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岩石变形破坏局部化的白光数字散斑相关方法研究(英文) 被引量:17
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作者 潘一山 杨小彬 马少鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期98-100,共3页
介绍了白光数字散斑法的基本原理 ,并采用白光数字散斑相关方法研究了煤岩的变形局部化 ,通过实验测定了煤岩变形局部化的开始时刻、演化过程 ,首次获得了局部化带的宽度 ,为研究岩石非均匀变形的演化过程。
关键词 岩石 变形局部化 白光数字散斑相关方法
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基于散斑去模糊的数字图像相关深度量程拓展
2
作者 黄海昇 倪梓浩 +1 位作者 白玉磊 董博 《光学精密工程》 北大核心 2025年第18期2857-2867,共11页
在二维数字图像相关技术(2D-DIC)的振动测量中,有限的深度量程会在散斑离面位移过大时引发散斑图像模糊问题。为了实现深度量程的拓展,本文提出一种融合维纳滤波和自适应局部平滑的离焦散斑去模糊方法。该方法首先分析了散斑图像中离焦... 在二维数字图像相关技术(2D-DIC)的振动测量中,有限的深度量程会在散斑离面位移过大时引发散斑图像模糊问题。为了实现深度量程的拓展,本文提出一种融合维纳滤波和自适应局部平滑的离焦散斑去模糊方法。该方法首先分析了散斑图像中离焦模糊的产生机制,并利用维纳滤波对原始模糊图像进行复原。随后,通过引入自适应局部平滑策略对维纳滤波反卷积产生的振铃效应进行抑制。最后,为了验证本文所提方法的有效性,分别进行了离焦散斑去模糊实验、离面位移测量实验和振动测量实验。在离焦去模糊效果实验中,散斑图像获得了更高的平均强度梯度和更小的最优子集尺寸,表明新方法可以有效提升散斑对比度并获得高质量复原图像;在离面位移重构实验中,最大动态测量范围提升了9%,离面位移测量值相对于真实值的离散程度降低了8.8%,有效拓展了2D-DIC的深度量程;在实际振动测量中,该方法将周期振动信噪比提升了5.5%,同时将均值误差降低了2.4%,有效提高了2D-DIC的测量精度。本文所提出方法显著拓展了传统2D-DIC在深度方向的测量能力,为复杂动态场景下的全场振动监测提供了可靠技术支持。 展开更多
关键词 去模糊 深度量程拓展 数字图像相关技术 离面位移 维纳滤波
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数字散斑相关方法及应用进展 被引量:29
3
作者 王永红 梁恒 +3 位作者 王硕 张浩 杨连祥 王永匆 《中国光学》 EI CAS 2013年第4期470-480,共11页
数字散斑相关方法(DSCM)是一种可以测量变形和应变的光学非接触测量方法,其通过对变形前后物体表面的图像进行灰度信息相关计算来获取被测物的力学性能。本文叙述了数字散斑相关方法近年来在国内外的发展动态和应用现状,详细论述了基于... 数字散斑相关方法(DSCM)是一种可以测量变形和应变的光学非接触测量方法,其通过对变形前后物体表面的图像进行灰度信息相关计算来获取被测物的力学性能。本文叙述了数字散斑相关方法近年来在国内外的发展动态和应用现状,详细论述了基于自适应遗传算法、智能神经网络方法、小波变换法的一系列新型相关搜索方法。文章指出,近年来,数字散斑相关技术已发展到相对成熟,目前的研究重点是提高测试精度和图像处理速度,而提高散斑图像质量和研究高效的算法是需要努力的方向。 展开更多
关键词 数字相关 相关搜索 精度 效率
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一种新的数字散斑相关方法及其应用 被引量:103
4
作者 芮嘉白 金观昌 徐秉业 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第5期599-607,共9页
本文提出了一种新的改进的数字散斑相关方法——十字搜索法。采用该方法将大大缩短计算时间,从而使数字散斑相关在微机上得到成功的应用。本文还从概率与统计的角度提出了新的相关系数计算公式,这个计算公式可以提高计算精度。文中还... 本文提出了一种新的改进的数字散斑相关方法——十字搜索法。采用该方法将大大缩短计算时间,从而使数字散斑相关在微机上得到成功的应用。本文还从概率与统计的角度提出了新的相关系数计算公式,这个计算公式可以提高计算精度。文中还讨论了高精度测量的一些技术问题。初步实验验证表明,本文所提出的方法是一种实用的快速、高精度的位移、应变测试方法。 展开更多
关键词 数字 相关 CAT 力学测量
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含动态裂隙岩体的高精度数字散斑相关量测方法 被引量:33
5
作者 李元海 林志斌 +1 位作者 靖洪文 杨圣奇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1060-1068,共9页
数字图像相关与相关系数计算是数字散斑相关方法(DSCM)的基本原理与基础算法,然而,岩体在产生裂隙前后,会导致裂隙区数字图像相关性的明显改变和依据相关系数计算结果的错误判断,因此,常规以点为中心来构建图像相关分析像素块的方法必... 数字图像相关与相关系数计算是数字散斑相关方法(DSCM)的基本原理与基础算法,然而,岩体在产生裂隙前后,会导致裂隙区数字图像相关性的明显改变和依据相关系数计算结果的错误判断,因此,常规以点为中心来构建图像相关分析像素块的方法必然会产生较大误差甚至错误。为此,基于岩体裂隙的分布特征及其简化型式的分析,提出一种简单有效的新方法——"一点五块"法以消除裂隙影响,在自行研制的PhotoInfor软件系统中实现了这一功能,并针对一含双孔岩石试件单轴压缩下的变形与破裂过程进行了应用研究。结果表明:①"一点五块"法有效解决了含有动态裂隙岩体的DSCM量测的精度问题,巩固了数字照相量测技术在岩石破裂演变全场精细观测实验中的优势地位;②"一点五块"法同时可作为一种DSCM通用精度提高算法,应用于包含动态裂隙与非动态裂隙的材料变形量测中;③在岩石单轴压缩过程中,DSCM获得了岩体变形破裂演变过程与轴向应力之间的关系,发现了岩体在峰值附近开始出现局部较大剪应变,但岩体结构的严重破坏则发生在接近残余应力阶段;④DSCM能够揭示岩体内部结构破裂情况与孔洞周围变形之间的时间关系,从而为进一步研究通过孔洞洞壁的位移来预测围岩内部变化的方法提供一个有效的手段。 展开更多
关键词 岩石力学 数字相关 岩石试件 单轴压缩 裂隙
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应用数字散斑相关方法实验研究雁列断层变形破坏过程 被引量:24
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作者 陈俊达 马少鹏 +1 位作者 刘善军 金观昌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1350-1356,共7页
以数字散斑相关方法(DSCM)为观测手段,对雁列断层结构的破坏过程进行了实验研究,观测和分析了变形破坏过程中模型表面的变形场演化过程.断层结构由一块含两条平行割缝的大理岩平板模拟,模型试件在双轴试验机上加载;DSCM观测系统在加载... 以数字散斑相关方法(DSCM)为观测手段,对雁列断层结构的破坏过程进行了实验研究,观测和分析了变形破坏过程中模型表面的变形场演化过程.断层结构由一块含两条平行割缝的大理岩平板模拟,模型试件在双轴试验机上加载;DSCM观测系统在加载过程中记录试件表面的散斑图像,然后分析得到模型表面待测区域各记录时刻的位移场及应变场.全场连续的变形数据清晰地反映了雁列断层结构的变形破坏过程的各种细节.实验结果显示,变形最初集中在断层带周围,然后迁移到雁列区,最后雁列区贯通,结构发生滑动导致整个结构发生失稳破坏.对变形破坏过程中的变形场进行统计分析发现,一种描述变形局部化特征的统计指标—Cv值,可以作为一个雁列断层破坏的前兆指标. 展开更多
关键词 雁列断层 破坏 数字相关方法(DSCM) 变形场 破坏前兆
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数字散斑相关测量方法的研究与改进 被引量:31
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作者 孙一翎 李善祥 李景镇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期54-57,共4页
通过对数字散斑相关测量方法的研究 ,提出一种新的数字散斑相关搜索方法 .采用该方法可大大节省数字散斑相关测量中数据处理的时间 .实验表明 ,本文所提出的方法是一种实用的快速、高精度位移和变形的测量方法 .
关键词 数字 单峰性 快速相关搜索算法 位移 变形 测量
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基于数字散斑相关方法的虚拟引伸计及其在岩石裂纹动态观测中的应用 被引量:15
8
作者 郭文婧 马少鹏 +1 位作者 康永军 马沁巍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期3196-3200,共5页
基于数字散斑相关方法(DSCM)发展了一种虚拟引伸计测量方法。该方法通过DSCM测量的应变场识别和定位裂纹,然后"事后"在裂纹处虚拟地安装引伸计,再通过DSCM测量的位移场计算裂纹的张开量和错动量。给出了虚拟引伸计的原理和实... 基于数字散斑相关方法(DSCM)发展了一种虚拟引伸计测量方法。该方法通过DSCM测量的应变场识别和定位裂纹,然后"事后"在裂纹处虚拟地安装引伸计,再通过DSCM测量的位移场计算裂纹的张开量和错动量。给出了虚拟引伸计的原理和实现方法,并用实验验证了虚拟引伸计的可靠性,同时分析并标定出虚拟引伸计在实测中可达到0.1像素的分辨率。将虚拟引伸计应用于含未穿透预制裂纹(三维裂纹)的花岗岩试件的破坏实验中,根据虚拟引伸计测得的裂纹张开、错动情况,对试件破坏过程中不同裂纹的出现顺序以及裂纹类型进行了判断,同时对试件破坏的机制进行了简单分析。 展开更多
关键词 虚拟引伸计 数字相关方法(DSCM) 裂纹 岩石破坏
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数字散斑相关方法与应用研究进展 被引量:117
9
作者 王怀文 亢一澜 谢和平 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期195-203,共9页
数字散斑相关方法(digitalspecklecorrelationmethod,DSCM)作为固体实验力学领域材料表面变形场测量的一种非接触式方法与其它技术相比具有一些独到的优点,其有效性已经在近20年中被众多的应用实例所证明.近年来该方法在理论上逐步完善... 数字散斑相关方法(digitalspecklecorrelationmethod,DSCM)作为固体实验力学领域材料表面变形场测量的一种非接触式方法与其它技术相比具有一些独到的优点,其有效性已经在近20年中被众多的应用实例所证明.近年来该方法在理论上逐步完善,一些现代的数学理论和数学方法(例如:小波变换、遗传算法、神经网络等)逐渐被引入到该方法中;在实验中的各个技术环节上正在逐步的改进,其结果的精度逐步的提高,结果收敛的速度也逐渐的加快;其应用的领域正逐渐从常规材料的测试向一些新型材料测试、从宏观场逐渐向细微观尺度、从常规环境向比较恶劣的环境、从实验室测试逐步向工程现场应用、从静态准静态向动态准动态等方面发展.本文简要介绍了DSCM的基本原理和数学模型,在相关搜索的改进、相关系数的选择、灰度级的重建和图像识别方面的进展以及在材料力学性能测试,微尺度变形场测量等方面的应用.最后就这一实验测量技术的几个可能的发展趋势进行了预测. 展开更多
关键词 微区测量 测试方法 力学性能 数字 固体力学
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数字散斑相关方法用于岩石结构破坏过程观测 被引量:12
10
作者 马少鹏 潘一山 +1 位作者 王来贵 赵永红 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2005年第1期51-53,共3页
介绍了数字散斑相关方法(DSCM)的基本原理及用 DSCM 进行岩石力学实验观测的观测系统,用此系统进行了一个岩石圆孔结构变形破坏过程的变形场观测,实验结果显示了此种岩石结构的复杂破坏过程。岩石结构的破坏经历损伤的积累及局部化过程... 介绍了数字散斑相关方法(DSCM)的基本原理及用 DSCM 进行岩石力学实验观测的观测系统,用此系统进行了一个岩石圆孔结构变形破坏过程的变形场观测,实验结果显示了此种岩石结构的复杂破坏过程。岩石结构的破坏经历损伤的积累及局部化过程,结构最终沿某一局部化带发生宏观破坏,但局部化带的演化在时间和空间上均不稳定,甚至存在跳跃与竞争现象。 展开更多
关键词 数字相关法(DSCM) 岩石力学 变形测量 破坏
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基于微粒子群优化算法的数字散斑图像相关方法 被引量:9
11
作者 梁智锦 王开福 +1 位作者 顾国庆 张成斌 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期603-607,共5页
为了能够通过一步搜索同时得到数字散斑图像中所测点的整像素和亚像素位移信息,采用灰度插值的方法构造了亚像素子区,改进了基于微粒子群算法的数字图像散斑相关方法。对含有平移信息的模拟散斑图和具有应变的模拟散斑图进行相关计算,... 为了能够通过一步搜索同时得到数字散斑图像中所测点的整像素和亚像素位移信息,采用灰度插值的方法构造了亚像素子区,改进了基于微粒子群算法的数字图像散斑相关方法。对含有平移信息的模拟散斑图和具有应变的模拟散斑图进行相关计算,验证了该方法的适用性;在对具有微小面内位移转动的试件进行测量时,比较了整像素的微粒子群算法和不同量级的灰度插值下的亚像素微粒子群算法。结果表明,基于微粒子群算法的亚像素数字散斑图像相关方法在测量小位移方面具有一定的优越性。 展开更多
关键词 图像处理 数字相关 微粒子群优化算法 灰度插值
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数字散斑相关方法的全场优化表述 被引量:5
12
作者 王显 马少鹏 +1 位作者 陈俊达 宋义敏 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期505-508,566,共5页
从图像运动估计中的基本假设——灰度不变假设出发,用优化方法建立了基于整幅图像匹配的数字散斑相关方法(也称为数字图像相关方法)求解模型,即全场优化求解模型.从建立的全场求解模型出发可引申出常用的两类数字散斑相关方法的求解思路... 从图像运动估计中的基本假设——灰度不变假设出发,用优化方法建立了基于整幅图像匹配的数字散斑相关方法(也称为数字图像相关方法)求解模型,即全场优化求解模型.从建立的全场求解模型出发可引申出常用的两类数字散斑相关方法的求解思路,即基于离散的子区匹配的数字散斑相关方法求解模型和基于有限元的数字散斑相关方法求解模型.从模型建立及求解分析中可知,位移表征模式是数字散斑相关方法求解模型的关键,不同的位移表征模式可构成不同的数字散斑相关方法求解方法. 展开更多
关键词 数字相关方法 灰度不变假设 优化 位移表征
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数字散斑相关方法在木材科学中的应用及展望 被引量:15
13
作者 江泽慧 费本华 +1 位作者 张东升 马少鹏 《中国工程科学》 2003年第11期1-7,共7页
随着现代光电子和计算机技术的发展以及数字图像处理理论的深入 ,数字散斑相关方法 (DSCM )迅速成为实验力学领域一种重要的测试方法。文章介绍了DSCM的基本原理 ,并对其在木材科学领域的应用进行了综述 ,包括在木材常规力学测试和木材... 随着现代光电子和计算机技术的发展以及数字图像处理理论的深入 ,数字散斑相关方法 (DSCM )迅速成为实验力学领域一种重要的测试方法。文章介绍了DSCM的基本原理 ,并对其在木材科学领域的应用进行了综述 ,包括在木材常规力学测试和木材断裂、微观力学以及复合材料力学测试等方面的应用及一些新的成果。最后根据木材材料的特点 。 展开更多
关键词 数字相关法(DSCM) 木材科学技术 变形测量
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数字散斑相关方法在木材断裂力学上的应用分析 被引量:8
14
作者 孙艳玲 赵东 高继河 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期206-209,共4页
该文回顾了国内外木材断裂力学的发展现状,并介绍了数字散斑干涉技术在位移、应变、振动和医学诊断等领域中的应用和国内外发展状况,提出了一种新的研究方法,并对该方法作了介绍和探讨。
关键词 木材 断裂力学 数字相关
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非接触应变测量的数字散斑相关方法的研究 被引量:12
15
作者 郭海鸿 李晓星 《现代制造工程》 CSCD 2007年第11期96-98,共3页
针对传统接触式应变测量的局限性,探讨了基于数字图像处理技术的非接触式应变测量方法——数字散斑相关方法(Digital Speckles Correlation Method,DSCM),并用单向拉伸实验对该方法进行了验证,结果表明,该方法是一种实用快速、高精度的... 针对传统接触式应变测量的局限性,探讨了基于数字图像处理技术的非接触式应变测量方法——数字散斑相关方法(Digital Speckles Correlation Method,DSCM),并用单向拉伸实验对该方法进行了验证,结果表明,该方法是一种实用快速、高精度的变形测量方法。 展开更多
关键词 数字相关方法 变形测量 图像处理
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功能梯度材料的数字散斑相关方法实验研究 被引量:3
16
作者 许蔚 孟庆杰 李俊 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1408-1411,共4页
利用数字散斑相关方法对功能梯度材料I型静态断裂特性进行实验研究,并利用有限元软件进行数值模拟.首先通过在环氧树脂中添加玻璃微珠,利用重力沉降法制备功能梯度材料试件.为对比材料梯度对静态断裂行为的影响,准备了三种梯度变化规律... 利用数字散斑相关方法对功能梯度材料I型静态断裂特性进行实验研究,并利用有限元软件进行数值模拟.首先通过在环氧树脂中添加玻璃微珠,利用重力沉降法制备功能梯度材料试件.为对比材料梯度对静态断裂行为的影响,准备了三种梯度变化规律的试件.然后对功能梯度材料试件进行3点弯曲实验,通过CCD采集试件散斑场,利用数字散斑相关方法计算应力强度因子.通过与有限元模拟结果进行对比,验证了实验结果的正确性.最后分析不同梯度变化规律对材料断裂性能的影响,证明材料弹性梯度对位于弹性模量较小边的静态裂纹具有保护作用. 展开更多
关键词 功能梯度材料 数字相关 静态断裂 应力强度因子 K主导区
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8结点等参位移模式在数字散斑相关方法上的应用 被引量:1
17
作者 孙艳玲 何龙 +1 位作者 张青 赵东 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期109-113,117,共6页
在分析国内外数字散斑相关技术的基础上,引入近年来有限元、数字图像、数值分析等方面的技术和方法,提出了根据物体的实际变形假设的新的位移模式,即8结点等参位移模式。针对这一位移模式,首次开发出适合木材变形的数字散斑相关测试软件... 在分析国内外数字散斑相关技术的基础上,引入近年来有限元、数字图像、数值分析等方面的技术和方法,提出了根据物体的实际变形假设的新的位移模式,即8结点等参位移模式。针对这一位移模式,首次开发出适合木材变形的数字散斑相关测试软件,并将用8结点等参位移模式的数字散斑相关方法得到的结果与Ansys有限元计算的结果进行比较,结果表明:采用8结点等参位移模式的数字散斑相关方法,在复杂应力、应变场的测试中准确可靠。 展开更多
关键词 8结点等参位移模式 数字相关方法 断裂力学 木材
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数字散斑时间序列相关三维面形测量中提高精度的方法 被引量:3
18
作者 代红军 苏显渝 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期46-48,51,共4页
:本文提出一种基于数字散斑时间序列相关三维面形测量法中提高测量精度的方法—多相关峰优化法。在数字散斑时间序列相关测量法中 ,当物体表面存在复杂细微结构时 ,被物体调制的散斑图中局部区域的散斑子图像会出现明显变形和局部阴影 ... :本文提出一种基于数字散斑时间序列相关三维面形测量法中提高测量精度的方法—多相关峰优化法。在数字散斑时间序列相关测量法中 ,当物体表面存在复杂细微结构时 ,被物体调制的散斑图中局部区域的散斑子图像会出现明显变形和局部阴影 ,这时相关曲线会出现多相关峰。由于相关值很低 ,这些相关峰对应高度都有可能是测量点的高度值。本文用特殊的算法对这些相关峰对应高度值进行辨别 ,找出最适合的高度值作为测量值 ,对测量结果进行优化。实验证明该方法对改善因局部区域的散斑子图像的变形和局部阴影影响而导致的测量误差具有非常显著的效果 。 展开更多
关键词 三维面形测量 时间序列相关 数字 精度 激光测量
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超弹性NiTi合金裂纹尖端应变场的数字散斑相关方法 被引量:1
19
作者 王强 王彪 +1 位作者 马德才 王祥林 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期143-147,共5页
利用数字散斑相关方法对具有超弹性特征的Ni-51.8at%Ti形状记忆合金的预制双边裂纹试件,在单向拉伸过程中裂纹尖端附近的应变场进行了研究;并对不同时效温度处理的试样进行了比较,发现时效处理温度对合金材料裂纹尖端的应变场有很大的... 利用数字散斑相关方法对具有超弹性特征的Ni-51.8at%Ti形状记忆合金的预制双边裂纹试件,在单向拉伸过程中裂纹尖端附近的应变场进行了研究;并对不同时效温度处理的试样进行了比较,发现时效处理温度对合金材料裂纹尖端的应变场有很大的影响。 展开更多
关键词 形状记忆合金 超弹性的 时效温度 数字相关
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基于数字散斑相关方法的老化对沥青混合料疲劳开裂的影响 被引量:7
20
作者 王岚 焦子雄 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期260-266,共7页
为研究老化作用对温拌胶粉改性沥青混合料(warm-mix rubber powder modified asphalt mixture,WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(hot-mix rubber powder modified asphalt mixture,HMA)疲劳性能的影响,对WMA和HMA的半圆试件进行三点弯曲疲... 为研究老化作用对温拌胶粉改性沥青混合料(warm-mix rubber powder modified asphalt mixture,WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(hot-mix rubber powder modified asphalt mixture,HMA)疲劳性能的影响,对WMA和HMA的半圆试件进行三点弯曲疲劳试验.采用数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM)对疲劳断裂的过程进行图像采集,并计算开裂过程中的平均水平应变εxa,通过εxa随循环荷载作用次数N的变化曲线研究老化作用对疲劳开裂的影响.结果表明:εxa适用于沥青混合料疲劳开裂的研究,裂缝在εxa突变时产生;未老化WMA和HMA的εxa-N曲线在达到峰值应变前,εxa随N的增加基本呈线性增长趋势,老化后呈下凹式非线性增长趋势;老化作用后,HMA和WMA的抗变形能力增强,抗开裂性能变差,WMA的抗开裂性优于HMA;随老化水平增加,HMA和WMA的疲劳破坏形式逐渐由黏聚性占主导的黏弹性破坏转变为黏附性占主导的脆性破坏. 展开更多
关键词 温拌 胶粉改性沥青混合料 老化 疲劳开裂 数字相关方法(DSCM)
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