[發明專利]一種地震作用下土體中基礎結構和土體運動可視化的模擬方法在審
| 申請號： | 201510401241.1 | 申請日： | 2015-07-08 |
| 公開（公告）號： | CN104964978A | 公開（公告）日： | 2015-10-07 |
| 發明（設計）人： | 趙紅華;康馨;鄭嘯男;呂久洲;張智 | 申請（專利權）人： | 大連理工大學 |
| 主分類號： | G01N21/84 | 分類號： | G01N21/84 |
| 代理公司： | 大連理工大學專利中心 21200 | 代理人： | 趙連明 |
| 地址： | 116024 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 地震 作用 下土體中 基礎 結構 運動 可視化 模擬 方法 | ||
1.一種地震作用下土體中基礎結構和土體運動可視化的模擬方法，其特征在于包括如下步驟：
步驟一，設備安裝：模擬設備主要由扇面激光發生器(1)、透明土體(2)、震動臺(3)、高速數碼相機(4)、計算機處理系統(5)、模型樁(6)和土模型箱(7)組成；透明的土模型箱(7)為長方型箱體結構，其中裝滿模擬的透明土體(2)；在透明土體(2)中心位置打入透明的模型樁(6)；將固定有模型樁(6)的土模型箱(7)放置在振動臺(3)上；扇面激光發生器(1)放在土模型箱(7)的一個側面，使扇面激光發生器(1)的激光進入透明土模型箱(7)內部，在垂直于入射面方向形成較好的激光散斑效果，并且使扇面激光的入射面和模型樁(6)所在的中心面一致；在土模型箱(7)正面放置高速數碼相機(4)；
步驟二，數據采集，設定好高速數碼相機(4)的采集頻率，要為采集地震荷載頻率的20倍以上；輸入模擬地震載荷到振動臺(3)，高速數碼相機(4)采集地震荷載作用下透明土體模型的激光散斑圖像和模型樁(6)的運動和變形圖像；
步驟三，將采集到的透明土體的激光散斑圖像進行處理，可以使用geoPIV軟件采用圖像數字相關的方法，得出土體顆粒運動的位移，然后通過geoPIV的應變求解函數，計算得到土體顆粒運動的應變；從而得出樁基礎模型的運動和變形。
2.根據權利要求1所述的一種地震作用下土體中基礎結構和土體運動可視化的模擬方法，其特征在于步驟三中，將采集到的一系列透明土體的激光散斑圖像進行篩選，選取想要的N幅圖像，根據數字信號分析的原理，對連續的兩組圖像進行定量分析，尋找互相關函數的峰值，確定互相關函數峰值所在的位置，就可以匹配前后A、B兩幅圖像上同一散斑點；離散二維互相關函數為：
其中M，N為橫縱坐標個數；p，q是A、B兩幅圖像以點的坐標為變量的函數；m，n為A圖像中點的坐標；k，l為A圖像中點的位移，則m-k，n-l即為B圖像中點的坐標；完成匹配后就可以通過geoPIV軟件畫出位移場；得到位移場后可再根據位移與應變的關系得到應變場；通過GeoPIV中的geostrain函數，[strains]＝geoSTRAIN(XYdata)，其中輸入參數XYdata是散斑點在X，Y軸方向上的位移量矩陣，而輸出值strains就是對于的散斑點的應變值矩陣；樁基礎模型的運動和變形也可以根據圖像識別和跟蹤的方法得到。
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