對(duì)于土木橋梁工程材料來(lái)說(shuō)，在受力變形到一定程度即發(fā)生裂紋和斷裂，這種在外載作用下發(fā)生的材料變形與斷裂的行為，對(duì)于探究工程結(jié)構(gòu)的牢固性和耐久性是至關(guān)重要的。在材料與結(jié)構(gòu)測(cè)試領(lǐng)域，數(shù)字圖像相關(guān)（Digital image correlation, DIC）方法以其亞像素級(jí)別測(cè)試精度、可遠(yuǎn)距多點(diǎn)非接觸測(cè)試、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，在材料與結(jié)構(gòu)形變測(cè)試中受到較多關(guān)注。
新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，利用數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）可以直接測(cè)量材料和結(jié)構(gòu)表面力學(xué)行為，通過(guò)測(cè)量材料和結(jié)構(gòu)表面的位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用先進(jìn)的DIC分析軟件快速全面檢測(cè)裂紋萌生位置、尺寸、擴(kuò)展速度以及彈塑性階段的動(dòng)態(tài)變化等，為研究材料強(qiáng)度和性能的研究者提供了一種方便可靠的工具。
XTDIC在土木橋梁工程應(yīng)用方向
隨著土木橋梁結(jié)構(gòu)對(duì)抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及抗剪切性能要求的不斷提升，土木橋梁工程逐步采用功能性、混合型高性能材料，新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可應(yīng)用于土木材料力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)分析和位移動(dòng)態(tài)測(cè)量、相似材料表態(tài)變形測(cè)量，可對(duì)土木橋梁結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度、抗裂、抗疲勞以及斷裂韌性進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的定量分析，有助于科學(xué)合理地提升工程結(jié)構(gòu)綜合牢固度和耐久性。
材料測(cè)試應(yīng)用方向
巖石壓縮測(cè)試
采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)對(duì)巖石在劈裂載荷下進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，研究巖石在破壞前、初始破壞以及完全破壞三個(gè)階段的位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，分析在劈拉過(guò)程中巖石表面裂縫的變化。
UHPC混凝土試件拉伸
采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量混凝土拉伸過(guò)程中的三維全場(chǎng)變形數(shù)據(jù)，分析混凝土拉伸力學(xué)性能。
混凝土梁四點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)
采用模型實(shí)驗(yàn)配合數(shù)字散斑非接觸測(cè)量手段，獲取橋梁模型加載過(guò)程中的全場(chǎng)變形，為研究橋梁變形機(jī)理、評(píng)估橋梁運(yùn)行壽命提供有效的數(shù)據(jù)支撐。對(duì)橋梁的長(zhǎng)期維護(hù)保養(yǎng)、安全運(yùn)行，避免重大事故的發(fā)生，具有重大的工程實(shí)用意義。
輔助材料加載實(shí)驗(yàn)
各種輔助材料如防水橡膠、環(huán)氧樹(shù)脂等，通過(guò)拉伸、壓縮、沖壓等力學(xué)實(shí)驗(yàn)，采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量分析不同加載情況下的全場(chǎng)變形數(shù)據(jù)，分析其力學(xué)性能。
相似材料模擬應(yīng)用方向
煤層相似材料模擬實(shí)驗(yàn)
搭建物理相似模擬實(shí)驗(yàn)，采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量三軟煤層回采過(guò)程中的位移場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)，為三軟煤層采空區(qū)頂板覆巖裂隙演化規(guī)律的研究提供數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)而為現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害治理提供有效指導(dǎo)。
隧道坍塌實(shí)驗(yàn)
搭建相似模型實(shí)驗(yàn)，采用數(shù)字圖像相關(guān)法DIC技術(shù)，通過(guò)相機(jī)拍照的方式獲取隧道坍塌過(guò)程中各個(gè)地質(zhì)層的位移坍塌數(shù)據(jù)，為隧道的全方位監(jiān)測(cè)、揭示地表沉降規(guī)律、實(shí)現(xiàn)地下工程的動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供數(shù)據(jù)支撐。
掘進(jìn)地表擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)
以鄭州某工程盾構(gòu)隧道下穿南水北調(diào)干渠為例，通過(guò)建立相似實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停M真實(shí)試驗(yàn)環(huán)境及施工環(huán)境，同時(shí)檢測(cè)地表沉降，驗(yàn)證設(shè)計(jì)合理性，并為類似工程提供借鑒。
使用三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)觀測(cè)模型表面位移變化，達(dá)到地表形面運(yùn)動(dòng)位移檢測(cè)的效果，量化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為試驗(yàn)及施工提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。
結(jié)構(gòu)模擬測(cè)試應(yīng)用方向
T型木制榫卯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性測(cè)試
T型木制榫卯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性測(cè)試，通過(guò)非接觸測(cè)量手段獲取加載過(guò)程中全場(chǎng)位移和應(yīng)變數(shù)據(jù)，與有限元仿真數(shù)據(jù)相對(duì)比，為相關(guān)理論研究提供數(shù)據(jù)支撐。
建筑框架加載實(shí)驗(yàn)
框架結(jié)構(gòu)地震損傷演化機(jī)理與抗震倒塌設(shè)計(jì)方法研究。結(jié)合理論分析、模型實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬等手段，對(duì)強(qiáng)震作用下框架結(jié)構(gòu)變形特征和抗倒塌性能進(jìn)行深入研究，對(duì)提高我國(guó)工程結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)能力，保證“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)，具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。
邊坡振動(dòng)測(cè)試
基于雙目立體的dic技術(shù)，通過(guò)大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，研究不同地震烈度輸入下（包括不同峰值加速度大小以及不公輸入方向）巖質(zhì)邊坡的位移響應(yīng)特性，分析位移響應(yīng)特性與邊坡失穩(wěn)的關(guān)系。
支護(hù)加載變形測(cè)試
為研究碗扣式鋼管支架力學(xué)性能和穩(wěn)定性，采用試驗(yàn)分析方法，通過(guò)對(duì)不同步距和斜撐設(shè)置的立桿進(jìn)行加載，結(jié)合XTDIC系統(tǒng)獲取三維全場(chǎng)變形及應(yīng)變數(shù)據(jù)，分析其力學(xué)性能及穩(wěn)定性，并與有限元數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析其變形規(guī)律，為碗扣式鋼管滿堂支架的設(shè)計(jì)提供參考。
大橋主梁力學(xué)性能研究
對(duì)大橋主梁力學(xué)行為模型研究，通過(guò)三維數(shù)字散斑技術(shù)測(cè)量整體變形過(guò)程的位移和變形數(shù)據(jù)，給整個(gè)實(shí)驗(yàn)提供了很好的理論數(shù)據(jù)支持，有助于進(jìn)一步提高公路兩用大橋橋梁主體梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，了解其力學(xué)性能，為橋梁的安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支撐。
建筑類機(jī)器人姿態(tài)測(cè)量
基于dic技術(shù)，通過(guò)在自動(dòng)化機(jī)器人各個(gè)部位黏貼標(biāo)記點(diǎn)等方式，測(cè)量建筑機(jī)器人工作過(guò)程中各個(gè)連接及支撐部位的穩(wěn)定性，以及運(yùn)作過(guò)程中對(duì)于建筑表面工作質(zhì)量的評(píng)估。
XTDIC系統(tǒng)在土木橋梁領(lǐng)域應(yīng)用總結(jié)
XTDIC全場(chǎng)三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)作為解決土木工程科研問(wèn)題可靠的科研工具有著以下特性：
1、非接觸式全場(chǎng)測(cè)試——XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)直接測(cè)量試樣表面散斑特性，有效避免人為因素，如：固定位移計(jì)、應(yīng)變片、加速度傳感器、引伸計(jì)等傳統(tǒng)方式對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾，有效提高測(cè)量結(jié)果可重復(fù)性。
2、測(cè)量結(jié)果豐富可靠——XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，可以直接給出測(cè)量表面位移、應(yīng)變、變形以及形貌特性，并以云圖、曲線、文本、視頻的展現(xiàn)方法直接給出測(cè)量結(jié)果，直觀可信可靠。
3、試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果可追溯、可評(píng)價(jià)——XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)分析結(jié)果可以直接給出定量評(píng)價(jià)試驗(yàn)過(guò)程干擾因素，直接給出測(cè)試結(jié)果誤差評(píng)價(jià)。
4、實(shí)驗(yàn)測(cè)試方便快捷可靠——相對(duì)于傳統(tǒng)方式，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)操作極為簡(jiǎn)便，只需在試樣制作合適散斑（系統(tǒng)配置多種不同尺寸散斑制作工具），調(diào)整好測(cè)量頭和輔助光源即可采集測(cè)試。