地震是一種破壞性極大的突發(fā)性自然災(zāi)害。地震是不可控的,毀滅性的大地震往往造成建筑倒塌、設(shè)施損毀、人員傷亡，給人身安全和經(jīng)濟建設(shè)造成巨大的損失。

　　對房屋建筑進(jìn)行振動激勵模擬，將地震時房屋的受力情況模擬表現(xiàn)出來，可為提高建筑物的抗震水平，探究地震時建筑局部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固情況，為震后制定快速搜索救援方案制定提供科學(xué)的依據(jù)。

　　一、檢測需求

　　結(jié)構(gòu)動力模型試驗，是研究結(jié)構(gòu)非線性動力響應(yīng)與地震破壞形態(tài)的一種重要手段，也是驗證數(shù)值分析方法的一種有效方法。

　　在模擬地震時房屋敲擊振動的場景下，需精確測量模型結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，房屋振動過程中表面關(guān)鍵點坐標(biāo)及位移，對激勵下房屋結(jié)構(gòu)件振動特性進(jìn)行分析。

　　二、原有檢測方法

　　由于需要建造盡可能還原真實建筑物理特性的模型進(jìn)行實驗，單次振動實驗的成本十分高昂，因此，在振動實驗中獲取盡可能多的數(shù)據(jù)成果是關(guān)鍵所在。

　　傳統(tǒng)測量方法是在模型結(jié)構(gòu)上設(shè)計安裝很多個應(yīng)力計、加速度計等傳感器，測量結(jié)構(gòu)X、Y、Z三個方向的位移。

　　原有方案缺陷

　　粘貼應(yīng)變計這些附著設(shè)備本身對于模型來說是不應(yīng)有的，在振動實驗中可能會對實驗?zāi)繕?biāo)產(chǎn)生直接的相互作用，造成物理影響，干擾數(shù)據(jù)精確度。

　　另外，模型結(jié)構(gòu)因受力的差異，會出現(xiàn)局部的振動頻率差異，接觸式的測量設(shè)備適用于局部結(jié)構(gòu)測量，無法獲取極為重要的目標(biāo)模型的各部位各項振動參數(shù)。

　　三、新拓的檢測方案

　　隨著計算機技術(shù)、光電技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，一種更適合于結(jié)構(gòu)變形測量的新方法——數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC技術(shù)方法）應(yīng)勢而生。它可對各種運動、變化過程參數(shù)進(jìn)行測量，在土木工程領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。

　　XTDIC全場應(yīng)變測量系統(tǒng)是新拓三維自主研發(fā)的，用于物體表面形貌、位移以及應(yīng)變的測量和分析，并得到三維應(yīng)變場以及位移場數(shù)據(jù)，測量結(jié)果直觀顯示，具有非接觸全場測量、高靈敏度、高精度、應(yīng)用范圍廣的特點，是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)實驗中不可缺少的測試儀器。

　　采用XTDIC系統(tǒng)對振動實驗中的目標(biāo)進(jìn)行觀測以獲取實驗數(shù)據(jù)，不但可以明顯擴充數(shù)據(jù)成果的數(shù)量與質(zhì)量，可以完美解決接觸式測量的不足。并且，實時圖像拍攝與同步的存儲速率可以保證極為精確的振動過程完整記錄。

　　采集數(shù)據(jù)分析

　　在模型振動過程中，XTDIC系統(tǒng)兩側(cè)工業(yè)相機從不同的角度同步記錄振動試驗過程，以非接觸的測量方式全方位捕捉振動實驗的細(xì)節(jié)特性，獲取更多詳細(xì)的圖像序列數(shù)據(jù)，通過XTDIC系統(tǒng)軟件可分析出模型結(jié)構(gòu)在加載過程中的位移場和應(yīng)變場，進(jìn)而為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測打下基礎(chǔ)。

　　XTDIC系統(tǒng)實時采集獲取房屋模型表面的三維形貌特征和位移信息，進(jìn)而計算出物體表面每一點上的位移量，及時檢測敲擊過程中房屋的振動情況，輸出結(jié)構(gòu)位移數(shù)值，以及振動位移分析曲線。

　　四、測量方案價值

　　實驗證明新拓三維XTDIC系統(tǒng)應(yīng)用簡單，能同時捕獲大量模型信息，該測量方法精度較高，效果好，在高成本振動模擬實驗次數(shù)限定的情況下，XTDIC系統(tǒng)相機同步拍攝與存儲系統(tǒng)可以顯著的提高每次地震振動模擬實驗的實驗質(zhì)量，為防止結(jié)構(gòu)因過激振動出現(xiàn)裂縫和斷裂的情況，為地質(zhì)災(zāi)害防治研究與建筑防震抗震研究提供優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)源。