基于数字图像技术的相似材料试样破坏试验研究

付 巍

（1.中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁 沈阳 110000；2.煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 抚顺 113122）

采矿工程、岩土工程、隧道工程等大型工程的施工过程中都面临着岩体的原始应力破坏及重新分布的过程[1-2]，且工程中许多灾害都与岩石的变形破坏有关，而岩石的破坏多数情况下是由于岩体局部变形引起的[3-5]。因此，从岩石的局部微小破坏着手分析研究岩体的破损过程是1个可行的方法。学者在岩体变形方面做了大量的研究，成果丰硕。部分学者利用声发射技术对煤岩体等破坏信号进行收集处理，得到煤[6-8]、岩[9-11]的变形破坏特征；利用CT图像可以实现对煤、岩体的组成成分及细观结构的研究分析[12-13]；而在岩石破坏过程中形成裂纹，可利用电镜扫描技术实现对不同阶段裂纹的断口扫描，通过对扫描图像的对比实现不同外加条件的试验目的[14-16]；数字图像技术能实现试样表面位移应变的观测，可以直观显示试样表面裂纹的产生、演化及相互勾通的全过程，为岩石变形破坏的研究提供了新思路[17-21]。研究岩石性质的方法较多，但是现场条件往往复杂多变，很多工程难以直接试验，而物理相似模拟试验则能达到事半功倍的效果，目前数字图像技术在煤、岩领域应用较多，却在相似模拟试验中应用较少，因此采用数字图像技术从表面应变的角度出发研究试样受载过程中的变形及微破坏，可提升测试结果的准确性，并为物理相似模拟试验的研究分析提供新视野。……