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混凝土结构表观裂缝是混凝土结构损伤的一项重要特征,对研究混凝土结构损伤具有重要的参考价值。当前对混凝土表观裂缝识别的方法很多,如:(1)直接和间接观察;(2)无损和有损测试;(3)从结构中取芯测试等。在以上裂缝的识别方法中,大体上以结构表观裂缝的“定性”分析为主,并不能动态反映裂缝的发展趋势与结构的损伤程度之间的“量化”关系。
因此,本文从结构表观裂缝的“定量”分析入手,在裂缝与结构损伤关系“量化”方面做一些研究。在研究了数码相机成像原理和近景摄影测量立体像对空间解析原理的基础之上,以获取的裂缝影像为研究对象,完成了影像获取、相机检校、同名点影像匹配、特征点的提取和识别,实现在只有少量控制点空间坐标值和裂缝影像的情况下通过一系列解算得到表观裂缝大量真实的空间坐标。同时由解算得出的空间坐标重建裂缝矢量数据模型,根据该模型获取结构损伤特征因子。然后建立基于矢量数据模型的时空数据库,实现裂缝的叠置分析,并利用分形几何理论,分析不同时期的表观裂缝在结构表面分布特征的分形维特征量,最终得出混凝土结构表观损伤的变化特征和趋势。上述研究内容是混凝土结构表观损伤特征的数据模型研究的部分模块,目的是为混泥土结构表观裂缝的识别做出一些基础性的研究。
本实验小组利用VC++程序设计语言开发了具有一定功能的实验系统原型,经试验验证本系统能较好地量化反映混凝土结构表观裂缝的特征。与现有混凝土表观裂缝识别方法相比,本研究具有如下优点:(1)引入近景摄影测量技术,该技术不伤及量测目标,可在恶劣条件下作业,可获取表观裂缝的大量真实的空间坐标。(2)提出了混凝土结构表观裂缝数据的表示模型,有利于裂缝几何形态的抽象和重建。(3)利用叠置分析和分形几何方法分析了结构表观裂缝的几何形态特征,使混凝土结构表观裂缝“定量化”分析成为可能。