混凝土是當前建筑結(jié)構(gòu)普遍采用的主要承重結(jié)構(gòu)材料,其火災(zāi)性能研究是建筑火災(zāi)安全研究的熱點。目前關(guān)于高溫后混凝土力學性能的研究較多,但絕大部分研究采用的是傳統(tǒng)測量方法,如位移計、應(yīng)變片等,傳統(tǒng)測量方法僅可以得到局部或者平均變形的數(shù)據(jù)。本文在進行高溫后混凝土和箍筋約束混凝土力學性能試驗時,采用了數(shù)字圖像相關(guān)方法對混凝土表面變形和裂縫進行了全場監(jiān)測。主要工作內(nèi)容如下:（1）從數(shù)字圖像相關(guān)方法的工作原理、優(yōu)點、適用范圍等方面分析它在高溫后混凝土材料軸壓試驗中的適用性,進行預(yù)試驗確定相關(guān)參數(shù),得出可用數(shù)字圖像相關(guān)方法采集試驗信息并分析試驗結(jié)果的結(jié)論。（2）對9個常溫和27個經(jīng)歷升溫、降溫作用后的混凝土試件進行了軸壓力學性能試驗,主要分析了溫度和水灰比對高溫后混凝土的殘余承載力、彈性模量、峰值應(yīng)變等的影響。并采用數(shù)字圖像相關(guān)方法對混凝土試件進行了全場監(jiān)測,得到了裂縫發(fā)展的全過程。（3）對4個常溫和16個經(jīng)歷升溫、降溫作用后的箍筋約束混凝土試件進行了軸壓力學性能試驗,主要考察了溫度和體積配箍率對高溫后試件的殘余承載力、彈性模量、應(yīng)力-應(yīng)變曲線等的影響。同樣也采用了數(shù)字圖像相關(guān)方法對試件進行全場監(jiān)測。（... 

【文章來源】：長江大學湖北省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)字圖像相關(guān)方法設(shè)備示意圖

14成，如圖1所示。一般來說，運用數(shù)字圖像相關(guān)方法測量位移及變形需要由三步來完成：試件的準備、圖像的采集、試件圖像的相關(guān)運算。圖1數(shù)字圖像相關(guān)方法設(shè)備示意圖Fig.1SchematicdiagramofDICequipment（1）試件的準備在數(shù)字圖像相關(guān)方法中，試件的位移或變形是由試件表面的散斑通過相關(guān)運算而得到，因此試件的表面必須具有滿足一定條件的散斑的存在即具有隨機分布灰度的散斑，表面的散斑隨著物體變形而一起移動。目前，得到隨機散斑圖的方法主要有以下三種：（1）利用激光照射試件表面，得到激光散斑；（2）人工制作散斑；（3）部分試件（如木材、瀝青混凝土等）表面自然形成的紋理，亦可作為隨機散斑圖。三種不同方法獲得的散斑圖如下圖所示：圖2三種不同的散斑圖Fig.2Threedifferentspecklepatterns

15（2）圖像的采集圖1是經(jīng)典的數(shù)字圖像相關(guān)方法測量系統(tǒng)的示意圖，進行試驗時，先固定好試件的位置，然后再將攝像機固定在試件的正前方，同時使相機的光軸垂直于試件的表面。相關(guān)研究結(jié)果表明[68]，相機的光軸與試件表面的法線之間的偏差在5°之內(nèi)時，對測量結(jié)果影響較校數(shù)字圖像相關(guān)方法的創(chuàng)始人之一Sutton建議采用將攝像機遠離試件或者使用帶有遠心鏡頭的攝像機，有益于減小試件離面位移的影響[76-79]。試驗過程中攝像機采集試件的圖像的頻率根據(jù)壓力機所顯示的壓力而定，具體的將在試驗部分的介紹。（3）相關(guān)運算數(shù)字圖像相關(guān)方法通過對比試件未變形和變形時表面的圖像計算出試件表面每一個像素點的位移，數(shù)字圖像相關(guān)方法的原理如圖3所示：一般將未變形的圖像稱為參考圖像或基準圖像（ReferenceImage），變形后的圖像稱為變形后的圖像（DeformedImage）。首先在參考圖像中選擇一個大小為(2N+1)×(2N+1)像素的正方形參考子集，并假定點),(00yxP位于所選取的區(qū)域的中心，點),(iiyxQ為所選區(qū)域內(nèi)任意一點；然后，再在變形后的圖像中按照一定的搜索方法找到使相關(guān)系數(shù)取得極值的目標區(qū)域，然后對比變形后的點),("0"0"yxP和點),(00yxP的坐標得到位移向量，再通過形函數(shù)可以確定參考子集內(nèi)各點的位移，進而得到試件測量區(qū)域的位移常圖3數(shù)字圖像相關(guān)方法原理示意圖Fig.3SchematicdiagramoftheprincipleofDIC


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