煤矿开采

2020, (02) 023015

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DIC在相似材料模型中的裂隙检测
Crack detection method in similar material models based on DIC

柴 敬1,2,欧阳一博1,张丁丁1,2

摘要(Abstract):

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(KeyWords): 数字图像相关技术;相似材料模型;裂隙;应变场;检测

Abstract:

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基金项目(Foundation):

作者(Author): 柴 敬1,2,欧阳一博1,张丁丁1,2

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