[发明专利]一种森林模拟增温人工气候室建筑结构强度的检测方法

说明书

本发明涉及一种森林模拟增温人工气候室建筑结构强度的检测方法，包括以下步骤：S1、制作气候室的缩小模型；S2、建立地势沙盘；S3、搜集历年最大风的风级以及常年主导风向数据；S4、实际测量选址位置的风力和风向数据；S5、确定模拟吹风模式；S6、通过CCD摄像机对气候室模型的标定位置进行拍照摄影，采集散斑点在不同吹风模式下的变形图像，并储存至计算机；S7、通过计算机内置的DSCM软件分析测量数据，绘制彩色应力、应变及位移场图；S8、设计人员根据反馈的数据对局部失效位置重新设计。本发明通过建立人工气候室缩小模型的方式，采集所在地的环境数据，利用数字散斑方法进行强度检测，从而为人工气候室的建造提供准确的强度参考数据。

技术领域

本发明涉及建筑强度检测技术领域，具体涉及一种森林模拟增温人工气候室建筑结构强度的检测方法。

背景技术

全球气候变暖，打破了原有的自然生态系统，导致全球降雨格局改变、冰川和冻土消融、海平面上升、极端天气频发等自然现象的发生，威胁到了人类的生存与发展。本实验系统的研制与开发正是用于监测和预测未来气候温度上升所导致的地球植被的响应。即研究气候变化所引起的植物生理特性变化，及其对全球气候变暖的反馈作用。目前关于气候变化对地球植被影响的控制实验研究主要集中在全世界的草原地区，因为在草原上搭建模拟增温系统是相对简单的，通常增温系统所用的温室仅需2-3米高，边长5-6米即可。然而森林模拟增温系统的研究，在全世界范围内都是一个难点。因为森林的地形、地貌、地质特征复杂，林木茂盛、树木高大，施工机械难于进入，还不允许破坏当地植被，这使得构建这样的实验研究平台系统非常困难，即使建造也造价高昂。基于此，有学者提出了一种森林模拟增温人工气候室，可以模拟出全球气候变暖的效应，实现了在森林研究气候变化对地球植被的影响，通过观察、观测气候变化对植被的影响，使对于气候变暖对人类生存环境的影响更加准确，由于该人工气候室建设在森林区域内，造价相对较高，并且所处位置的环境因素较为复杂，如果在建造前不进行准确的建筑结构强度检测评估，人工气候室在建成后将不具备对所处地区极端环境有效的承载能力，有可能会产生生建筑结构的损毁或倒塌，从而造成巨大的经济损失。

数字散斑相关方法(简称DSCM)是起源于20世纪80年代的一种非接触的光测力学新方法，在过去的20多年中这一技术得到了迅速的发展和广泛的应用。其基本原理是利用摄像系统记录物体在初始时刻的图像和当前时刻的图像，通过数字散斑相关方法的软件处理系统，衡量初始时刻图像与当前时刻图像的匹配程度，确定物体在这两个时刻对应的几何点，即可以得到当前时刻的全场位移。该方法可用于面内位移或变形测量，具有非条纹、非接触、高精度、全场测量的优点，它与不同放大倍数的显微成像设备结合，可以对宏观、细观、微观、甚至纳观尺度的变形进行有效的测量，测量范围从小变形到大变形，其灵敏度一般可达0.01-0.05像素所代表的大小。DSCM采用的光路简单，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纹理，不需要光学干涉条纹处理，测量环境要求低，目前已广泛应用于力学领域。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种森林模拟增温人工气候室建筑结构强度的检测方法，通过建立人工气候室缩小模型的方式，采集所在地的环境数据，利用数字散斑方法进行强度检测，从而为人工气候室的建造提供准确的强度参考数据。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种森林模拟增温人工气候室建筑结构强度的检测方法，包括以下步骤：

S1、制作森林模拟增温人工气候室的缩小模型；

S2、建立森林模拟增温人工气候室建设地点的地势沙盘，地势沙盘包括山地模型和树木模型，并将气候室的缩小模型安装在地势沙盘上；

S3、搜集人工气候室建设所在地的水文资料，得到历年最大风的风级以及常年主导风向数据；

S4、实际测量选址位置的风力和风向数据，分析气流的流动方式；