湖南全场三维数字图像相关技术变形测量

刻写在光纤上的光栅传感器自身抗剪能力很差，在应变测量的应用中，需要根据实际需要开发相应的封装来适应不同的基体结构，通常采用直接埋入式、封装后表贴式、直接表贴等方式。埋入式一般是将光纤光栅用金属或其他材料封装成传感器后，将其预埋进混凝土等结构中进行应变测量，如桥梁、楼宇、大坝等。但在已有的结构上进行监测只能进行表贴，如现役飞机的载荷谱监测等。无论是哪种封装形式，由于材料的弹性模量以及粘帖工艺的不同，在应变传递过程必将造成应变传递损耗，光纤光栅所测得的的应变与基体实际应变不一致。拉力试验力值的应变测量是通过测力传感器、扩展器和数据处理系统来完成的。湖南全场三维数字图像相关技术变形测量

随着我国社会经济和科学技术的快速发展，土木建设工程规模也在不断扩大，建筑的造型、功能以及技术逐渐多样化、复杂化、大型化，与之相关的设备、材料、技术也不断更新，对土木工程领域的测量分析难度更是不断提升。因此，提高该领域测量精度和简化测量操作流程是及待解决的问题。传统土木工程测试多使用应变片、位移传感器等方式，实验前的准备工作相当繁琐，也无法满足超高层、超大跨度、特大跨度桥梁、大型复杂结构等建筑测量需求。光学应变测量系统借助机器视觉和数字图像相关技术让科研人员更便捷地观察测量混合结构在应力作用下的性能表现，为土木工程领域中的测量实验注入新的发展动能。上海三维全场非接触式应变系统常用的结构或部件变形测量仪器有水平仪、经纬仪、锤球等。

可以采用相似材料结构模型实验的手段，以钢筋混凝土框架结构为研究对象，通过数字散斑的光学非接触应变测量方式，获取强烈地震作用下模型表面的三维全场位移及应变数据。应变计作为应变测量的工具，存在着贴片过程繁琐，测量精度严重依赖其贴片质量，对环境温度敏感等问题。此外，应变计无法进行全场测量，难以捕捉到关键位置的变形出现的初始位置，当框架结构发生较大范围的变形或断裂，应变计在试件出现断裂时容易损坏，影响测试数据的质量。

应变测量有多种方法，比较常见的是使用应变计。 应变计的电阻与设备的应变存在比例关系；比较常用的应变计是粘贴式金属应变计。金属应变计是由细金属丝，或者更为常见的是由按栅格排列的金属箔组成的。格网状可以对并行方向中应变的金属丝/金属箔量进行比较大化。格网能与一个被称作基底的薄背板相连，基底直接连接至测试样本。因此，测试样本所受的应变直接传输到应变计，引起电阻的线性变化。应变计的基础参数是其对应变的灵敏度，在数量上表示为应变计因子(GF)。GF是电阻变化与长度变化或应变的比值。称重单元内的应变测量通常更方便且经济效率高。

我国西南地区地震频发，大量边坡受强震累积作用产生损伤，极易受天气和人类工程活动影响诱发滑坡灾害，开展强震区岩质边坡长期稳定性研究尤为重要。黄土表（浅）层裂隙及其发育，使得滑坡、崩塌等地质灾害频繁发生，对含裂隙的土质斜坡的研究是一种有益的探索。研究团队通过开展含裂隙黄土斜坡和不含裂隙黄土斜坡的对比振动台模型试验，研究地震荷载作用下黄土斜坡坡面位移和加速度响应规律。通过三维全场应变测量系统，高精度、实时获得斜坡表面的变形量，从斜坡坡面位移和坡体加速度两个方面分析斜坡的动力响应特征，揭示地震作用下两类黄土地震斜坡动力响应特性。可以通过数字散斑的光学非接触应变测量方式，获取强烈地震作用下模型表面的三维全场位移及应变数据。广西VIC-Gauge 2D视频引伸计测量装置

建筑变形测量应按确定的观测周期与总次数进行观测。湖南全场三维数字图像相关技术变形测量

电阻应变测量(电测法)是实验应力分析中使用比较广和适应性比较强的方法之一。该方法是利用电阻应变计(简称应变片或电阻片)作为敏感元件，用应变仪作为测量仪器，通过测量可以得出受力构件上的应力、应变的一种实验方法。测量时，将应变计牢固地贴在构件上，构件变形连同应变计一起变形，应变计的变形产生了电阻的变化，通过测量电桥使这微小的电阻变化转换成电压或电流的变比，经过信号放大，将其变换成构件的应变值而显示出来，完成上述转换工作的仪器叫应变仪。湖南全场三维数字图像相关技术变形测量

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