[發明專利]一種森林模擬增溫人工氣候室建筑結構強度的檢測方法

有效

• 申請號: 201910280366.1
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN110006640B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 方世杰;張偉;張克勝;徐林;李晨
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01B11/16
• 代理公司: 洛陽九創知識產權代理事務所(普通合伙) 41156
• 代理人: 炊萬庭

本發明涉及一種森林模擬增溫人工氣候室建筑結構強度的檢測方法，包括以下步驟：S1、制作氣候室的縮小模型；S2、建立地勢沙盤；S3、搜集歷年最大風的風級以及常年主導風向數據；S4、實際測量選址位置的風力和風向數據；S5、確定模擬吹風模式；S6、通過CCD攝像機對氣候室模型的標定位置進行拍照攝影，采集散斑點在不同吹風模式下的變形圖像，并儲存至計算機；S7、通過計算機內置的DSCM軟件分析測量數據，繪制彩色應力、應變及位移場圖；S8、設計人員根據反饋的數據對局部失效位置重新設計。本發明通過建立人工氣候室縮小模型的方式，采集所在地的環境數據，利用數字散斑方法進行強度檢測，從而為人工氣候室的建造提供準確的強度參考數據。

技術領域

本發明涉及建筑強度檢測技術領域，具體涉及一種森林模擬增溫人工氣候室建筑結構強度的檢測方法。

背景技術

全球氣候變暖，打破了原有的自然生態系統，導致全球降雨格局改變、冰川和凍土消融、海平面上升、極端天氣頻發等自然現象的發生，威脅到了人類的生存與發展。本實驗系統的研制與開發正是用于監測和預測未來氣候溫度上升所導致的地球植被的響應。即研究氣候變化所引起的植物生理特性變化，及其對全球氣候變暖的反饋作用。目前關于氣候變化對地球植被影響的控制實驗研究主要集中在全世界的草原地區，因為在草原上搭建模擬增溫系統是相對簡單的，通常增溫系統所用的溫室僅需2-3米高，邊長5-6米即可。然而森林模擬增溫系統的研究，在全世界范圍內都是一個難點。因為森林的地形、地貌、地質特征復雜，林木茂盛、樹木高大，施工機械難于進入，還不允許破壞當地植被，這使得構建這樣的實驗研究平臺系統非常困難，即使建造也造價高昂。基于此，有學者提出了一種森林模擬增溫人工氣候室，可以模擬出全球氣候變暖的效應，實現了在森林研究氣候變化對地球植被的影響，通過觀察、觀測氣候變化對植被的影響，使對于氣候變暖對人類生存環境的影響更加準確，由于該人工氣候室建設在森林區域內，造價相對較高，并且所處位置的環境因素較為復雜，如果在建造前不進行準確的建筑結構強度檢測評估，人工氣候室在建成后將不具備對所處地區極端環境有效的承載能力，有可能會產生生建筑結構的損毀或倒塌，從而造成巨大的經濟損失。

數字散斑相關方法(簡稱DSCM)是起源于20世紀80年代的一種非接觸的光測力學新方法，在過去的20多年中這一技術得到了迅速的發展和廣泛的應用。其基本原理是利用攝像系統記錄物體在初始時刻的圖像和當前時刻的圖像，通過數字散斑相關方法的軟件處理系統，衡量初始時刻圖像與當前時刻圖像的匹配程度，確定物體在這兩個時刻對應的幾何點，即可以得到當前時刻的全場位移。該方法可用于面內位移或變形測量，具有非條紋、非接觸、高精度、全場測量的優點，它與不同放大倍數的顯微成像設備結合，可以對宏觀、細觀、微觀、甚至納觀尺度的變形進行有效的測量，測量范圍從小變形到大變形，其靈敏度一般可達0.01-0.05像素所代表的大小。DSCM采用的光路簡單，所使用的光源可以是激光也可以是白光，散斑可以是以激光形成的，也可以是人工散斑或者自然紋理，不需要光學干涉條紋處理，測量環境要求低，目前已廣泛應用于力學領域。

發明內容

本發明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種森林模擬增溫人工氣候室建筑結構強度的檢測方法，通過建立人工氣候室縮小模型的方式，采集所在地的環境數據，利用數字散斑方法進行強度檢測，從而為人工氣候室的建造提供準確的強度參考數據。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種森林模擬增溫人工氣候室建筑結構強度的檢測方法，包括以下步驟：

S1、制作森林模擬增溫人工氣候室的縮小模型；

S2、建立森林模擬增溫人工氣候室建設地點的地勢沙盤，地勢沙盤包括山地模型和樹木模型，并將氣候室的縮小模型安裝在地勢沙盤上；

S3、搜集人工氣候室建設所在地的水文資料，得到歷年最大風的風級以及常年主導風向數據；

S4、實際測量選址位置的風力和風向數據，分析氣流的流動方式；