数字近景摄影测量技术在砌体结构地震动变形监测中的应用研究

论文摘要

随着计算机技术与图像处理技术的发展,传统的测量方法被超越,实时摄影测量成为一种趋势。在砌体结构施工和生产运转阶段,利用数字摄影测量技术进行半自动或全自动的实时监测是结构安全监测的一个重要手段。现在我们可以通过一个或多个数码相机对要监测的目标进行连续摄影,实时地将影像传输到计算机中,由计算机自动进行数据处理,然后在计算机显示屏上看到最终所需的数据,并根据这些数据进行施工现场的实时监控。尤其是在砌体结构动态生产运转时,用传统的测量手段无法解决的问题（测距仪+经纬仪或用全站仪无法同时观测多个目标点）,现在可以用数字近景摄影测量来解决。当然由于不同的生产领域、不同的施工现场以及生产单位的不同要求,所选取的摄影测量方法和数据处理方法也会有所不同。利用数字近景摄影测量技术对地震动作用下的砌体结构进行多点、全天候、动态、实时变形观测是十分必要的,进而实现砌体结构在地震动作用下的变形分析,以充分了解在地震动过程中的每一瞬间结构的变形情况,从而达到进一步完善砌体结构的抗震设计,加强其抗震性能的目的。本文通过对简单砌体结构的变形监测,着重研究和分析了地震动作用下砌体结构的裂缝发展模式以及破坏状态,以期为完善砌体结构的抗震设计理论提供依据。本文总共分为八章：第一章主要介绍一些论文中涉及到的基本概念,基本原理,是对本文要阐述的大致内容有个大致概念。第二章是实验实施部分,包括实验设计阶段的准备工作和实验的基本流程。第三章是利用三维时间基线视差法对数码相机进行畸变校正的分析。第四章针对实验过程中裂缝的发展形势和砌体的破坏情况对结果进行了分析。第五章利用有限单元法完成了砌体结构在地震动作用下的模拟分析并与变形图进行了比较。第六章列举了研究生学习期间利用数字近景摄影测量技术做的其他类型结构的变形监测应用。最后提出总结与建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 变形监测的概念
• 1.3 数字近景摄影测量技术概述
• 1.3.1 数字近景摄影测量技术的概念、原理及步骤
• 1.3.2 国内外应用数字近景摄影测量技术的情况及其发展趋势
• 1.4 研究砌体结构地震动变形的重要性
• 1.5 课题研究的主要内容和目的
• 1.6 课题研究的创新点和注意的问题
• 第2章 实验工作
• 2.1 实验目的
• 2.2 实验前设计思路及数据准备
• 2.2.1 方案设计
• 2.2.2 冲击力的计算
• 2.3 实验具体过程
• 2.3.1 实验场地布置及实验前准备
• 2.3.2 实验工作过程
• 2.3.3 变形点与参考点粘贴说明
• 第3章 数码相机的畸变校正
• 3.1 数码相机及其校正
• 3.2 数码相机误差分析
• 3.3 利用三维时间基线视差法处理相机畸变差
• 3.3.1 时间基线视差法
• 3.3.2 三维时间基线视差法
• 第4章 实验结果处理及变形分析
• 4.1 根据照片分析砌体受地震动变形裂缝发展情况
• 4.2 实验误差分析
• 4.3 地震加速度的运算及加速度与震级和烈度的对应关系
• 4.4 图片格式转换
• 4.5 利用处理软件进行图像处理并生成变形图
• 4.6 结果变形图分析
• 第5章 利用有限单元法完成砌体结构在地震作用下的倒塌模拟与裂缝分析
• 5.1 计算模型与计算参数
• 5.1.1 计算模型
• 5.1.2 材料本构和计算参数
• 5.1.3 地震作用设置
• 5.2 破坏过程分析
• 5.3 结论
• 第6章 数字近景摄影测量的其他应用
• 6.1 监测小清河三座不同结构桥梁震动变形
• 6.1.1 监测实况
• 6.1.2 跨河三座桥概况
• 6.1.3 三座桥实验过程
• 6.1.4 实验场地示意及基线距离监测成果
• 6.1.5 变形结果图及分析
• 6.2 数字近景摄影测量技术监测钢结构货架震动变形
• 6.2.1 竖直撞击实验
• 6.2.2 水平撞击实验
• 6.2.3 实验原理分析
• 6.2.4 成果分析
• 第7章 总结
• 7.1 全文总结
• 7.2 数字近景摄影测量技术的发展
• 附录
• 参考文献
• 谢辞
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况