数字散斑相关法在SEM观测岩石变形时的应用_彭瑞东
用数字图像相关技术进行岩石损伤的变形分析
第21卷 第1期岩石力学与工程学报 21(1)：73～762002年1月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan .，20022000年2月14日收到初稿，2000年4月30日收到修改稿。
* 国家攀登项目(95-S-05)SSTC 和地震科学基金(100006)联合资助项目。
作者 赵永红 简介：女，1958年生，博士，现任副教授，主要从事地球动力学、实验岩石力学、高温、高压岩石力学方面的科研与教学工作。
用数字图像相关技术进行岩石损伤的变形分析*赵永红 梁海华 熊春阳 方 竞（北京大学地球物理/地质学系 北京 100871） （北京大学力学与工程科学系 北京 100871）摘要 提出用数字图像相关技术研究含微裂纹的岩石的变形。
在不同载荷作用下，用扫描电镜获得细砂岩表面的灰度分布图，用相关分析处理灰度分布图获得位移分量。
将加载和卸载试件表面的灰度分布图进行相关计算，得到的位移分布与微裂纹分布密切相关，在裂纹附近，位移指向裂纹，大小和方向都很不规则，而远离裂纹，位移的方向较一致，大小变化也不大，表明在微裂纹所分隔的不同区域内，位移场是不同的，表现出岩石损伤中的微裂纹的张开或闭合效应。
最后对该系统在地震、滑坡、岩体工程和地形变等领域非接触变形测量中的应用前景进行了讨论。
关键词 岩石微裂纹，位移场，数字图像相关分类号 TU 454 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2002)01-0073-041 引 言岩石的断裂和破坏往往是一个渐进的过程，伴随着微裂纹的起裂、增长和串接，进而引起断裂失效。
由于含有大量的微裂纹与微孔洞，不同的岩石材料表现出不同的断裂力学行为。
显微观测应力诱发的微裂纹对研究岩石试样的裂纹的增长机制是十分有效的。
人们可以用分形几何描述裂纹的分布特征[1~4]，或检验微裂纹串接形成断裂的转变过程[5]等。
为了了解含有不同尺寸或方向裂纹的岩石的形变机理，定量地分析在外载作用下岩石微裂纹周围的位移场及其变化过程是十分必要的。
数字散斑相关方法研究与应用的开题报告
数字散斑相关方法研究与应用的开题报告一、选题背景数字散斑相关方法是利用数学和光学原理，将数字信息和光学信息相结合，将数字图像转化为散斑图像进行处理的一种方法。
它广泛应用于物体三维形貌测量、物体表面形态变形的研究、无损检测、高精度位移测量等领域，进而推动了这些领域的发展。
随着数字散斑相关方法应用的扩大和深入，越来越多的新技术和新应用被发掘出来，因此本文选择数字散斑相关方法作为研究课题。
二、研究目的本研究旨在探索数字散斑相关方法的原理、算法与应用，分析其在物体三维形貌、位移测量、形态变形测量等方面的作用和优势，研究数字散斑相关方法在实际应用中遇到的问题和解决方法，为数字散斑相关方法在相关领域的应用提供参考。
三、研究内容1.数字散斑相关方法的原理与算法分析；2.数字散斑相关方法在物体三维形貌测量应用中的研究；3.数字散斑相关方法在物体位移测量应用中的研究；4.数字散斑相关方法在物体形态变形测量应用中的研究；5.数字散斑相关方法在实际应用中遇到的问题及解决方法的研究。
四、研究方法1.文献调研法：对数字散斑相关方法相关的经典文献、技术应用论文和专利文献进行调研，了解其发展历程和现状；2.实验研究法：结合数字散斑相关方法的实际应用情况开展实验，评估其效果，发现解决实际问题的方法；3.数学模型法：依据数字散斑相关方法的原理，建立数学模型，进行数值计算和仿真分析。
五、预期结果1.深入了解数字散斑相关方法的原理、算法、特点及其在相关领域的应用情况；2.总结数字散斑相关方法的优缺点，为进一步研究提供基础；3.探索数字散斑相关方法在实际应用中遇到的问题，并提出解决方法；4.为数字散斑相关方法的研究和应用提供参考。
六、研究意义1.能够进一步深入了解数字散斑相关方法的原理和算法，为相关研究提供基础和指导；2.能够总结数字散斑相关方法在物体三维形貌、位移测量、形态变形测量等方面的应用情况和优势，为相关领域的实际应用提供参考；3.能够发现数字散斑相关方法在实际应用中遇到的问题并提出解决方法，为相关科研人员提供参考。
变形测量中的数字散斑相关搜索方法
变形测量中的数字散斑相关搜索方法【摘要】对数字散斑的研究的方法有很多，本文主要通过仿射变化对其基本原理进行了阐述。
通过散斑的位移和其导数与物体变形前后散斑图【1】的联系性进行了分析，并对散斑位移和导数进行的相关算法进行了简化，并提出一些恰当的搜索方法以供参考。
同时，通过典型的试验对该方法进行了测定，证明了其确实可行。
【关键词】数字散斑；搜索方法；变形测量；相关分析一、前言变形测量作为一个十分重要的测量方法，对其的开发和运用可谓相当的广泛，尤其体现在力学研究中。
而数字散斑相关的方法是对光学进行变形测量的一种方法，也就是在物体变形及应变的测量中引入数字散斑的相关方法，并经过不断的发展，逐渐被人们应用到各个重要的领域中，展现出他的优越性。
二、数字散斑在变形测量中运用的发展过程随着人类的不断探索，人们对力学的研究不断的深入，数字图像技术在力学实验中的运用也越来越广泛。
六十年代，Dyson和Dew首次运用电子辅助仪器进行了条纹分析，随后的科学家们也纷纷致力于将图像处理技术引入到力学研究的领域。
这主要是由于光测法突出的优点形成的，主要体现在全场与非接触上，其得到的图像往往也是呈现出条纹状，所以分析重点也转移到对条形图谱的分析上来了。
基于这些，科学家们就开始利用图像处理技术对其进行处理，大大减轻了人工分析的工作量。
经过不断的发展，到目前为止相关学者已经提出了许多的、成体系的方法供人们使用，实现了一系列的自动、半自动的对条纹进行了跟踪、定级、细分等相关的分析。
三、实验本文运用到的相关搜索方法，具体的对缸体的转动和移位以及均匀变形都进行了具体的分析验算。
对这些做的相关分析计算都是在Magiscan-2A这种图像分析仪上进行的，其采用的扫描阵列是512*512型的，并使用的是6比特的辉度水平。
除此之外，试验中另一个重要的仪器是显微镜，具体目的在于：在需要的时候将散斑颗粒进行调整，调整到与摄像机分辨率相匹配的程度上，使得得出的散斑场的离散误差达到最小，相关的搜索实施是通过实现编制好的程序来实现的。
变形测量中的数字散斑相关方法
由于散 斑 的 随机 性 ， 本 中每个 小 区域 中斑 点 样 分 布是各 不相 同的 ， 个 小 区 称 为 子 区 。我 们将 变 这
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
‰ ） ＋ （ ＋Ｏ１△Ａ （ （ ＝ ） 『 Ｔ Ｕ １ ）
Ｌ 口 』 Ｊ
—
１ — ７
２ 试 验
２ １ 硬 件和软 件 ．
为 了达 到实 时 测 量 的 目的 ， 用 了 德 国 Ｂ ｓ ｒ 采 ａｌ ｅ Ｃ Ｄ摄像 机 （ ｂｔ ３０Ｘ１３ ） 行 图 像 采 集 ， Ｃ ８ｉ，１０ ００ 进 分 析 系统 采 用 的 计 算 机 Ｃ Ｕ 主 频 为 ２ ８ Ｈ ， Ｐ ． Ｇ ｚ 内存
系 。所 以 ， 只要 找 出 目标 子 区 和样 本 子 区之 间 一 一 对 应 的关 系 ， 可 以实现 变形 量 的提 取 。 就
Ｐｔｒ和 Ｒ ｎｏ ｅ ｅ ａｓｎ等 人 同 时 独 立 提
出， 他们 都着 重 于研 究 一维 变形 场 的测 量 以及 局 部 变形 场算 法 的研究 。１ ８ ９ ９年 以后 ， 高建 新 等 首 先 在 我 国 开 始 进 行 了 数 字 散 斑 相 关 方 法 的 研 究 工
搭建 了系统 的软件和硬件 。初步 的实验结果 表明 ， 该方法是一 种实用的快速 、 高精度的位移 、 变测 量方法 。 应
关键词 ： 散斑 ； 关 ； 形 ； 相 变 图像 处 理 中图 分 类 号 ： ３ ８ １ Ｔ ３ １４ ０４ ． ； Ｐ９．１ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
、
从 而 得 出位移 场 的 变形 情 况 ， 图像 的子 区信 息 包 含
了灰度 的分布 ， 数 字 散斑 相 关 方法 的一 个 重 要 的 而
数字散斑相关法在高速变形测量中的应用
文章编号:0258-7025(2004)06-0735-05数字散斑相关法在高速变形测量中的应用陈思颖,黄晨光,段祝平(中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室,北京100080)摘要 在SHT B 加载装置上利用数字化的高速摄影和采集系统,并结合数字散斑相关方法,发展了一种光学动态变形测试技术,在霍普金森(Hopkinson)加载装置上实现了具有较高精度和分辨率的位移和变形场的实时光学测量。
实验中,利用I macon -790高速摄影机以105幅/s 的速度分别拍摄了两组L Y12试件的动态拉伸情况(一维平板拉伸试样和含对称缺口的拉伸试样),然后运用数字散斑相关方法对其不同时刻的图像进行分析和处理,可以得到试样在各个时间点的位移场。
最后利用有限元数值模拟技术与实验结果进行了比较,验证了整个系统以及数字散斑相关方法用于高速动态测量中的可行性。
关键词 信息光学;霍普金森杆;高速摄影;数字散斑相关方法中图分类号 T N 247 文献标识码 ADigital Speckle Correlation Method and Its Application onImpact Deformation MeasurementCHEN S-i ying,HUANG Chen -guang,DUAN Zhu -ping(N ational K e y Labor atory of Nonlinear M echanics ,I nstitute of Mechanics ,T he Chinese A cademy of Sciences ,Beij ing 100080,China)Abstract A rea-l t ime and in situ optical measuring system is developed,w hich can be used to obser ve the defor mation of structures under impacting lo ading.T he system co nsists of the high -speed camera,dig ital acquisition,laser light source,synchronization controlling system and analysis softw ar e based on the digital cor relation theor y.T he opt ical system has been adapted to investigate the dynamic deformation fields of nor mal impact tension sample and plain plate w ith notches loaded by split Hopkinson tension device.Results obtained in exper iments are discussed and compared w ith finite element simulations and classical Hopkinson bar method.I t is proved partly that the measuring system,dev elo ped in this paper,is effective and valid.Key words infor mation opt ics;Hopkinson bar ;high -speed camera;digital speckle correlation method收稿日期:2003-03-04;收到修改稿日期:2003-05-26基金项目:国家自然科学基金(10002021)和国家863-802-4资助项目。
数字散斑相关亚像素位移测量方法研究与实验
数字散斑相关亚像素位移测量方法研究与实验摘要：本文主要研究数字散斑相关亚像素位移测量方法，通过实验验证了该方法的可行性和有效性。
本文首先介绍了数字散斑相关技术的原理，然后详细阐述了亚像素级位移测量方法，最后通过实验数据验证了该方法的准确性和稳定性。
本文的研究成果对于数字散斑相关技术的应用具有一定的指导意义。
引言：亚像素级位移测量技术在现代工业和科学研究中具有广泛的应用，如显微镜、机器人视觉、医学影像等领域。
传统的位移测量方法通常采用光学干涉、机械接触等方式，这些方法存在一定的局限性和不足之处。
数字散斑相关技术作为一种新型的位移测量方法，具有非接触、高精度、高稳定性等优点，已经成为研究的热点之一。
本文主要研究数字散斑相关亚像素级位移测量方法，并对其进行了实验验证。
相关工作：数字散斑相关技术是一种基于图像处理的位移测量方法，其基本原理是利用两幅图像之间的散斑纹理变化进行位移估计。
该技术具有较高的测量精度和稳定性，已经被广泛应用于许多领域。
近年来，随着计算机技术和图像处理技术的发展，数字散斑相关技术得到了更广泛的应用和发展。
方法：本文采用数字散斑相关亚像素级位移测量方法，具体步骤如下：首先，采集两幅待测目标的图像，并提取其中的散斑纹理特征；然后，利用数字散斑相关算法计算两幅图像之间的散斑纹理变化；最后，根据计算得到的散斑纹理变化进行亚像素级位移估计。
在实验中，我们采用了不同的参数设置和数据集进行了实验验证，以探究算法的性能和稳定性。
实验：我们采用了不同类型和尺寸的散斑纹理进行实验验证，包括随机散斑、周期性散斑和不同尺寸的图案散斑等。
实验结果表明，本文提出的数字散斑相关亚像素级位移测量方法具有较高的准确性和稳定性。
数字散斑相关方法及应用进展
第6卷 第4期2013年8月 中国光学 Chinese Optics Vol.6 No.4Aug.2013 收稿日期:2013⁃04⁃13;修订日期:2013⁃06⁃15 基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.51075116);安徽省国际科技合作计划资助项目(No.12030603012);教育部留学回国人员科研启动基金资助项目(2011JYLH1150)文章编号 1674⁃2915(2013)04⁃0470⁃11数字散斑相关方法及应用进展王永红1∗,梁 恒1,王 硕1,张 浩1,杨连祥1,2(1.合肥工业大学仪器科学与光电学院,安徽合肥230009;2.美国奥克兰大学机械工程系,密歇根罗切斯特48309)摘要:数字散斑相关方法(DSCM)是一种可以测量变形和应变的光学非接触测量方法,其通过对变形前后物体表面的图像进行灰度信息相关计算来获取被测物的力学性能。
本文叙述了数字散斑相关方法近年来在国内外的发展动态和应用现状,详细论述了基于自适应遗传算法、智能神经网络方法、小波变换法的一系列新型相关搜索方法。
文章指出,近年来,数字散斑相关技术已发展到相对成熟,目前的研究重点是提高测试精度和图像处理速度,而提高散斑图像质量和研究高效的算法是需要努力的方向。
关 键 词:数字散斑相关;相关搜索;精度;效率中图分类号:O436.1 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20130604.0470Advance in digital speckle correlation method and its applicationsWANG Yong⁃hong 1∗,LIANG Heng 1,WANG Shuo 1,ZHANG Hao 1,YANG Lian⁃xiang 1,2(1.School of Instrument Science and Opto⁃electronic Engineering ,Hefei University of Technology ,Hefei 230009,China ;2.Deptartment Mechanical Engineering Oakland University ,Rochester ,Michigan ,USA 48309)∗Corresponding author ,E⁃mail :yhwang@Abstract :Digital speckle correlation (DSCM )is a noncontact measuring method for displacements andstrains,which obtains the mechanical properties of an object by calculating the gray information correlation of the object images before and after deformations.The method has been applied successfully in mechanical measurements in the past twenty years.This paper introduces the developing states of the DSCM and gives ap⁃plication examples.Some new technologies involved in the DSCM are reviewed,such as genetic algorithm,neural networks and wavelet transform.Finally,it points out that DSCM research will focus on improving measuring accuracy and image processing speeds in the future,including improving speckle image quality and researching higher effective algorithms.Key words :digital speckle correlation;search algorithm;accuracy;efficiency1 引 言 数字散斑相关方法(DSCM)是一种可以测量变形和应变的光学非接触测量方法,其通过计算变形前后物体表面图像的灰度信息相关来获取被测物的力学性能。
数字散斑相关方法的原理及土木工程应用简介
数字散斑相关方法的原理及土木工程应用简介刘光利;姜红艳【摘要】数字散斑相关方法（DSCM）是一种全场、无接触、高自动化和高精度的光学变形测量方法,与其它变形测量技术相比数字散斑相关方法有其独到的优越性能。
经各研究学者不断的研究改进,数字散斑相关方法的理论逐渐完善,作为一种固体材料表面变形测量方法,在固体力学的实验中广泛应用,同时在土木工程变形测量中得到较快的发展。
本文对该方法的基本原理、模型及决定测量精度的因素进行了简单介绍,同时对其在土木工程中的应用进行了概述。
【期刊名称】《安徽建筑大学学报：自然科学版》【年(卷),期】2015(023)006【总页数】8页(P52-58,62)【关键词】相关系数;误差分析;整像素搜索法;亚像素搜索法【作者】刘光利;姜红艳【作者单位】解放军理工大学国防工程学院,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TU18数字散斑相关方法(Digital Speckle Correlation Method,DSCM)，又称数字图像相关方法(Digital Image Correlation Method,DIC),由日本的Yamaguchi[1],美国的Peters、Ranson等[2]于20世纪80年代初提出。
高建新[3]是我国最先对该测量技术进行研究的学者。
DSCM是图像处理技术与光学变形测量技术相结合的产物,是基于物体表面散斑灰度分析获取位移和应变信息的光学测量方法。
与接触式应变测量法相比，DSCM的测量过程简单，测量时设备无须与试件相接触，省确了传感器较为繁琐的安装过程，消除了传感器安装所引起的测量误差；受限传感器的大小，接触式应变测量只能反映传感器所在部位的应变信息，而数字散斑相关方法可获取摄像镜头下的全场应变信息；由于摄像机可连续拍摄，可方便的实现动态测量。
与光弹贴片、散斑干涉技术等传统光学测量方法相比，DSCM对光路的要求相对简单，其试验光源可用自然光或普通的照明光，不需要进行干涉条纹的处理，且其对测试环境、隔振要求较低。
数字散斑相关法在变形测量中的应用_陈志新
第19卷 第7期2011年7月光学精密工程Optics and P recision EngineeringV ol.19 N o.7Jul.2011收稿日期:2010-10-08;修订日期:2010-11-29.基金项目:国家自然科学基金资助项目(N o.50975219);苏州市应用基础研究计划(工业部分)资助项目(N o.SY G201014)文章编号 1004-924X(2011)07-1480-06数字散斑相关法在变形测量中的应用陈志新1,2,梁 晋1,郭 成1*(1.西安交通大学机械工程学院,陕西西安710049;2.东华理工大学机电工程学院,江西南昌330013)摘要:为了克服传统的变形测量方法的局限性,实现整体变形和测量范围内各点在任一时刻具体位移的全面测量,以得到完整的变形数据,本文采用数字相关散斑法(DSCM )对变形进行了精确测量。
首先,通过与传统变形测量方法进行比较,归纳出DSCM 具有非接触、精度高、操作简单灵活、测量全面等优点。
然后,描述了散斑法的基本理论,建立了相关的数学模型,并根据相关理论开发了相应的测量分析软件X JT U DIC 。
利用该软件结合相应的硬件设备,对具体的拉伸变形过程进行了测量试验,并将结果与使用引伸计的传统测量方法进行了比较。
得到的结果显示两种测量方法的误差在 0.2%之内,验证了该方法及相应软件和硬件的可靠性及可行性,为变形的全面精确测量提供了一种有效的工具。
关 键 词:数字散斑相关法;变形测量;X JT U DIC中图分类号:T H 823;O436.1 文献标识码:A doi:10.3788/OP E.20111907.1480Application of digital speckle correlation methodto deformation measurementCH EN Zh-i x in 1,2,LIANG Jin 1,GU O Cheng1*(1.M echanical E ngineer College,X i an J iaotong Univer sity ,X i an 710049,China;2.Mechanical &E lectr ical E ngineering Dep ar tment,East China I nstitute of T echnolog y ,N anchang 330013,China)*Corr esp onding author ,E -mail :gch @mail.x j Abstract:T o o vercom e the limitations o f traditional deform ation measurem ent metho ds and co mplete the comprehensive m easurements of the gener al defor mation and the various point displacements w ith -in a measur em ent sco pe in any tim e,the Digital Speckle Cor relation Metho d(DSCM )w as used in accu -r ate deformation measurement.Firstly,by compar ison w ith traditional methods,it summarized the advantages of the method in no n -contact,high precision,simple and flex ible o peratio n,overall m eas -uring and so on.And then the principles o f the DSCM w ere elabo rated on the five aspects,the rele -v ant m athematical mo dels w er e established and the corr espo nding measurement and analysis softw are XJT UDIC w as developed.By using this softw are w ith the relev ant hardw are dev ices,a tensile de -form ation process w as tested and o btained r esults w ere compared w ith that o f traditional measurem ent method using an ex tensometer.Obtained results indicate that the erro r is w ithin 0.2%,w hich fullyvalidates that the m ethod and corr esponding software and hardw are ar e r eliability and feasibility and it pro vides an effective and reliable too l for the precise and co mpr ehensive deformation measurement. Key words:Dig ital Speckle Correlation M ethod(DSCM);defo rmatio n measurem ent;XJT IDIC1 引 言变形及应变测量的应用相当广泛,在力学研究中该项测量尤为重要。
数字散斑相关方法
数字散斑相关方法引言：数字散斑相关方法是一种应用于光学散斑图像处理的技术，可以提取图像中的信息并进行分析。
本文将介绍数字散斑相关方法的原理、应用以及发展趋势。
一、原理数字散斑相关方法的原理基于光学散斑现象。
光通过透明介质时，由于介质内部的密度或折射率的不均匀性，光波会发生相位差，形成散斑。
数字散斑相关方法利用散斑图像中的相位信息，通过相关运算，得到图像中的物理量或形态信息。
二、基本步骤1. 采集散斑图像：使用光学系统和相机等设备采集散斑图像，保证图像的清晰度和分辨率。
2. 预处理：对采集到的散斑图像进行去噪、平滑和增强等预处理操作，提高图像的质量。
3. 提取相位信息：利用数字图像处理算法，提取散斑图像中的相位信息，如使用傅里叶变换或小波变换等方法。
4. 相关运算：将提取到的相位信息与参考图像进行相关运算，得到相关输出图像。
5. 物理量或形态信息提取：通过对相关输出图像进行分析，提取出所需的物理量或形态信息。
三、应用领域1. 光学检测：数字散斑相关方法在光学检测领域有广泛应用。
通过对散斑图像的处理，可以实现对物体的位移、形变、压力等参数的测量。
2. 表面形貌测量：数字散斑相关方法可以用于表面形貌的测量，如粗糙度、曲率等参数的提取。
3. 光学显微镜图像处理：应用数字散斑相关方法对显微镜图像进行处理，可以提高图像的清晰度和对比度。
4. 光学图像识别：数字散斑相关方法可以用于光学图像的识别，如指纹识别、虹膜识别等。
5. 光学通信：数字散斑相关方法在光学通信中也有应用，可以提高光信号的传输质量和可靠性。
四、发展趋势1. 算法优化：随着计算机技术的发展，数字散斑相关方法的算法将会不断优化，提高计算效率和图像处理质量。
2. 多模态融合：数字散斑相关方法可以与其他图像处理方法相结合，实现多模态图像的融合，提高图像处理的准确性和可靠性。
3. 深度学习：深度学习技术在图像处理领域有着广泛的应用，数字散斑相关方法也可以与深度学习相结合，提高图像处理的自动化和智能化水平。
关于数字散斑相关技术在工程测量中的运用的文献综述
关于数字散斑相关技术在工程测量中的运用的文献综述第一篇：关于数字散斑相关技术在工程测量中的运用的文献综述苏州大学本科生毕业设计（论文）关于数字散斑相关技术在工程测量中的运用的文献综述数字散斑相关方法(DSCM)，是起源于20世纪80年代初的一种光学测量方法，是对全场位移和应变进行量化分析的一种光测实验力学方法，其基理是通过分析试件变形前后表面散斑图的变化，来获得位移和应变场。
与传统的光测方法相比，数字散斑相关方法具有如下优点:光路简单，不需要特殊的光学仪器，可以使用白光做光源:对测试环境要求低，受外界影响小，便于实现工程现场应用；测量范围和灵敏度可以自由变化，可以适用于从微观到宏观、从大变形到微变形的测量；具有非接触性、无损测试的特点；数据处理自动化程度高。
但是目前的DSCM方法在位移、应变测量精度以及数据处理速度上还存在许多不足，在一些工程测量应用中受到限制。
另外，大部分的科研人员选择MATLAB或面向过程语言Fortran、C等编写相关计算程序，并且由于没有足够的软件开发经验，因此所开发出的程序可读性差、难以移植、难以维护和扩展，使得他们的成果不能很好的被重复利用。
自 DSCM 方法提出以来，国内外许多学者在这一方法的研究上做了大量的工作。
1983年Peters首先应用数字散斑相关方法进行了刚体位移测量方面的研究。
同年M.A.Sutton又对相关搜索的方法进行了改进，利用粗相关与细相关相结合的方法提高了计算的速度，但这时的结果只有位移分量。
T.C.Chu和Ranson等人对数字散斑相关方法的精度进行了研究，完善了这种测试方法的理论。
M:A Sutton等人又从理论上分析了亚象素恢复过程所带来的测量误差，提出了亚象素恢复等合理方法.1989年ussel把数字散斑相关方法用在复合材料的应变测试上，测出裂纹的二维应变场。
同年Bruck等采用基于二元三次样条插值亚象素重构Newton-raphson迭代算法求解数字相关问题，使数字散斑相关方法有了重大改进，提高了搜索速度和精度，使数字相关方法的理论更加完善。
基于数字散斑技术的垂直裂缝扩展实验
石油勘探与开发486 2013年8月PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT Vol.40 No.4 文章编号：1000-0747(2013)04-0486-06 DOI: 10.11698/PED.2013.04.15基于数字散斑技术的垂直裂缝扩展实验刘合1，王素玲2，姜民政2，张一鸣2（1. 中国石油勘探开发研究院；2. 东北石油大学机械科学与工程学院）基金项目：国家自然科学基金（51004023）摘要：利用砂/泥岩相似材料进行垂直裂缝扩展实验，采用数字散斑相关技术分析加载过程试样中应力应变场，以分析垂直裂缝的扩展特性。
实验结果表明：在界面层强度较高时，裂缝从低强度材料一侧扩展比从高强度一侧扩展更易发生偏转，当界面粘接强度较弱时，无论裂缝从高强度材料一侧还是从低强度材料一侧扩展，经过界面时，均极易发生界面脱胶，导致裂缝经界面后错动传播；裂缝穿过界面前，扩展路径越长，经过界面后越易发生偏转；预制裂缝越短，裂缝经界面时越易发生偏转。
引起裂缝偏转的主要原因在于层状介质间材料的力学性能差异，其导致界面层处产生了剪切应变，剪切应变可诱导Ⅱ型剪切裂缝的产生，致使裂缝扩展转向，界面处产生的剪切变形越大，裂缝偏转的角度越大。
图10表1参14关键词：垂直裂缝；砂/泥岩界面；裂缝扩展；裂缝转向；数字散斑实验中图分类号：TE357.1 文献标识码：AExperiments of vertical fracture propagation based on the digital speckle technologyLiu He1, Wang Suling2, Jiang Minzheng2, Zhang Yiming2(1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China; 2. School ofMechanical Science and Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China) Abstract:The vertical crack propagation behavior for sandstone/mudstone layered specimen made by the similar material was analyzed.The stress and strain field was obtained using Digital Speckle Correlation Method to analyze the propagation characteristics of vertical cracks. The test shows that the higher the strength of the interface layer, the more susceptible the crack deflects from the side of the low-strength than from the side of the high-strength of the material. It is easy for the interface to unglue when the interfacial adhesion strength is weak, which results in the dislocation propagation after the crack passing the interface. The longer the growth path is before the crack passing the interface, the more likely it deflects after passing the interface. Similarly, the shorter the initial prefabricated crack is, the more susceptible it deflects after the crack passing the interface. The main factor of the deflection is the difference in the properties of the composite materials, resulting in a larger shear strain of the interfacial layer. The shear strain can induce type shear fracture, so it isⅡthe main factor leading to crack deflection. The bigger the shear deformation is, the more intensive the crack deflection is.Key words:vertical crack; sand/mudstone interface; crack propagation; crack deflection; digital speckle correlation method0 引言水力压裂中裂缝在层状岩石中的扩展为垂直于胶结面的扩展，垂直裂缝的扩展问题已有较多研究。
变形测量中的数字散斑相关搜索方法
变形测量中的数字散斑相关搜索方法
谭理则
【期刊名称】《科技与企业》
【年(卷),期】2016(0)9
【摘要】对数字散斑的研究的方法有很多,本文主要通过仿射变化对其基本原理进行了阐述.通过散斑的位移和其导数与物体变形前后散斑图[1]的联系性进行了分析,并对散斑位移和导数进行的相关算法进行了简化,并提出一些恰当的搜索方法以供参考.同时,通过典型的试验对该方法进行了测定,证明了其确实可行.
【总页数】1页(P238)
【作者】谭理则
【作者单位】中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 611130
【正文语种】中文
【相关文献】
1.变形测量中的数字散斑相关方法
2.结构变形测量的数字散斑相关方法研究
3.数字散斑相关法在变形测量中的应用
4.散斑图像相关数字技术在薄壁钢管混凝土长柱变形测量中的应用
5.数字散斑相关方法全场变形快速测量
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岩石破坏全场变形演化规律的试验研究
岩石破坏全场变形演化规律的试验研究摘要：工程结构的失稳破坏通常是由于岩石内部裂隙扩展、贯通进而产生宏观断裂所导致。
因此，研究含有预制裂缝的岩石试样在受载期间其变形破裂演化过程更具有现实意义。
笔者采用直裂纹三点弯曲半圆盘试样进行三点弯曲断裂试验，并采用数字散斑相关方法对试样受载过程中的位移场、应变场进行分析，确定了NSCB试样的裂纹扩展速度。
关键词：三点弯曲试验；半圆盘试件；预制裂缝；位移场；应变场引言为了获得岩石试样加载过程中试样表面及裂尖附近的全场变形信息，对含有预制裂缝的石灰岩半圆盘试样进行了准静态条件下的三点弯曲试验，采用数字散斑技术对试样受载破裂过程中的位移场、应变场进行了监测。
相对于传统应变片法，数字图像法更容易得到裂纹的扩展速度，获得更多的全场应变信息，在监测岩石断裂过程和其变形信息时具有更多优势。
1三点弯曲试验原理及方法1.1试验原理数字散斑法是在20世纪80年代提出，后续有学者做了一系列的研究和改进工作，并成功地应用到了木材、金属、航空材料、复合材料、岩石等材料的力学性质测试以及和断裂相关的地质力学模型试验中。
该方法通过采集物体表面变形前后的2幅图像，根据其表面随机分布的散斑点（人工喷漆或材料自然纹理）在变形前后的概率统计相关性来确定物体表面的位移场，实现对物体位移场的测量，通过进一步计算进而得到应变场。
1.2试验方法试验采用NSCB试样，试样材料选用来自河南焦作的石灰岩石材，其主要成分是方解石，硬度较低，天然微裂隙少，结构致密，质地均匀，矿物颗粒细小。
岩石材料密度为2．785g/cm³，杨氏模量为63．94GPa，泊松比0．266，纵波波速为5674m³/s，抗压强度为169．35MPa，抗拉强度为25．2MPa。
试样加工时，首先将石灰岩石材加工成直径150mm的岩心，再将岩心切割成厚度为30mm巴西圆盘，利用磨石机对圆盘上下端面进行打磨，采用刀片将圆盘切割成2个半圆盘试样。
钢支撑在基坑工程中的应用
工程技术研究2021年第5期134钢支撑在基坑工程中的应用方兴杰，孙 旻，冉岸绿，韩 磊，吴剑秋中国建筑第八工程局有限公司，上海 200122摘 要：文章对国内基坑工程中常用的钢管支撑、钢管组合支撑、鱼腹梁钢支撑、型钢组合支撑等钢支撑形式进行介绍，分析其主要特点、应用现状及存在的问题，在此基础上总结钢支撑的发展趋势，为钢支撑在基坑工程中的应用提供了借鉴。
关键词：钢支撑；基坑工程；钢管支撑；型钢支撑中图分类号：TU753 文献标志码：A文章编号：2096-2789（2021）05-0134-03基坑内支撑主要包括混凝土支撑和钢支撑，混凝土支撑拆除时会产生大量的废弃物，与绿色施工背道而驰；钢支撑可重复使用，具有绿色环保的优势。
国外钢支撑应用较早，在设计和施工上积累了大量的经验。
我国钢支撑起步较晚，20世纪90年代，随着深大基坑的出现，建筑基坑开始采用钢支撑体系，代表性的有上海浦东由由大厦基坑、上海华侨大厦基坑、北京国贸二期基坑等，当时采用的主要是圆钢管支撑。
随着设计理论、设计方法、施工技术的进步，在国外技术的基础上逐渐形成现阶段的钢支撑体系，现阶段钢支撑体系主要包括钢管支撑、钢管组合支撑、鱼腹梁钢支撑、型钢组合支撑、补偿装配式型钢组合支撑。
文章主要分析钢支撑的特点、应用现状及存在问题，在此基础上总结钢支撑的发展趋势。
1 钢支撑的类型1.1 钢管支撑钢管支撑应用较早且较为广泛，主要应用于长条形基坑、地铁基坑和下立交等。
钢管支撑如图1所示。
钢管支撑单根独立使用，钢管主要采用φ609mm等型号，钢构件端头有法兰圆盘，圆盘上开有螺栓孔，采用高强螺栓进行支撑的接长，支撑长度不超过40m。
支撑端头采用千斤顶作为预加力的施加方式，预加力施加完成后，打入钢楔用于保持预加力，移走千斤顶。
对于环境保护要求高的基坑，目前常采用固定于支撑上的千斤顶，配备轴力补偿装置。
立柱一般采用型钢和格构柱，立柱上焊接牛腿，牛腿上安装托梁，托梁作为钢支撑的安装支座，在钢支撑与托梁上安装限位装置，限制支撑在托梁上的移动。
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摘要 ：通过带扫描电镜的伺服实验机 对 岩 石 进 行 了 原 位 拉 伸 观 测 实 验 ， 实时采集了岩石变形破 坏过程中表面细观形貌的扫描电镜 （ 照 片． 将亚像素插值和相关系数插值相结合， 有效提 Ｓ ＥＭ） 升了数字散斑相关法的搜索效率和 计 算 精 度 ， 并通过自行研发的数字散斑相关方法（ 程 Ｄ Ｓ ＣＭ） 序实现了岩石 Ｓ 通过对比实验测定结果和软件计算结 果 ， 验证 ＥＭ 图像中微小变形的分析计算 ． 了算法的有效性 ． 结果表明 ： 岩石变形具有明显的非均匀 性 ， 在整体受拉的情况下局部出现受压 区， 其原因在于应力集中或损伤软化现象 ， 且随着载荷的增加 ， 损伤逐渐加剧并导致应变集中 ， 从 而诱发断裂 ． 关键词 ：岩石 ；数字散斑相关法 ；扫描电镜 ；非均匀变形 中图分类号 ： ＴＵ ４ ５ ４； Ｏ ３ ４ ８ 文献标识码 ：Ａ （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ １ ９ ６ ４ ２ ０ １ ２ ０ ４ ０ ６ ５ ０ ０ ７ － － －
第４ １ 卷 第 ４ 期 中国矿业大学学报 Ｖ ｏ ｌ ． ４ １ Ｎ ｏ ． ４ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｕ ｌ ． ２ ０ １ ２ ２ ０ １ ２ 年 ７ 月 Ｊ Ｊ ｙ ｇ ｇ ｙ
第 ４ 期 彭瑞东等 ： 数字散斑相关法在 Ｓ ＥＭ 观测岩石变形时的应用
６ ５ １
岩石内部结构表现出明显的非均质性 ， 因此其 这就使得单纯依靠传统的应 变形场也是不均匀的 ． 变电测法并不能很好的测定出岩石的全场变形 ． 如 何通过先进的实验 测 试 手 段 精 确 测 定 岩 石 的 应 变 对于进一步研究岩石的非线性变形规律和损伤 场， 破坏规律具有重要意义 ． 数字散斑 相 关 方 法 （ 是通过分析变形 Ｄ Ｓ ＣＭ） 从而得到全场位移和 前后试件表面散斑图的变化 ， 应变的一种光 测 实 验 力 学 方 法
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［ ］ １ ４ －
］ １ ０ １ ５ － 量中的应用提供了大量有价值的成果 ［ ．
局限于数字散斑法的计算精度 ， 目前的研究成 果主要集中在岩石 发 生 明 显 损 伤 或 破 坏 前 后 时 的 变形场分析计算上 ． 岩石作为一种富含各种尺度缺 陷的非均质材料 ， 在 宏 观 线 弹 性 阶 段 会 发 生 损 伤， 因此有必要对损伤 萌 生 时 的 非 均 匀 变 形 场 进 行 深 入研究 ． 这就需要 提 高 数 字 散 斑 法 的 计 算 精 度 ， 并 实时拍摄记录不同应力水平 借助扫描电镜 （ Ｓ ＥＭ） 下的岩石表面图像 ， 以实现高精度的损伤变形场计 为此 ， 本文将借 助 先 进 的 实 验 测 试 系 统 拍 摄 记 算． 录岩石拉伸破坏全过程中不同应力水平下的 Ｓ ＥＭ 图像 ， 并研究提高 数 字 散 斑 法 计 算 精 度 的 方 法 ， 最 终借助自主研发的软件实现有关算法 ， 从而计算岩 石损法在 Ｓ ＥＭ 观测岩石变形时的应用
２ ３ ，翁 炜３，左建平２， ，马维佳３ 彭瑞东１，
（ １．中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３； ２．中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３； ） 中国矿业大学 力学与建筑工程学院 ，北京 １ ３． ０ ０ ０ ８ ３
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收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ７ ０ ６ － － ） ） ； ） ； 基金项目 ：国家重点基础研究发展计划 （ 项目 （ 国家自然科学基金项目（ 深部岩土力学与地下工程国 ９ ７ ３ ２ ０ １ ０ Ｃ Ｂ ２ ２ ６ ８ ０ ４ １ ０ ８ ０ ２ ０ ９ ２ ； ） 家重点实验室开放基金项目 （ 中央高校基本科研业务费专项资金项目 （ Ｓ Ｋ Ｌ Ｇ ＤＵ Ｅ ０ ８ ０ ０ ９ Ｂ） ２ ０ ０ ９ ＱＭ ０ ３ ， 作者简介 ：彭瑞东 （ 男， 山西省忻州市人 ， 副教授 ， 工学博士 ， 从事岩石力学分析与测试方面的研究 ． １ ９ ７ ４－ ） ： ： Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ ｕ ｍ ｔ ｂ． ｅ ｄ ｕ． ｃ ｎ ｅ ｌ ０ １ ０ ６ ２ ３ ３ １ ２ ５ ３ ｒ ｄ ＠ｃ Ｔ － ｐ