在土木工程材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域,如何提升工程結(jié)構(gòu)的綜合性能一直是行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。測量技術(shù)對(duì)于土木工程領(lǐng)域內(nèi)大量的結(jié)構(gòu)分析和材料性能測試具有重要意義。DIC(數(shù)字圖像相關(guān))技術(shù)不同于傳統(tǒng)單點(diǎn)式測量方式,以其非接觸、全場測量、高精度等優(yōu)點(diǎn),在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
新拓三維XTDIC三維全場變形測量系統(tǒng),基于數(shù)字圖像相關(guān)法(DIC)技術(shù),具有非接觸、高精度、全場測量等優(yōu)點(diǎn),可替代傳統(tǒng)測量方法,應(yīng)用于混凝土/巖石試樣的壓縮、彎曲、拉伸、劈裂等力學(xué)性能試驗(yàn)中。
混凝土柱壓縮360°測量
為了滿足試件表面圓柱體曲率的360°全周測量需求,采用DIC多測量頭方案,四個(gè)面共架設(shè)4組測量頭,通過攝影測量技術(shù)將全局點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一,以實(shí)現(xiàn)覆蓋立柱體的 360°以及大視場范圍的測量。
DIC系統(tǒng)四測頭360°觀測混凝土柱體
彈性階段-DIC位移場分析
XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)按一定像素間隔對(duì)試件感興趣區(qū)域(ROI)進(jìn)行網(wǎng)格劃分,對(duì)劃分出的各目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行DIC計(jì)算,輸出全場位移場數(shù)據(jù)。
360度測量3D位移場
裂紋擴(kuò)展破壞階段-DIC位移場分析
裂紋擴(kuò)展破壞階段-位移場分析
裂紋擴(kuò)展破壞階段-應(yīng)變場分析
混凝土梁三點(diǎn)彎曲測試
通過三點(diǎn)彎曲加載,對(duì)大型混凝土梁抗彎性能進(jìn)行測試,采用新拓三維DIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng),獲取位移場、應(yīng)變場,以及裂紋萌生、擴(kuò)展演化的趨勢(shì)。
新拓三維DIC三維光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng),對(duì)大型混凝土梁三點(diǎn)彎曲加載過程進(jìn)行圖像采集, DIC軟件分析計(jì)算每個(gè)加載階段結(jié)束后對(duì)應(yīng)云圖和實(shí)物對(duì)比云圖。
930MPa階段應(yīng)變場
2115MPa階段應(yīng)變場
巖石力學(xué)性能測試
新拓三維XTDIC三維光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng),已廣泛應(yīng)用于建筑工程材料測試,巖石壓縮測試、巖石劈裂測試、巖石裂紋擴(kuò)展測試等,獲取巖石破壞演化過程的應(yīng)變和位移數(shù)據(jù),為土木工程結(jié)構(gòu)安全評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。
巖石壓縮應(yīng)變測量
采用XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng),搭配高速相機(jī),以5000幀的非接觸采集頻率方式監(jiān)測圓柱體巖石樣本,同時(shí)進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)。在加載過程中,采用黑白點(diǎn)陣跟蹤樣本的變形。XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)用于不同載荷條件下巖石損害過程的圖像處理、可視化和分析。
DIC技術(shù)分析其損傷應(yīng)變場分布,壓縮過程中其表面損傷應(yīng)變較大的區(qū)域萌生出微裂紋,并且最終擴(kuò)展成宏觀主裂紋,其表面損傷應(yīng)變較大的區(qū)域出現(xiàn)失穩(wěn),損傷應(yīng)變場可用于分析巖石材料的損傷演化行為。
巖石壓縮加載位移場
三維區(qū)域XYZ方向合位移云圖
測量位置如上圖所示,分析其表面點(diǎn)點(diǎn)之間距離變化,分析其受壓時(shí)參數(shù)如下圖:
豎向點(diǎn)點(diǎn)距離長度曲線
豎向點(diǎn)點(diǎn)距離相對(duì)變化曲線
橫向向點(diǎn)點(diǎn)距離長度曲線
橫向點(diǎn)點(diǎn)距離相對(duì)變化曲線
巖石巴西劈裂DIC測試應(yīng)用
巖石巴西劈裂測試中,XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)搭配高速攝像機(jī),高速拍攝巖石破壞過程圖像,結(jié)合DIC軟件分析可生成的載荷下定量全場應(yīng)變圖(拉伸、壓縮和剪切),展示巖石破壞過程和應(yīng)變演化過程。
高速相機(jī)采集巖石劈裂破壞過程圖像
通過DIC軟件分析發(fā)現(xiàn),巖石材料劈裂過程中X/Y方向最大主應(yīng)變,裂紋變化趨勢(shì)明顯,通過色譜圖分析最大應(yīng)變區(qū)域,分析裂紋演化以及具體數(shù)值。
巖石單軸壓縮DIC測試
采用XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)搭配高速攝像機(jī),以5000幀的非接觸采集頻率方式對(duì)試驗(yàn)過程開展全場應(yīng)變觀測,對(duì)比分析巖石試樣的宏觀力學(xué)參數(shù)、空間應(yīng)變場演化規(guī)律與破壞模式。
XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)用于試驗(yàn)機(jī)載荷條件下巖石壓縮破壞過程的圖像處理、可視化和分析。
巖石壓縮三維區(qū)域XYZ方向合位移云圖
巖石壓縮加載應(yīng)變場云圖