基于断裂力学与数字图像相关法结合的沥青混凝土裂缝检测
计算机视觉与模式识别
2023-05-10 v1
摘要
开裂是沥青混凝土（AC）路面的一种常见破坏模式。已开发许多试验来表征 AC 的断裂行为。试验过程中准确的裂缝检测对于描述 AC 断裂行为至关重要。本文提出了一种利用二维数字图像相关法（DIC）检测 AC 试件表面裂缝的框架。该领域先前研究中的两个显著缺陷得到了解决。首先，提出了一种多种子增量可靠性引导 DIC 以解决由大变形和不连续性引起的去相关问题。该方法使用合成变形图像进行了验证。即使变形图像中存在显著不连续性（裂缝），正确实施的分析也可准确测量高达 450% 的应变。其次，基于位移场开发了一种鲁棒的裂缝检测方法。所提方法使用临界裂纹尖端张开位移（）来定义解理断裂的起始。所提方法依赖于成熟的断裂力学理论。所提阈值 具有物理意义，并可容易地从 DIC 测量中确定。该方法使用扩展有限元模型进行了验证。该框架被实施用于在对两种 AC 混合料进行 Illinois 柔性指数试验时测量裂缝扩展速率。计算得到的速率可基于其开裂潜力区分混合料。所提框架可应用于表征 AC 开裂现象、评估其断裂特性、评定沥青混合料试验规程以及建立理论模型。
引用
@article{arxiv.2305.05057,
title = {Crack Detection of Asphalt Concrete Using Combined Fracture Mechanics and Digital Image Correlation},
author = {Zehui Zhu and Imad L. Al-Qadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.05057},
year = {2023}
}