The forming of micro or mesocracks on rock surfaces is a symptom and precursor of the degradation of deep surrounding rocks under excavation. However, the direct detection or observation of these tiny developed cracks is not practical due to the limitation of current instruments which can only capture and recognize macrocracks. Therefore, many indirect detection ways are proposed to acquire some precautional signals and hereby forestall damage and failure of surrounding rocks. Infrared radiation (IRR) monitoring is one of the frequently used technologies. Current thermography derived from IRR can capture all temperature changes including the surrounding environment; this may influence the on-site judgement due to uncertainty or blur of generated temperature images. This paper proposes the “pseudothermography” under the true triaxial compressive test by combining the infrared radiation data and the heat diffusion theory. Our method evenly selects 25 small regions on the observed rock surface and uses the data obtained from these regions to derive the global temperature field which contains no uncertainty. By comparing our method with the real temperature field, the deduced diffusion model proposed in this paper can relatively reflect the real crack initiation under increasing loading. The experiment result proves that the attempt for the application of heat diffusion law is feasible to indirectly reflect the formation of micro and mesocracks and, ultimately, foresee the failure of the surrounding rock.

中文翻译：

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基于热扩散分析的红外热成像预测岩石破裂方法

在岩石表面形成微裂纹或中观裂纹是深基岩在开挖条件下退化的征兆和先兆。但是，由于目前只能捕获和识别宏观裂纹的仪器的局限性，直接检测或观察这些微小的裂纹是不切实际的。因此，提出了许多间接检测方法来获取一些预防信号，从而防止围岩的破坏和破坏。红外辐射（IRR）监视是最常用的技术之一。来自IRR的当前热像仪可以捕获包括周围环境在内的所有温度变化。由于不确定性或生成的温度图像模糊，这可能会影响现场判断。结合红外辐射数据和热扩散理论，提出了真正的三轴压缩试验下的“伪热成像”。我们的方法在观察到的岩石表面上均匀地选择了25个小区域，并使用从这些区域获得的数据来导出不包含不确定性的全局温度场。通过将我们的方法与实际温度场进行比较，本文提出的推导扩散模型可以相对反映载荷增加时的真实裂纹萌生。实验结果证明，应用热扩散定律的尝试是可行的，可以间接地反映微裂纹和中裂纹的形成，并最终预见围岩的破坏。我们的方法在观察到的岩石表面上均匀地选择了25个小区域，并使用从这些区域获得的数据来导出不包含不确定性的全局温度场。通过将我们的方法与实际温度场进行比较，本文提出的推导扩散模型可以相对反映载荷增加时的真实裂纹萌生。实验结果证明，应用热扩散定律的尝试是可行的，以间接反映微观裂缝和中观裂缝的形成，并最终预见围岩的破坏。我们的方法在观察到的岩石表面上均匀地选择了25个小区域，并使用从这些区域获得的数据来导出不包含不确定性的全局温度场。通过将我们的方法与实际温度场进行比较，本文提出的推导扩散模型可以相对反映载荷增加时的真实裂纹萌生。实验结果证明，应用热扩散定律的尝试是可行的，以间接反映微观裂缝和中观裂缝的形成，并最终预见围岩的破坏。本文提出的推导扩散模型可以相对反映载荷增加时的实际裂纹萌生。实验结果证明，应用热扩散定律的尝试是可行的，以间接反映微观裂缝和中观裂缝的形成，并最终预见围岩的破坏。本文提出的推导扩散模型可以相对反映载荷增加时的实际裂纹萌生。实验结果证明，应用热扩散定律的尝试是可行的，以间接反映微观裂缝和中观裂缝的形成，并最终预见围岩的破坏。