土工三轴试验作为土的性能参数研究的重要途径,对于土的本构特性和土的力学性能、应力应变性能包括土的强度特性研究具有非常重要的作用。所以土工三轴试验的精度和数据的准确性影响对土的力学性质和强度的判断,进而影响土在实际工程中应用。在常规三轴试验对土进行剪切变形时,通常饱和土的体积变化通常是以三轴仪体变管的排水量来测量的,由于仪器自身的不确定性,会造成较大的误差。此外体变管得到的排水量时土样整体剪切过程中的平均体积应变,使得对于土性的研究有很大的局限性,而且无法测量土体的径向变形。在体变管收集排水量时,要求土样完全达到饱和状态,这对于实际情况较难做到。本文提出以数码相机为采集元件的单目测量系统对三轴试验进行非接触测量,利用MATLAB开发了图像处理软件。通过多视角棋盘格标定法解决了关键的相机参数标定问题,提高了测试精度。充分利用MATLAB的图像处理功能简化了编程难度,提高了识别效率。采用边缘识别算法测试土样的变形,得到土样的轴向和径向变形和土样在试验过程中的体积变化。该非接触测量方法测量更快速更直接,不会对试验过程中产生扰动,并且能够直观的测量土样变形过程中任意时刻的径向变形,很好的弥补了常规三轴仪在测量体积应变和径向应变方面上的不足,为土工三轴试验提供一种新的工具和方法。相比其他将数字图像测量方法应用于常规三轴试验,本文利用比较常见的CMOS镜头,没有采用直接计算像素当量的简单标定方式,通过棋盘格标定的方法计算出相机的内参数矩阵,通过Pn P问题的DLT解法,反推出相机的外参数矩阵即位姿变换矩阵,大大提高了标定精度,在常规三轴试验仪不做任何其他改装的前提下,仍然对测量结果有着较高的精度。利用单目测量系统对常规三轴试验中土样变形的全过程进行测量,并且和三轴仪所测得的数据进行对比,分析试验结果,证明单目测量系统对土体变形测量方法的可行性,对比常规三轴试验,单目测量方法的优越性。最后,分析造成误差的影响因素。经过试验证明,新的方法虽然存在一些影响因素会造成一定的误差,但是很好的避免了传统三轴试验对土样的一些扰动,并且精度较高,数字图像测量技术还有很广阔的研究前景和很大的研究价值。