单轴压缩片麻岩红外辐射特征与岩石稳定性分析

"该研究通过单轴压缩下片麻岩的红外辐射试验，分析了不同层理方向岩石在变形破坏过程中的红外异常，探讨了红外辐射温度与应力、平均温度、方差、温度场分异速率及热像图等指标的关系，揭示了岩石失稳的前兆信息。" 在《单轴压缩下片麻岩红外辐射特征研究》这篇论文中，作者们对不同层理方向的片麻岩进行了实验，以研究其在单轴压缩下的红外辐射特性。他们结合多种参数，如应力、平均温度、方差以及温度场分异速率，深入剖析了岩石破裂过程中的红外辐射温度变化。实验结果显示，无论是在水平还是垂直层理的片麻岩中，加载过程中红外辐射温度场的演变都呈现出明显的阶段性变化，并与应力变化保持高度相关。平均红外辐射温度与应力之间的线性关系强烈，相关系数均超过0.90，这为理解岩石力学行为提供了新的视角。 具体到层理方向的影响，水平层理的试件在加载过程中的辐射温度升温速度明显快于竖直层理的试件。在应力作用下，方差曲线的变化可以分为压密及弹性阶段、破坏阶段三个阶段，其中破坏阶段的方差陡升显著，预示着岩石结构的不稳定。通过对方差求导得到的温度场分异速率，研究人员定义了两个预警信号点，即第一次偏移0值的点和临破坏偏移0值的点，分别作为一级和二级预警，发现时间预警比应力预警更为准确，尤其是在竖直层理试件中，能更早地捕捉到岩石损伤的迹象。 在实验的后处理阶段，研究人员利用多步骤算法对红外图像进行降噪处理，显著提高了图像质量。在加载的不同阶段，热像图表现出不同的特征：前期表面温度变化均匀且缓慢，中期随着应力增加逐渐升温，而接近破坏时，破裂位置出现高温异常，周围区域则显示低温异常，这些温度分异性是岩石即将失稳的重要红外前兆特征。 综合来看，这项研究为监测和预测岩石工程中的破坏事件提供了新的红外辐射监测方法，对于矿产开采、岩土工程安全评估等领域具有重要的理论和实践意义。通过红外辐射温度、温度场分异速率和方差等参数的联合分析，可以更准确地识别岩石的稳定性状态，从而提前预警潜在的地质灾害，确保工程安全。