(x0，y0)和任意一點Q(x0，y0)對應(yīng)的坐標(biāo)。針對研究對象依次拍攝的圖片進行相關(guān)性分析，得到物體的相應(yīng)位移，其核心思想是將計算區(qū)域離散化為獨立的圖像子區(qū)，并在每個子區(qū)內(nèi)分別搜索目標(biāo)位置。在變形前后的圖像中，應(yīng)用相關(guān)系數(shù)公式計算它們之間的相關(guān)性［24］。在搜索區(qū)域內(nèi)，當(dāng)相關(guān)系數(shù)達到峰值時，該位置即為目標(biāo)子區(qū)的位置。目標(biāo)子區(qū)的定位過程包括整像素搜索和亞像素匹配，實際上使用了優(yōu)化方法。

（2）粒子圖像測速PIV

通常將跟隨性好且反光性強的示蹤粒子大量地釋放到所測流場內(nèi)，粒子會跟隨著流體運動并保持一致的運動狀態(tài)，此時即可以示蹤粒子的運動速度反映出同一位置流體的運動速度，激光器發(fā)射出來的光束經(jīng)柱面透鏡散射后用來照亮測試流場中的示蹤粒子，同時利用垂直于測試流場的CCD相機進行不間斷的兩次曝光，將同一區(qū)域不同時刻的粒子運動圖像記錄在PIV底片上［25］。

圖像處理技術(shù)能夠針對較大測試區(qū)域難以準(zhǔn)確確定同一粒子運動軌跡的問題將原本較大的區(qū)域劃分成若干個稱為查問區(qū)的小區(qū)域。再利用統(tǒng)計技術(shù)得出每個查問區(qū)粒子在流場中的位移大小和方向，再結(jié)合跨幀時間Δt 計算粒子的速度矢量，如圖2 所示。通過統(tǒng)計每個查問區(qū)的粒子，得到每個查問區(qū)的速度矢量，再對所有的查問區(qū)進行處理，最終統(tǒng)計出整個測試區(qū)域的速度矢量場。

圖2 PIV原理圖［25］Fig. 2 Schematic diagram of PIV[25]

在二維平面上，選取任一運動的示蹤粒子，時間間隔為Δt，則它在x方向和y方向上的位移均與時間t存在函數(shù)關(guān)系，即：

式中：vx、vy分別為x、y方向上的瞬時速度；分別為x、y方向上的平均速度；Δt為兩次測量的時間間隔。

當(dāng)測量間隔滿足一定條件時，平均速度就能反映出瞬時速度。PIV測速即是根據(jù)示蹤粒子的瞬時平均速度來反映出整個二維流場。

（3）數(shù)字照相變形量測（DPDM）

DPDM 軟件系統(tǒng)中，根據(jù)觀測目標(biāo)上是否使用人工量測標(biāo)志點，將DPDM 分為標(biāo)點法和無標(biāo)點法，前者因不受觀測區(qū)域變形限制，圖像處理速度較快等優(yōu)點適用于模型試驗、現(xiàn)場觀測等大范圍變形觀測場景，但其測點布置操作較復(fù)雜且數(shù)量受限；后者因測點布置靈活且無需人工物理量測適用于小范圍觀測，但其缺點是量測精度對觀測區(qū)變形突變性和環(huán)境光線變化敏感且圖像分析時間較長［20］。其中，圖像分析程序PhotoTarget專門用于標(biāo)點法數(shù)字照片的處理分析。而PhotoInfor 既可以用于無標(biāo)點法圖像處理，也可以處理標(biāo)點法圖像。

進一步，針對巖土類材料局部化變形特性，提出了旋轉(zhuǎn)加平動的圖像相關(guān)分析三步搜索算法，然后說明了基于等參四邊形單元的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與變形解釋方法。DPDM 軟件系統(tǒng)可為砂土、黏土、鋼筋混凝土、巖石等巖土工程常用材料的數(shù)字照相變形全程觀測、演化過程以及局部分析提供有力支持。

2.1.2 測量方法原理的差異

DIC、DPDM 等非接觸測量方法雖然在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采用等方面存在差異，但基本原理均以照片上點的相關(guān)性判斷各點的位移，并進一步分析觀察區(qū)域內(nèi)的位移。圖像相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用于實驗流體力學(xué)時發(fā)生了很大變化。如果兩幅圖像是在激光照射流體流動平面上的已知時間間隔內(nèi)拍攝的，則圖像分析可以用來測量流體中流動的大小和方向。在流體力學(xué)應(yīng)用中，因為該技術(shù)被用來測量某種粒子的速度，基于DIC 原理的圖像相關(guān)技術(shù)通常也被稱為PIV。

DIC 和DPDM 使用場景更偏向于室內(nèi)試驗道路、橋梁、隧道、基礎(chǔ)、河壩、鋼結(jié)構(gòu)、鋼混結(jié)構(gòu)等土建結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測中。而PIV 被廣泛運用于漿液［19］、泥石流［26］、噴泉［27］等流體運動的研究中。

2.2 三維圖像測量

針對二維數(shù)字照相量測方法在透明巖體內(nèi)部變形破裂觀測方面存在的不足，林志斌等［28］通過研究近景攝影測量相關(guān)算法開發(fā)三維數(shù)字照相量測技術(shù)，該技術(shù)采用多臺圖像采集設(shè)備（數(shù)碼相機、攝像機等）觀測目標(biāo)，然后利用三維數(shù)字圖像的相關(guān)算法解算觀測目標(biāo)上各待測點的三維變形，適用范圍廣泛。模型試驗中該方法的量測求解過程大致為：

① 在試驗開始前，布置至少8 個已知空間坐標(biāo)的控制點于觀測目標(biāo)周圍，然后使用2臺或2臺以上的數(shù)碼相機同時拍攝觀測目標(biāo)及設(shè)置的控制點；

② 聯(lián)立每臺數(shù)碼相機的三維坐標(biāo)模型方程，如式（3），求解得到各相機的6 個畸變參數(shù)(k1，k2，p1，p2，s1，s2)、4 個內(nèi)方位元素(u0，ν0，cx，cy)與6個外方位元素(φ，ω，κ，X0，Y0，Z0)；

式中：u和ν為控制點在數(shù)字圖像上的像素坐標(biāo)；cy=f dy和cx=f dx分別表示相機在縱軸與橫軸上的聚焦程度；Δu 和Δν 為像素點的畸變值，由式（4）求解；u0和ν0為像平面坐標(biāo)原點（像主點）在數(shù)字圖像上的坐標(biāo)；X0，Y0，Z0表示相機光心在三維空間中的坐標(biāo)；Xw，Yw，Zw為控制點的三維空間坐標(biāo)；r11、r12、……、r33為相機旋轉(zhuǎn)矩陣R中的9個系數(shù)，由相機3個獨立的姿態(tài)角φ、ω、κ構(gòu)成。

式中：k1、k2、p1、p2、s1、s2分別表示相機的徑向、離心和薄棱鏡畸變系數(shù)；r 為像素點與像主點間距，r=

③ 保持?jǐn)?shù)碼相機靜止，開始試驗并控制各臺相機在試驗不同時間節(jié)點同時對模型進行拍攝；

④ 根據(jù)步驟②中求出的畸變參數(shù)、內(nèi)外方位元素及不同時刻觀測目標(biāo)在各臺數(shù)碼相機中的圖像坐標(biāo)，求得觀測目標(biāo)上各待測點的三維空間坐標(biāo)；

⑤ 將所求的三維坐標(biāo)值與初始狀態(tài)下相應(yīng)測點的坐標(biāo)值相減，得到不同時刻各測點的變形值。

事實上，上述求解思路在近景攝影測量中一般被稱為“直接線性變化法”，其求解精度往往相對較低。而基于“直接線性變換法”的“光束平差法”精度更高，該方法在平差計算時加入各待測點圖像坐標(biāo)，聯(lián)立形成龐大的方程組，最終一次性求解得到所有相機的參數(shù)及各待測點的三維空間坐標(biāo)。

基于直接線性變換法，結(jié)合光束平差法，林志斌等［28］采用DELPHI 結(jié)合MATLAB 開發(fā)了三維數(shù)字照相量測軟件系統(tǒng)Photogram_3D，該方法適用于以透明巖體為相似材料的相關(guān)室內(nèi)試驗。

3 DIC在室內(nèi)盾構(gòu)隧道施工模型試驗中的應(yīng)用

體之間形成盾尾間隙，對圍巖造成一定擾動。針對黃土地層盾構(gòu)隧道施工時的圍巖變形特性及圍巖壓力計算模型，結(jié)合第1節(jié)關(guān)于非接觸測量方法在巖土工程、隧道工程等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的特點，本文以黃土地層盾構(gòu)掘進的室內(nèi)模型試驗為案例，對數(shù)字圖像測量方法在模型試驗中的應(yīng)用過程進行具體介紹，并對試驗結(jié)果進行分析。

在隧道掘進試驗前，首先對基于PIV 的GeoPIV-RG程序以及基于DIC的Nocrr程序進行適用性驗證。在試驗箱中添加本次模型試驗材料，通過頂部施加荷載，觀察荷載作用過程中土體顆粒的位移情況。如圖3所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)土體顆粒較為細(xì)時，土體顆粒A 及摻入染色劑增加顆粒辨識度的土體B，采用GeoPIV-RG 均無法成功分析。但當(dāng)采用較粗顆粒的土體C 時，分析可正常進行。相對PIV 分析手段，DIC 對均一的土體A 可以成功分析。因此后續(xù)試驗使用DIC進行位移分析。

圖3 不同算法分析結(jié)果對比Fig. 3 Comparison of analysis results of different algorithms

盾構(gòu)隧道施工過程中，管片從盾尾脫出后，與土

3.1 試驗系統(tǒng)

本試驗的整體布置如圖4 所示，模擬裝置包括圍巖模擬裝置（模型箱及相似土等）、掘進裝置（伺服轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、伺服推進系統(tǒng)、導(dǎo)軌、反力支撐架、刀盤和盾殼等）、支護裝置（管片等）。此外，圖像采集設(shè)備包括：模型箱兩側(cè)的補光燈、盾構(gòu)掘進入口正斷面的補光燈、3 臺高清拍照設(shè)備（2 臺側(cè)面+1 臺正面）。補光燈的光色應(yīng)與相機的焦距、曝光時間相協(xié)調(diào)，共同保證圖片的清晰度，以便于土體位移分析的準(zhǔn)確性。

圖4 模型試驗C4D效果圖Fig. 4 C4D effect of model test

結(jié)合目前西安地鐵盾構(gòu)隧道管片外徑6.2 m的特點和邊界效應(yīng)，所用管片模型外徑124 mm，試驗?zāi)Ｐ拖溟L1 156 mm、寬500 mm、高1 000 mm。由于有機玻璃易刮花，重復(fù)使用率較低，且刮花會導(dǎo)致圖像分析的結(jié)果誤差較大。因此，模型箱前后均使用8 mm 厚的超白透明鋼化玻璃便于觀察圍巖變形現(xiàn)象，如圖5所示。

圖5 模型試驗箱（單位： mm）Fig. 5 Chamber of model test (unit: mm)

以西安地鐵某區(qū)間為依托工程，依托盾構(gòu)機圖紙，對刀盤及盾殼進行簡化并制作，如圖6所示。其中，盾構(gòu)模型掘進時，保證盾構(gòu)刀盤以一定線速度推進的同時以一定的角速度轉(zhuǎn)動。由于現(xiàn)場的盾構(gòu)推進速度為40～60 mm·min-1，刀盤轉(zhuǎn)速為1.50～1.60 r·min-1。因此，設(shè)定模型推進速度為0.02 mm·s-1，故掘進一環(huán)需25 min，刀盤轉(zhuǎn)動速度為1.50 r·min-1。

圖6 盾構(gòu)機模型Fig. 6 Model of shield machine

試驗期間的主要監(jiān)測項目為盾構(gòu)掘進時的進洞口橫斷面土體變形情況，運用DIC 技術(shù)對相機拍攝的土體變形圖片進行處理，得到盾構(gòu)掘進時的土體位移規(guī)律，具體流程如圖7所示。

圖7 圖像分析流程Fig. 7 Image analysis process

3.2 2D邊界條件下盾構(gòu)掘進土體變形情況

盾構(gòu)掘進（圖6）時，距離隧道軸心不同距離邊界條件下的土體變形規(guī)律相似。本文選擇距離管片軸心2 倍管片外徑（2 D）條件下的土體變形規(guī)律進行分析，對盾構(gòu)掘進到8 環(huán)距離時的土體水平和豎向位移進行分析。其中，x和y的正方向分別為向右和向下，如圖1所示。此外，對室內(nèi)模型試驗的尺寸進行幾何相似（相似比為50），使之與實際工程相聯(lián)系。

3.2.1 進洞口橫斷面土體水平位移

盾構(gòu)掘進時進洞口橫斷面土體水平位移如圖8所示，雖然對土體拍攝的范圍較廣，但試驗發(fā)現(xiàn)低含水率黃土的自穩(wěn)性較好，只有盾構(gòu)隧道上方的部分土體變形較大。

圖8 盾構(gòu)掘進8環(huán)時進洞口橫斷面土體水平位移Fig. 8 Horizontal displacement of soil in cross-section of entrance at a shield tunneling of eight rings

由圖8可知，低含水率黃土地層中盾構(gòu)掘進8環(huán)管片距離時，隧道兩側(cè)圍巖的擾動范圍在盾構(gòu)掘進中軸線兩側(cè)0.75 D左右。盾構(gòu)掘進時，水平位移存在豎直向的等高線，土體沿水平向呈現(xiàn)整體移動的規(guī)律；且土體整體呈現(xiàn)右移現(xiàn)象，這與盾構(gòu)機順時針轉(zhuǎn)動掘進密不可分。

3.2.2 進洞口橫斷面土體豎向位移

盾構(gòu)掘進時進洞口橫斷面土體豎向位移如圖9所示。

圖9 盾構(gòu)掘進8環(huán)時進洞口橫斷面土體豎向位移Fig. 9 Vertical displacement of soil in the cross section of entrance at a shield tunneling of 8 rings

由圖9可知，低含水率黃土地層中盾構(gòu)掘進至8環(huán)管片距離時，隧道兩側(cè)圍巖擾動范圍在盾構(gòu)掘進中軸線1 D 左右。與水平位移相似，豎向位移存在水平向的等高線，且大范圍土體發(fā)生了整體向下的位移。此外，與盾構(gòu)隧道緊密相連的上方小部分土體下移，發(fā)生松動塌落，而上方一部分土體隆起，在盾構(gòu)機掘進時土體隨盾構(gòu)機轉(zhuǎn)動掘進發(fā)生順時針方向的偏轉(zhuǎn)，土體出現(xiàn)隆起、抬升現(xiàn)象。

4 結(jié)論

本文重點介紹了二維數(shù)字圖像測量方法在隧道模型試驗中的應(yīng)用現(xiàn)狀、技術(shù)發(fā)展和基本原理。并對三維測量方法的原理及在隧道模型試驗中的應(yīng)用潛力進行分析。最后，通過黃土地層盾構(gòu)隧道的掘進模型試驗，對數(shù)字圖像測量技術(shù)在隧道模型試驗中的應(yīng)用進行示范。主要得出如下結(jié)論：

（1）DIC、DPDM等非接觸測量方法的基本原理均以照片上點的相關(guān)性判斷各點的位移，并進一步分析觀察區(qū)域內(nèi)的位移。該方法的使用場景更偏向于室內(nèi)試驗隧（巷）道、基礎(chǔ)、邊坡、大壩、路面、橋梁、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測。

（2）PIV 分析中兩幅圖像是在激光照射流體流動平面上的已知時間間隔內(nèi)拍攝的，圖像分析可以用來測量流體中流動的大小和方向，該方法被廣泛運用于漿液、泥石流、噴泉等流體運動的研究中。

（3）通過開展黃土地層盾構(gòu)隧道室內(nèi)模型試驗發(fā)現(xiàn)，低含水率黃土地層盾構(gòu)掘進8環(huán)管片距離時，圍巖的擾動范圍為盾構(gòu)掘進中軸線兩側(cè)1 D左右和盾構(gòu)上方1 D范圍內(nèi)。

作者貢獻聲明：

韓興博：論文初稿，指導(dǎo)論文思路和框圖，校核論文。

馮浩嵐：室內(nèi)試驗，試驗結(jié)果分析，繪圖和修改論文。

何喬：調(diào)研室內(nèi)試驗的相關(guān)資料，DIC軟件調(diào)試。

王培源：補充室內(nèi)試驗的相關(guān)資料。

陳子明：調(diào)研及參與論文的修改。

婁智普：參與論文的修改。