一种基于三维PIV技术的透明土三维化模拟试验装置的制作方法

本实用新型涉及土力学试验技术领域，特别涉及一种透明土模拟试验装置。

背景技术：

土体变形测量是土力学试验中重要的内容。但土体材料本身不透明，传统的试验方法往往只能得到土体表面的变形情况，对于土体内部的变形情况则很难获取。为此国内外学者进行了诸多研究，提出了很多解决办法。但这些解决办法都对土体的变形行为有一定的影响，会对试验结果造成干扰。试验高昂的费用也限制了这些方法的广泛的应用。

随着数字图像处理技术的发展以及光学技术的应用，利用人工合成透明土结合数字图像技术进行土体内部变形测量的透明土试验技术得到了较广泛的应用。该技术不仅能经济地实现土体内部的可视化观测，加之其排除了试验方法对土体变形的干扰，具有较大的应用前景。然而，此方法在获取透明土试样完整三维变形场方面存在一定的局限性。单一图像在没有数据库作为先验知识对模型进行约束的情况下，无法实现三维重建。多视角采集则需要搭建相机矩阵，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于三维PIV技术的透明土三维化模拟试验装置，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种基于三维PIV技术的透明土三维化模拟试验装置，包括布置在光学平台上的有机玻璃容器和图像采集系统。

所述图像采集系统包括暗箱和两台CCD相机。所述暗箱为上端敞口且内中空的圆柱体。所述暗箱的内壁上布置有两个环形轨道。两台CCD相机分别可移动地安装在两个环形轨道上。

所述有机玻璃容器为上端敞口且内中空的圆柱体。所述有机玻璃容器中布置有透明土试样。所述透明土试样内置入荧光示踪粒子。所述有机玻璃容器布置在暗箱内腔的中心位置处。所述有机玻璃容器上方还布置有激光光源。

进一步，所述有机玻璃容器的壁厚为4mm。

进一步，所述有机玻璃容器的外壁上设置有控制点。

本实用新型的技术效果是毋庸置疑的：

1.可快速稳定地完成多视角图像的采集，无需搭建复杂的相机阵列；

2.通过图像批量处理，可快速获取高精度三维模型，无需后续处理；

3.结构简单，易操作，成本低。

附图说明

图1为环形轨道结构示意图；

图2为装置工作示意图；

图3为暗箱结构示意图。

图中：有机玻璃容器1、暗箱2、CCD相机3、环形轨道4、透明土试样5、激光光源6。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种基于三维PIV技术的透明土三维化模拟试验装置，包括布置在光学平台上的有机玻璃容器1和图像采集系统。

所述图像采集系统包括暗箱2和两台CCD相机3。参见图3，所述暗箱2为上端敞口且内中空的圆柱体。所述暗箱2的内壁上布置有两个环形轨道4。参见图1，两台CCD相机3分别可移动地安装在两个环形轨道4上。

参见图2，所述有机玻璃容器1为上端敞口且内中空的圆柱体。所述有机玻璃容器1的壁厚为4mm。所述有机玻璃容器1的外壁上设置有控制点。所述有机玻璃容器1中布置有透明土试样5。所述透明土试样5内置入荧光示踪粒子。所述有机玻璃容器1布置在暗箱2内腔的中心位置处。所述有机玻璃容器1上方还布置有激光光源6。所述激光光源6照射透明土试样5形成散斑场。所述CCD相机3绕环形轨道4旋转运动，对透明土试样5进行多角度的图像采集，记录荧光示踪粒子的运动轨迹。利用PIV技术分析图像所获得的位移场。