研究目的
开发一种利用摄影测量和离散元建模来诊断现有砌体结构裂缝最可能成因的方法。
研究成果
该方法通过结合摄影测量与离散元法,成功诊断出砌体结构裂缝的最可能成因,其中真实沉降场景与实验裂缝模式的匹配度始终最为接近。该技术应用于实际案例研究,显示出在历史建筑?;ぶ械氖涤们绷ΑN蠢垂ぷ饔劢褂诹鞒套远凹釉爻【凹涞牟逯导扑?,以提升方法的鲁棒性与效率。
研究不足
该方法受限于输入的加载场景;若未模拟特定类型的沉降,则无法将其识别为成因。该过程若无自动化则耗时较长,且子采样可能无法捕捉所有联合行为。离散元法中的假设(如刚性块体及特定节理特性)可能无法完全反映实际情况。
1:实验设计与方法选择:
本研究在实验室环境中构建并破坏五面砌体墙,以沉降作为开裂机制。采用摄影测量技术记录墙体开裂前后的状态,并运用离散元建模(DEM)模拟多种荷载条件(包括实际实验荷载及其他情景:宽幅、深部、不同类型)。通过定性与定量相结合的方法比较模拟与实验的裂缝形态。
2:样本选择与数据来源:
使用无砂浆砌筑的砖块建造五面单排砌体试验墙,具有特定尺寸和密度。通过手动千斤顶施加沉降以诱导开裂,采用局部与整体不同沉降类型考察各类裂缝形态。
3:实验设备与材料清单:
设备包括手动千斤顶(OrionMotorTech伸缩剪式升降千斤顶)、用于摄影测量的尼康D90相机、指定尺寸与密度的砖块、作为固定基座的煤渣砖,以及AgiSoft Photoscan、Rhino和3DEC等建模与仿真软件。
4:实验流程与操作步骤:
依次完成墙体建造、沉降诱导开裂,并在损伤前后通过摄影测量记录。拍摄高重叠度图像生成三维模型,在Rhino中建立计算模型并在3DEC中模拟不同荷载条件?;谧远ㄒ宸椒ù幽D馐菁扑懔逊炜矶?,采用子采样和分形距离等指标进行对比。
5:数据分析方法:
通过摄影测量与仿真输出计算裂缝宽度,运用线性回归(斜率、截距、R2)和分形距离比较实验与数值结果。对密度、刚度、摩擦角等输入参数进行敏感性分析。
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获取完整内容-
camera
D90
Nikon
Used for capturing images for photogrammetry to document the state of masonry walls before and after cracking.
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software
Photoscan Professional
AgiSoft
Used to generate photogrammetry point clouds and 3D models from images.
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software
Rhino
Used for 3D computer-aided design to generate idealized geometric models of the walls.
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software
3DEC
Itasca
Used for distinct element modeling to simulate crack patterns under various loading conditions.
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jack
Dilated Scissor Lift jack
OrionMotorTech
Used to apply controllable settlement to crack the masonry walls during experimental testing.
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