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鉴于传统数字图像相关(DIC)方法采用的布点方式(水平成行,垂直成列)很可能会将一些测点分布在散斑质量较差的位置,提出了一种基于测点优化、Newton-Raphson(N-R)迭代与粒子群优化(PSO)算法的DIC方法。首先,通过在原始测点周围寻找散斑质量较好的区域来优化测点位置;然后,采用基于N-R迭代与PSO算法的粗细搜索方法计算优化后(非均匀分布)测点的位移场;最后,采用二维格林样条插值算法对该位移场进行插值以获得原始测点处的位移场,再由中心差分方法获得应变场。利用试验机对砂土试样进行单轴压缩实验,在实验过程中,采用数码相机拍摄砂土试样一个喷涂了散斑表面的图像,实验结束后,利用DIC方法程序,对所拍摄的部分图像进行计算。为了深入揭示砂土试样剪切带的启动机理及演变规律,对DIC方法获得的结果进行双三次样条插值,从而获得光滑性较好的最大剪切应变分布,根据纵向应变较高时清晰剪切带所处位置在砂土试样上布置测线,对测线上的最大剪切应变进行统计,获得测线上最大剪切应变的均值和标准差的演变规律;根据上述两种统计量的线性规律丧失所对应的平均最大剪切应变作为剪切带萌生的条件,进而获得剪切局部化区域尺寸的演变规律。研究发现:1)当样本子区尺寸在21～41pixel之间时,对于平均灰度梯度处于10～20pixel-3,且预加应变量处于0.01～0.05之间的散斑图,采用本文提出的DIC方法可以获得较好的测量结果,这与优化测点位置有关。若采用本文提出的DIC方法仅对原始测点中分布在散斑质量较差位置处的那些测点进行优化,有望获得更为理想的测量结果。2)随着纵向应变的增加,沿剪切带方向上的最大剪切应变由低值多峰向高值少峰转变;测线上最大剪切应变发生突增的点、局部高值点及低值点均有可能发展成为主峰。3)测线上最大剪切应变的均值和标准差随纵向应变的演变规律在总体上均呈上凹形,但当纵向应变较低时,二者均呈线性。剪切带萌生对应于应力-纵向应变曲线的线性硬化阶段的初始阶段。4)随着纵向应变的增加,砂土试样中发生剪切局部化的区域越来越大。欲达到相同的剪切局部化区域尺寸,含水率高的砂土试样所要求的纵向应变较高。当纵向应变较高时,含水率高的砂土试样的剪切局部化区域尺寸比含水率低的砂土试样要大,这与其塑性变形阶段较长有关。