[发明专利]一种裂隙岩体破坏演化过程中红外辐射监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种裂隙岩体破坏演化过程中红外辐射监测装置及方法，属于红外遥感‑岩石力学技术领域，包括伸缩箱部件、红外热像仪、计算机；所述红外热像仪安装在伸缩箱部件上，且所述红外热像仪与计算机连接，通过拉伸伸缩箱部件，调整裂隙岩体与红外热像仪的距离，实现对裂隙岩体破坏过程中的监测，并通过MATLAB软件对检测结果进行处理，得到相应的红外辐射温度变异系数数据，本发明解决了试验人员、太阳辐射，空气流动、温度变化等因素在裂隙岩体破坏演化过程中对监测数据的影响，极大地提高了实验结果的准确性、科学性和有效性，对裂隙岩体红外辐射监测实验具有重要意义。

技术领域

本发明公开了一种裂隙岩体破坏演化过程中红外辐射监测装置及方法，属于红外遥感-岩石力学技术领域。

背景技术

各种岩石工程中地质条件复杂，穿插着各种地质结构面，如煤矿、水利、公路等工程，因这些复杂岩体破裂失稳导致重大灾难事件频繁发生。近20多年来，学者们已经对遥感监测岩体在受力至破裂过程中红外辐射的变化特征进行了研究，研究发现，岩体在加载过程中红外辐射温度会随着时间的变化而变化，且在岩体破裂时红外辐射温度存在一些前兆特征。因此，研究裂隙岩体破坏过程中红外辐射特征，发现裂隙岩体的破坏机制，准确、有效地对裂隙岩体破坏演化过程进行监测，对监测数据采用有效的处理手段，是保证试验有效性的重要方式。但目前国内外学者对裂隙岩体破坏演化过程中红外辐射特征研究存在以下问题：(1) 采用原始红外热像仪监测岩体破坏演化过程时，难以消除裂隙岩体内部结构缺陷中空气流动、外界环境温度等因素对红外辐射特征的影响，使得红外辐射异常信息未能真实反映岩石内部结构的变化特征；(2)对于裂隙岩体破坏演化过程中红外辐射特征的研究，局限于采用平均红外辐射温度(AIRT)、最高温度和最低温度等指标，但这些指标不能准确地反映出裂隙岩体的破坏机理，且红外辐射特征不能被明显地观测到。因此，目前急需研究一套能够消除外界各因素对岩石内部结构红外辐射特征的影响，以及一种对红外辐射特征进行处理的新方法，使其能显著、准确地发出裂隙岩体破坏时的前兆信号。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能准确、有效地对裂隙岩体破坏演化过程进行红外辐射监测的装置，本发明可消除外界各因素对岩石内部结构红外辐射特征的影响，效果好。

本发明的有益效果是：一种裂隙岩体破坏演化过程中红外辐射监测装置，包括伸缩箱部件、红外热像仪、计算机；

所述红外热像仪安装在伸缩箱部件上，且所述红外热像仪与计算机连接。

所述伸缩箱部件包括箱体Ⅰ、箱体Ⅱ，所述箱体Ⅰ包括一端开口的箱身Ⅰ和安装在开口端的挡光门，所述箱身Ⅰ为5块隔热板组成的一端开口的长方体形，且箱身Ⅰ另一端的隔热板Ⅰ上设有开口，该开口尺寸比箱体Ⅱ顶板、底板之间的距离大，能使箱体Ⅱ放入开口中且能在水平方向滑动，箱身Ⅰ的顶板、底板上分别开有圆孔Ⅰ、圆孔Ⅱ，所述箱体Ⅱ包括一端开口的箱身Ⅱ，所述箱身Ⅱ为5块隔热板组成的一端开口的长方体形，且箱身Ⅱ一端开口处的顶板、底板及两侧板分别向外垂直弯折形成弯折部，顶板、底板及两侧板的弯折部可与隔热板Ⅰ的开口位置的上方、下方及两侧相配合，拉伸箱体Ⅱ时防止箱体Ⅱ脱落，另一端的侧板上开有监测口，箱身Ⅱ的开口端位于箱身Ⅰ内，箱身Ⅱ的顶板、底板及两侧板分别位于隔热板Ⅰ的开口内，所述红外热像仪安装在监测口处。

所述挡光门为隔热板，挡光门的开合方便在试验机上放置和拿取试验后的碎屑试件。

所述隔热板为厚度为5mm的木板。

所述箱体Ⅰ、箱体Ⅱ的内壁上、挡光门的内壁上、监测口的开口处、圆孔Ⅰ、圆孔Ⅱ的孔表面上均涂有黑体漆。

所述弯折部的长度为2cm。

本发明的目的之二在于提供一种利用裂隙岩体破坏演化过程中红外辐射监测装置进行监测的方法，具体步骤如下：