新拓三维携准静态、高速与红外耦合DIC方案参展武汉土木工程结构试验研讨会

近日，第九届“土木工程结构试验与检测技术暨结构实验教学”研讨会在武汉顺利举办。本次会议聚焦结构试验新技术、智能检测、实验教学创新等方向，汇聚全国高校、科研院所、工程检测单位专家学者，共探土木试验技术升级路径。

新拓三维携XTDIC系列三维应变测量系统（含准静态、高速、红外相机+DIC耦合测量方案）参展，重点展示DIC非接触全场测量技术在岩石力学、岩土与土木结构模型试验领域的落地应用，为岩石、混凝土类材料失稳、裂隙演化、结构动态破坏测试提供高精度、全视场、多场耦合测量方案。

岩石、岩土体属于典型非均匀脆性材料，在单轴/三轴压缩、劈裂、冲击、地震模拟加载过程中，裂纹萌生、扩展、贯通具有突发性、局部化特征。传统应变片、位移计仅能获取单点离散数据，难以捕捉裂纹带附近应变集中区域，无法完整还原岩体渐进破坏全过程；针对冲击、爆破、地震激励等动态工况，常规DIC设备采样速率不足，极易丢失瞬时断裂、灾变失稳关键数据，长期制约岩石力学机理研究与边坡、地下工程、围岩支护等试验工作。

新拓三维此次研讨会展出的XTDIC系列三维全场应变测量系统，可实现非接触、三维全场位移与应变同步测量。无需在岩样、结构表面粘贴传感器，不引入附加约束与荷载：准静态DIC适配岩石试样、混凝土构件、榫卯节点、相似材料模型等对象，追踪裂纹渐进扩展、结构缓慢失稳演化全过程；高速DIC测量方案依托高帧率采集能力，捕捉霍普金森杆冲击、高速断裂、振动台强震激励等短时高应变率动态事件，锁定瞬间断裂、滑移垮塌等极易丢失的瞬态变形信息。

一、准静态DIC典型应用案例

红外相机耦合DIC岩石单轴压缩试验

将红外热像采集模块与XTDIC三维应变测量系统同步采集，在岩石单轴压缩加载过程中，同步获取试样表面三维应变场与温度场，关联分析裂纹萌生位置的热辐射、应变集中前兆特征，揭示岩石加载过程中应力集中、温度升高与脆性破裂的耦合机理，为岩裂前兆识别研究提供多场耦合数据。

岩石表面应变云图和点应变变化曲线

红外相机测得温度场分布和点温度变化曲线

大尺寸混凝土墙体抗压试验

针对混凝土墙体、砌体墙片及剪力墙试件，在竖向压缩、水平低周往复加载工况下，采用DIC多测头拼接视场覆盖整面墙体，实时获取墙面全场位移与应变分布。DIC技术可追踪墙体受压区应变变化，记录裂缝萌生、斜向与竖向裂缝扩展贯通路径，观测局部压溃、墙面鼓胀、墙顶位移与外闪失稳等破坏特征，量化压缩及压剪复合受力状态下墙体的变形与损伤演化规律，为墙体的承载性能评价与破坏模式研究提供数据支撑。

混凝土裂纹扩展试验

对混凝土梁、板、柱试件开展弯曲、轴压试验，连续追踪裂纹起裂、稳定扩展、失稳贯通全过程，定量提取裂纹长度、张开宽度、应变梯度变化，清晰捕捉裂纹尖端应变集中区，量化混凝土损伤演化规律，支撑混凝土断裂、耐久性与结构抗裂性能研究。

混凝土三点弯曲裂纹演化分析

四测头混凝土压缩试验

采用四测头环绕布局方案，从多个视场同步采集混凝土试样多个侧面散斑图像，实现受压试件多面三维变形同步测量，规避单视角遮挡、视野局限问题，完整捕捉压缩加载下试样多向鼓胀、表面剥落、多面开裂特征，获得更全面的体积变形与全场应变数据。

裂纹扩展破坏阶段-位移场分析

裂纹扩展破坏阶段-应变场分析

T型木制榫卯结构稳定性测试

针对传统木构T型榫卯节点在竖向、水平循环加载下的变形与脱榫过程开展测试，获取榫头、卯口接触区域全场滑移应变分布，观测节点转动、拔榫、挤压损伤发展过程，评估榫卯节点的刚度、耗能特性与失效模式，服务古建筑木构保护、仿木结构力学研究。

T型木制榫卯结构循环加载稳定性测试

T型木制榫卯结构循环加载断裂分析

相似材料模型试验

用于覆岩沉降、隧道围岩、边坡滑坡等地质相似模型试验，实时监测模型内部岩层移动、离层发育、裂隙贯通过程，获得全场位移与应变演化云图，直观还原采动、开挖扰动下岩土体灾变发展全过程，是地下工程、边坡灾害机理研究的重要测试手段。

DIC分析采动过程地表与岩层移动变形情况

DIC分析采动过程地表与岩层位移场

二、高速DIC典型应用案例

面向冲击、爆破、强震等短时高应变率试验场景，新拓三维本次展出的高速DIC方案搭载高帧率成像单元，可毫秒级捕捉瞬态破坏行为，保留传统设备极易丢失的灾变瞬时数据：

霍普金森杆冲击试验

搭配分离式霍普金森压杆装置，高帧率采集岩石、混凝土试样冲击加载瞬间的变形图像，解析高应变率条件下材料动态位移场、应变场，捕捉冲击劈裂、层裂、粉碎等动态破坏特征，支撑岩石与混凝土动态力学参数测定。

岩石材料端面撞击瞬态应变场分析

岩石材料端面撞击断裂处关键点应变数据

高速加载裂纹分析试验

针对脆性材料快速加载断裂工况，捕捉裂纹瞬时起裂与高速扩展路径，测算裂纹扩展速率、尖端动态应变场，研究脆性材料动态断裂机理。

沥青材料试件应变云图与裂尖裂缝开裂情况

沥青材料试件裂纹水平扩展量分析曲线

振动台结构高速震动分析

与振动台联动开展边坡模型、岩土构筑物、小型结构抗震试验，在地震波激励下高频采集结构瞬态变形，捕捉结构滑移、倾覆、开裂的动态时序响应，量化不同地震工况下结构的位移放大效应与损伤发展规律。

模拟花岗岩山体振动台试验

模拟花岗岩山体表面山崩过程位移变化

整套XTDIC三维应变测量系统可无缝对接主流压力试验机、振动台、霍普金森杆、相似材料加载台，后处理功能完善，支持裂隙指标、应变时序曲线、多场耦合结果自动导出，同时适配高校土木、地质工程实验教学，可视化呈现材料变形破坏全过程，助力结构实验教学改革。

展会现场，新拓三维技术团队与参会专家、高校老师围绕红外-DIC多场耦合测试、多测头同步测量、高速DIC参数选型、岩土模型散斑制备、测量误差控制等议题深入交流，现场展示各案例实测应变云图与裂纹追踪效果，获得在场科研工作者广泛关注。

面向土木工程与地质岩土领域持续增长的精细化试验需求，新拓三维将持续迭代DIC算法、功能模块和硬件性能，优化准静态、高速、多场耦合多版本方案，进一步深化在岩石力学、地下工程、边坡灾害、古建筑木构、混凝土结构检测等方向的应用落地，以国产光学测量装备助力土木结构试验技术创新，为岩土工程安全评价、灾害机理研究、高校力学实验教学提供有力技术支撑。