本文通过透明土与粒子图像测速技术(PIV)相结合,利用自行设计的圆柱形试件贯入装置对圆柱形试件贯入至透明土中的土体内部的位移、贯入深度进行了研究。透明土是用与天然土体性质相近的透明材料代替天然的土体,并利用其内部透明可视的特性得到土体在某种条件下内部位移的一种特殊土体。本文中所使用的透明土模型是以正十二烷和90#白油的混合物为孔隙液,以及一定级配的熔融石英为骨架材料配置而成。并将激光器产生的激光线通过柱面镜转化为激光扇面,利用光线的干涉原理在透明土内部产生可记录土体内部位移信息的散斑。然后利用粒子图像测速技术(PIV)对高速相机拍摄的高帧率图像进行处理得到土体内部的位移云图,用以分析圆柱形试件的直径、质量、贯入端形状以及速度对贯入透明土中产生的位移影响。研究中主要关注贯入过程中产生最大位移的时刻和土体位移稳定的时刻,研究发现,试件贯入端形状影响土体内部产生的最大位移值及位移的横向影响范围,试件直径对于产生的土体内部的最大位移有影响,试件的质量影响贯入过程中土体内部位移的影响范围,贯入试件的速度影响土体内部最大位移值以及位移的横向影响范围。对于贯入至石英砂与透明土中的试件,在质量相差不大情况下,各因素对于贯入深度的影响大小为:试件直径>试件贯入端形状>试件质量;在试件质量相差成倍的情况下,各因素对于贯入深度的影响大小为:试件质量>试件直径>试件贯入端形状。贯入目标材料的密实度对于贯入过程中试件的贯入深度、贯入任意时刻速度以及加速度起着决定性作用。研究发现在贯入过程中试件贯入端前出现一个密度更大的密实核核,产生的密实核大小与贯入端的形状有关,密实核的大小与试件所受的阻力成正比,进而密实核会影响贯入试件的加速度、速度、位移,最终表现为贯入试件的贯入深度。在以上研究的基础上,利用砂土材料的动态球腔扩张理论进行推导,发现预测值与实验值相差不大,误差大约在10%左右;预测值误差与质量有一定关系,在相同直径与贯入端情况下,质量越大,试验值与预测值误差越小。