Tecnica di correlazione delle immagini digitali applicata alla visualizzazione del campo di spostamento negli esperimenti di laboratorio sulla rottura sismica

This thesis presents an experimental study aimed at analyzing the displacement field during controlled shear experiments on concrete blocks. The tests were carried out at the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in Rome using the MEERA apparatus, a custom-built experimental machine designed to simulate low-velocity shear conditions on solid interfaces. In each experiment, two concrete blocks were placed in contact and subjected to a shear force by means of a piston, which induced relative sliding between the surfaces. The aim was to analyze the displacement and strain fields caused by the propagation of a fracture that was not directly visible, using the Digital Image Correlation (DIC) technique. This method allowed for the estimation of local displacement fields on the upper surface of the blocks, based on sequences of images acquired by a camera positioned above the setup. The analysis was performed using cross-correlation techniques between image pairs taken at regular time intervals, in order to reconstruct the temporal evolution of the deformation. The results provided valuable insights into the location and dynamics of internal fracturing, contributing to a better understanding of nucleation and rupture propagation processes in concrete materials under shear stress.

In questo lavoro di tesi è stato condotto uno studio sperimentale finalizzato all’analisi del campo di spostamento durante esperimenti di scorrimento controllato su blocchi in cemento. Le prove sono state eseguite presso l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) di Roma utilizzando l’apparato sperimentale MEERA, progettato per simulare condizioni di taglio a bassa velocità su interfacce solide. Durante ogni esperimento, due blocchi di cemento venivano posti a contatto e sottoposti a uno sforzo di taglio tramite un pistone che induceva lo scorrimento relativo tra le superfici. L’obiettivo era analizzare il campo di spostamento e deformazione indotti dalla propagazione di una frattura non visibili direttamente, utilizzando la tecnica della Digital Image Correlation (DIC). Quest’ultima ha permesso di stimare, a partire da sequenze di immagini acquisite da una fotocamera posta in alto, i campi di spostamento locali sulla superficie dei blocchi. L'elaborazione è stata effettuata mediante tecniche di cross-correlazione tra immagini acquisite a intervalli regolari nel tempo, al fine di ricostruire l’evoluzione temporale della deformazione. I risultati ottenuti hanno fornito informazioni utili sulla localizzazione e la dinamica delle fratture interne, contribuendo alla comprensione dei processi di nucleazione e propagazione della rottura in materiali cementizi sottoposti a taglio.