多相機(jī)數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)在土木工程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，人們對建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量提出越來越高的要求，促使土木工程學(xué)科迅速發(fā)展，對土木工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的測量方法，如位移計、百分表和應(yīng)變片等，常受測點(diǎn)數(shù)、空間、量程與試件表面相互干擾、電磁干擾和安裝條件等制約，測量結(jié)果多為單點(diǎn)、單方向的近似相對變形量，在反映試樣變形方面存在先天不足。數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全場非接觸測量。但針對土木工程實(shí)驗(yàn)中典型的長形、環(huán)形、柱形構(gòu)件，常見的二維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)和三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)均很難

2、實(shí)現(xiàn)高精度、全場變形測量。因而，本文采用了基于3D-DIC的多相機(jī)數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)，并對其精度進(jìn)行了研究評估，可很好的符合土木工程實(shí)驗(yàn)的測量要求。將多相機(jī)數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)分別應(yīng)用到長梁、圓柱、方柱的實(shí)驗(yàn)中，其中包含了對該系統(tǒng)面內(nèi)位移測量、應(yīng)變測量、離面位移測量及裂紋記錄的應(yīng)用。本文針對多相機(jī)數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)在土木工程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用展開，論文的內(nèi)容和成果主要包括以下幾個方面:
　　(1)介紹了多相機(jī)數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)兩種不同的布置方式。

3、連續(xù)型系統(tǒng)中，相鄰的相機(jī)有至少1/2視場以上的重疊，在三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)和圖像拼接技術(shù)的共同作用下獲得完整連續(xù)的變形信息;離散型系統(tǒng)的多個3D-DIC子系統(tǒng)沒有或有很少的重疊部分，獲得的是相互獨(dú)立離散的變形信息，其實(shí)質(zhì)為多個3D-DIC系統(tǒng)的同時應(yīng)用。
　　(2)設(shè)計精度校對實(shí)驗(yàn)，以加載位移為參照，得到的面內(nèi)位移相對測試精度可達(dá)到0.01％，離面位移相對精度可達(dá)到0.1％，優(yōu)于同時進(jìn)行測量的3D-DIC系統(tǒng)的測試結(jié)果;應(yīng)變精度校

4、對實(shí)驗(yàn)中，以應(yīng)變片結(jié)果為參照，當(dāng)試件的橫向應(yīng)變超過實(shí)驗(yàn)中最大應(yīng)變的20％時，八相機(jī)-DIC與應(yīng)變片的相對誤差在時間軸上的平均值為8.67％。
　　(3)進(jìn)行BFRP-珊瑚礁混凝土梁抗彎性能研究實(shí)驗(yàn)，測量獲得長梁的全場變形信息，撓度測量結(jié)果與位移計測試吻合，并得到其荷載位移曲線，通過應(yīng)變場得到裂紋的發(fā)展情況。
　　(4)采用八相機(jī)-DIC系統(tǒng)對在低周疲勞荷載下的BFRP增強(qiáng)HRBF500鋼筋混凝土圓柱進(jìn)行變形監(jiān)測，從應(yīng)變場、裂