多相機數字圖像相關技術在土木工程實驗中的應用研究.pdf

1、近年來，人們對建筑結構的質量提出越來越高的要求，促使土木工程學科迅速發(fā)展，對土木工程實驗技術也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的測量方法，如位移計、百分表和應變片等，常受測點數、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，測量結果多為單點、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。數字圖像相關技術可以實現全場非接觸測量。但針對土木工程實驗中典型的長形、環(huán)形、柱形構件，常見的二維數字圖像相關技術和三維數字圖像相關技術均很難

2、實現高精度、全場變形測量。因而，本文采用了基于3D-DIC的多相機數字圖像相關系統(tǒng)，并對其精度進行了研究評估，可很好的符合土木工程實驗的測量要求。將多相機數字圖像相關系統(tǒng)分別應用到長梁、圓柱、方柱的實驗中，其中包含了對該系統(tǒng)面內位移測量、應變測量、離面位移測量及裂紋記錄的應用。本文針對多相機數字圖像相關技術在土木工程實驗中的應用展開，論文的內容和成果主要包括以下幾個方面:
　　(1)介紹了多相機數字圖像相關系統(tǒng)兩種不同的布置方式。

3、連續(xù)型系統(tǒng)中，相鄰的相機有至少1/2視場以上的重疊，在三維數字圖像相關技術和圖像拼接技術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，獲得的是相互獨立離散的變形信息，其實質為多個3D-DIC系統(tǒng)的同時應用。
　　(2)設計精度校對實驗，以加載位移為參照，得到的面內位移相對測試精度可達到0.01％，離面位移相對精度可達到0.1％，優(yōu)于同時進行測量的3D-DIC系統(tǒng)的測試結果;應變精度校

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