• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
DIC在相似材料模型中的裂隙检测
  • 作者

    柴敬欧阳一博张丁丁

  • 单位

    西安科技大学能源学院西安科技大学教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室

  • 摘要

    为定量描述上覆岩层中裂隙的产生及发育,利用数字图像相关技术 (DIC)在相似材料模型中进行了裂隙检测。通过定量研究散斑图案质量及 DIC计算参数对检测效果的影响,针对模型局部非均匀变形,提出了子区大小选择的双参数阈值法,确定了裂隙检测所用的子区大小,并合理选择子区间距。然后使用数码相机采集 1 200 mm×1 000 mm×50 mm(长×高×宽)的二维平面相似材料模型表面的散斑场,获取模型目标图像的应变场和位移场,得出了裂隙产生的位置、张开度和长度等定量特征,并与全站仪同步量测数据进行对照。试验表明,采用子区边长40像素和子区间距 10像素的测试参数,得出了该模型 3条裂隙的存在及其发育信息,验证了双参数阈值法的可靠性;随着裂隙的逐渐发育,应变局部化带由模糊到清晰,应变曲线分布特征由单峰到双峰,位移曲线逐渐呈阶梯状分布,可从应变场局部化带长度快速估计裂隙发育长度; DIC测量结果与全站仪测量结果的最大相对误差为 7.73%。DIC测量系统既能有效地检测裂隙,又能达到较高测量精度。研究结果为进一步应用 DIC研究相似材料模型变形提供了试验基础。

  • 关键词

    数字图像相关技术相似材料模型裂隙应变场检测

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(51174280,51804244);陕西省教育厅科学研究计划资助项目(16JK1488)
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