振动台是复现地震激励、开展结构抗震性能研究的核心试验平台，获取强震激励下结构全域三维位移场、振型演变、局部应变响应，是评估结构抗震能力、校验数值仿真模型的关键。本文以大型钢结构试验模型为对象，采用新拓三维XTDIC-SPARK高速三维测量系统开展六自由度振动台地震模拟试验。
通过编码点定位、多设备时序同步，实现强震激励下结构非接触全场动态变形采集;将数字图像相关(DIC)测量系统提取的关键点位移时程，与接触式位移计实测数据开展波形、峰值、相关性比对，完成高速3D-DIC测量结果可靠性校验，获取结构高阶振型、应变集中、局部屈曲等动力学响应信息，为大型结构抗震试验提供一套全域动态测量技术方案。
一、试验背景
振动台试验是研究建筑及大型钢结构动力响应不可替代的试验手段。在强地震激励作用下，大型结构会产生高阶振动、局部屈曲、裂缝萌生等复杂非线性行为。
数字图像相关(DIC)测量系统，可在单次试验中输出视场内全部区域三维位移、应变时序数据，突破单点传感器局限。试验将采用新拓三维XTDIC-SPARK三维高速测量系统，应用于大型钢结构六自由度振动台地震模拟试验，完成全场动态变形采集，并以LVDT位移计作为参照，对高速DIC测量结果开展定量可靠性验证。
试验模型为大型钢结构，底座尺寸3 m，整体高度约7 m，安装于六自由度振动台台面;通过振动台输入预设地震波激励，模拟真实地震作用下结构动力学响应。新拓三维高速数字图像相关(DIC)测量系统，可输出强振动工况下全场三维位移场、应变场以及关键点位移-时间时程曲线。
二、试验结果与数据分析
本次比对从时程波形吻合度、位移峰值偏差、Pearson相关系数三个维度开展，评价高速 3D-DIC测量结果可靠性。
2.1、位移时程曲线对比
选取底座、主梁关键编码测点，输出高速DIC测量位移时程曲线，与同位置LVDT接触式位移计测量结果对比。
结果表明：高速DIC测量系统输出的时程曲线与LVDT曲线波形形态、振动相位、振动周期高度一致;地震激励上升段、振动峰值段、后期衰减段的变化趋势可以很好对应。在大振幅强振动工况下，高速DIC技术可以稳定跟踪构件运动，输出连续完整的位移时序数据。
2.2、位移峰值与误差分析
对比两组数据位移峰值的绝对差值与相对误差，在本次大型钢结构振动台试验工况下，高速数字图像相关(DIC)测量系统与LVDT的位移峰值偏差处于合理区间，满足大型结构抗震试验的测量精度要求。
说明：LVDT仅能获取少数预先布置测点数据;而高速DIC技术除对照点之外，还可以输出立柱、横梁其余全部编码点的三维时程位移，获取全域变形信息。
位移计测量值
高速DIC测量系统测量值(329-349)差值
2.3、结构动力学响应解析
基于高速DIC测量技术计算结果，可以得到更多传统手段难以获取的试验信息：
1)高阶振型识别：通过多测点同步位移时序，解析地震激励下结构多阶振型演变规律，捕捉不同激励阶段振型切换过程;
2)局部损伤预警：获取构件表面应变场分布，定位应变集中区域，捕捉强震下局部屈曲、损伤萌生的发生时刻与位置;
3)全域变形表征：获得立柱-主梁‑横梁完整空间位移分布，直观展现地震作用下整体变形模式，为有限元仿真模型修正提供实测边界数据。
针对大型钢结构开展六自由度振动台地震模拟试验，采用新拓三维XTDIC-SPARK高速DIC测量系统实现强震激励下非接触全场动态变形测量。以LVDT接触式位移计作为参照，时程波形、相位、峰值多项指标对比证明：高速3D-DIC技术在大振幅强振动环境下具备良好测量可靠性。
高速数字图像相关(DIC)测量系统，突破传统传感器测点数量限制，除关键点位位移之外，还可以获得结构高阶振型演变、应变集中分布、局部屈曲等动力学信息，为大型建筑钢结构振动台抗震试验提供全域动态测量手段，可用于抗震性能评估与数值仿真模型校验。
