剪切带是岩土材料破坏的前兆之一,剪切带的准确测量有助于揭示岩土材料变形破坏机理。数字图像相关（DIC）方法是剪切带测量的常用方法之一。为了提高基于DIC方法的剪切带测量精度,本文开展了下列研究工作:（1）提出了一种基于将粒子群优化算法（PSO）的整像素方法,利用该方法计算得到的结果不易陷入局部最优。为了提高测量精度,将PSO算法与Newton-Raphson（N-R）迭代方法相结合,提出了粗-细搜索方法和交替迭代方法。当初值不好时,利用交替迭代方法能搜索到全局最优解,而N-R迭代方法的结果会陷入局部最优。（2）为了获得质量较好的散斑图,提出了一种改进的模拟散斑图制作方法,并提出了一种散斑图质量评价参数——平均一阶及二阶灰度梯度商。利用DIC方法测量了散斑图连续平动实验中的位移,测量结果表明,提出参数在一定程度上是有效的。（3）为了分析基于DIC方法的剪切带的测量误差,发展了一种剪切带制作方法,据此制作了水平和倾斜的常应变剪切带及含应变梯度的剪切带,推导了两类倾斜的剪切带内位移及应变的公式,以便于分析计算结果的误差。在剪切带边界附近,利用二阶DIC方法比一阶DIC方法计算得到的位移误差小;子区尺寸越大,或测点与剪切带边界越近,位移误差越大。（4）基于DIC方法及最小二乘拟合方法提出了一种剪切带倾角的测量方法,利用该方法对单轴压缩低液限粘土样的剪切带倾角进行了测量。随着纵向应变的增加,剪切带倾角的演变规律主要存在5种模式:增加、减小、先减小后增加、基本不变,以及先增加后减小。剪切带倾角的最大及最小变化量分别为9°和0.6°,剪切带倾角的范围为46.5°～72.3°。（5）为了提高剪切带的测量精度,提出了一种修正的子区分割法,分别计算了包含裂纹的图像、包含常应变剪切带的图像以及含应变梯度的剪切带的图像上测点的位移场和应变场。对于上述各种情况,修正的子区分割法均比传统DIC方法的位移误差及应变误差小。对于常应变剪切带及含应变梯度的剪切带,剪切带倾角的误差分别为1.7°和-0.1°。（6）利用修正的子区分割法对单轴压缩低液限粘土样的变形测量结果表明,随着纵向应变的增加,剪切带倾角的演变规律主要存在4种模式:增加、先减小后增加、基本不变及先增加后减小;剪切带宽度的演变规律主要存在5种模式:增加、先增加后减小、基本不变、减小及先减小后增加。剪切带倾角及宽度的范围分别为48°～72°和15～38像素（1.35～3.42mm）。