基于數(shù)字散斑技術(shù)的加筋擋墻觀測計算方法研究.pdf

1、數(shù)字散斑相關(guān)方法(Digital Speckle Correlation Method)自上世紀(jì)80世紀(jì)提出至今，廣泛應(yīng)用在材料工程、醫(yī)學(xué)工程的實驗力學(xué)領(lǐng)域中，在巖土工程中的應(yīng)用主要集中在塊石結(jié)構(gòu)的破壞演化研究，由于巖土量測觀測歷時長，易造成拍攝到的照片灰度不一致，并且土顆粒流變特性會造成小顆粒的粘連及土團(tuán)的破碎會干擾到散斑量測結(jié)果的導(dǎo)致了數(shù)字散斑在混合介質(zhì)土的變形演化上的運用較少。本文依托國家自然基金項目“格柵蠕變時砂卵石填料長期工作

2、機(jī)理研究”采用模型試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，編譯并驗證相關(guān)程序，本文主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)根據(jù)巖土模型試驗的特性，編譯了數(shù)值散斑相關(guān)程序，選用了標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)方差相關(guān)法作為相關(guān)性系數(shù)算法，并運用自然散斑圖檢驗了此方法的實用性，通過數(shù)值模擬試驗對比了爬山法和粒子群算法，從效率和準(zhǔn)確度上確定了整像素搜索算法;最后通過數(shù)值模擬檢驗了亞像素插值算法的精確度，即水平位移平均誤差為0.00179pixel，豎向位移平均誤差為0.00

3、187pixel。在砂土直剪試驗中運用了散斑測量程序，測得土體c、ψ值與實際值相差不大。探究了不同光照、不同顆粒大小、使用彩色砂，對于實驗精度的影響，證實了良好的光照條件及良好的對焦會使散斑程序更加穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)了使用普通鏡頭測量會產(chǎn)生畸變，并在轉(zhuǎn)存圖片時存在壓縮碼率，會造成圖片失真，細(xì)節(jié)丟失等現(xiàn)象。
　　(2)編輯了圖像預(yù)處理程序，對于采用自然光作為光源拍攝到的圖像進(jìn)行灰度直方圖均衡化處理，對于采用人造光作為光源拍攝到的圖像采用灰度

4、分段變換和分水嶺算法進(jìn)行處理。在土工筋帶長期拉拔試驗和在長期堆載作用下砂石填料加筋擋墻試驗中運用上述方法，得到直方圖均衡化處理及灰度分段處理均可以較好的提升顆粒對比度，凸顯孔隙陰影處圖像，灰度分段變換法可以突出感興趣的灰度區(qū)間，抑制不感興趣的灰度區(qū)域，分水嶺算法可以極大程度的提取目標(biāo)大顆粒，同時閉合及填充顆粒之間的孔隙，減少了散斑搜索的誤差和時間。
　　(3)在土工筋帶長期拉拔試驗中利用數(shù)字散斑程序論證了土體加筋后筋材的加固作用并