基于DIC方法的混凝土结构裂缝开展全局识别与重构

裂缝的全局动态识别对揭示混凝土结构的破坏机理十分重要。为解决传统单点位移及应变测试手段难以实现全局裂缝识别的问题，提出了一种基于数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)对混凝土结构裂缝开展全局识别与重构的方法。通过设置裂缝识别阈值，在DIC位移场中按水平方向逐行逐点识别表征开裂位置的位移突变点，随后对开裂位置两侧位移向量作差得到裂缝水平缝宽，再通过局部最小二乘拟合得到裂缝开展走向，根据水平缝宽与裂缝走向关系得到开裂处实际宽度。对位移场内所有目标点执行上述操作即可实现对裂缝形态的全局识别与动态重构。针对图像噪声问题，通过模拟试验验证了位移场降噪的必要性；采用均方根误差、信噪比与平滑度指标量化分析了不同降噪方法的去噪效果。针对实际工程中最优裂缝识别阈值的选取问题，引入信息熵与相关系数，基于缝宽分布熵值曲线与识别损失相关系数曲线提出了最优阈值的确定方法。最后通过超高性能混凝土加固混凝土梁加载试验进行验证。结果表明：该方法实现了混凝土结构裂缝开展过程的自动测量与可视化展示，与裂缝观测仪的对比测试结果表明缝宽测量误差在0.01 mm以内，满足工程要求。该研究为...