文献综述（或调研报告）：
混凝土由骨料、砂浆及连接骨料和砂浆的界面层等组分构成，呈现明显的非均质性和随机性。通常将混凝土视为宏观均质体对其力学性能进行研究，但混凝土的损伤破坏是其内部裂纹产生、扩展和失稳的过程，裂纹是导致混凝土在服役期间受损和破坏的最直接原因。因此，仅仅通过宏观试验来研究混凝土的力学性能远远不够。因此，刘强和周轶昊等[1]采用三维数字图像相关系统这一技术，研究载荷作用下裂纹尖端附近应力应变的分布及其演化过程，更加准确地确定材料的受力特性以及损伤破坏情况。
数字图像相关法（DIC）是一种新型的光学测量材料变形的方法，它通过分析变形前后图像的系统相关性，计算得到应变分布与全场位移。相比于接触式应变测试方法，三维数字图像相关法能够给出试块在加载过程中任意区域、任意方向上的变形信息，具有操作简单、大变形测量、精度高、分析区域灵活可变等优点，同时可以提供试块开裂、裂纹扩展、断裂模式等信息，对于全面研究水泥混凝土材料的力学性能这方面可以提供更有价值的数据。
数字图像相关法（DIC方法）作为一种非接触测量方法，最初由 Peters 等[2]、Yamaguchi [3]等于20世纪80年代提出。Helm等[4]通过使用双相机进行标定，结合数字图像相关法测量了物体表面的三维变形，被称为三维数字图像相关法(3D-DIC)。由于其具有对样品干扰小、测量精度高等优点而越来越受到人们的欢迎。近年来，通过降低计算复杂度、实现高精度变 形测量以及扩大应用范围，DIC 技术得到了极大的发展[5-7]。
三维数字图像相关法也渐渐应用于建筑材料的研究领域。韦江雄等[9]采用三维数字图像相关法研究了水泥基材料的收缩变形。Wang[8]等采集SBS改性沥青混合料半圆试件在三点弯曲试验中的变形图像。雷冬等[10]采用三维数字图像相关法测量了大理岩在双轴压缩过程中的全场面外位移分布及三维空间形貌。Ruiz-Ripoll等[11]使用数字图像相关法测量了混凝土早期收缩导致的开裂情况。此外，三维数字图像相关法还可以实时获得材料从变形、裂纹产生、扩展到最终破坏的全过程图像，有助于研究材料的破坏断裂机理。
邬翔和李杰[12]采用三维数字图像相关法(3D-DIC)研究了混凝土在受压状态下的应力应变行为。3D-DIC 法可以提供试块选定区域的应力-应变全曲线，以及试块开裂性能、断裂模式等丰富的信息。3D-DIC的图像处理可分成3个步骤: 图像预处理、特征提取、识别分析。
首先是图像预处理和特征提取，一定灰度值范围内的像素可近似认为是同一类材料（砂浆或骨料）。如果给定适当阈值，就可以根据像素点灰度值大小对像素点分类，从而将砂浆和骨料区分出来。首先对原始图像进行灰度转化，并用一个矩阵来存储图像。骨料呈较深颜色，具有较低灰度值；砂浆颜色较浅，灰度值较高。初步选定灰度阈值，假定低于此阈值的部分为背景（骨料）。
然后再进行识别分析，由于各种复杂原因，背景（骨料）自身往往差异明显。为消除这种差异，根据骨料形状较光滑的特征平滑图像轮廓，削弱狭窄部分，以便对背景做出均值意义上的估计。然后运用代数运算，减去背景图像，即可创建一个新的，背景均匀的图像；对骨料区域进行填充，使骨料内的灰度趋于均匀；再将灰度值重新拓展到整个灰度范围，以提高对比度，再经过滤波后骨料就能被识别，得到用硬化水泥浆，骨料，界面标识过的图像，把图像中像素坐标与矩阵坐标一一对应起来，再将矩阵与有限元网格对应，数值图像就可以转化为有限元网格。得到有限元网格后，采用离散化处理就可以得到应变数据。
参考文献：
[1] 刘强，周轶昊，孙晨，陈巨兵. 基于数字图像相关的裂纹端部全场三维变形实验研究[J]. 实验力学，2018，33（1）：49-58
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