设备系统：深部岩体光测实验系统
实验室位置：A105

分室概况

深部岩体光测实验分室主要运用断裂力学、光测力学、材料力学、岩土工程、工程力学等多学科理论，针对现有监测岩石脆性断裂技术存在的问题，以基础工程坍塌、岩爆等工程地质灾害为研究背景，以高速可视化脆性岩石断裂过程及裂纹尖端场的力学特性等关键问题为突破点，建立了基于超短脉冲激光的岩石断裂动态监测技术，将高速摄影的时间分辨率提高至皮秒量级，为捕捉脆性岩石断裂过程中的裂纹尖端的力学行为提供了新的理论方法和技术，实现了裂纹扩展过程的动态高速监测。同时，基于红外热像技术、中红外光谱分析技术对岩石材料特性及损伤变形过程实现多波段、多角度的深度分析。

关键技术：

（1）基于超短脉冲激光的岩石断裂动态监测技术；

（2）基于红外系统的岩石变形损伤全场应力分析及监测技术；

（3）基于光驱动的脆性岩石断裂先兆信息探测技术及预警准则。

目前，上述技术已针对类岩石材料加载条件下全场应力分布红外波段成像进行了研究并得到了应力场分布以及断裂先兆信息；同时，在脆性岩石的裂纹扩展超高速测量方面取得突破性进展。

仪器介绍

深部岩体光测系统主要由Sagittar-SLR皮秒激光器、超快相机Phantom VEO1010L、IRDNA-U3红外热像系统、FOLI 20-Z傅里叶红外光谱仪及50kN高精度单轴加载设备组成。其中，皮秒激光器及超快相机主要实现岩石脆性断裂过程中裂纹尖端扩展过程的捕捉，红外热像系统主要用于监测岩石全场变形及损伤过程并为岩石断裂提供前兆预警，光谱仪则用于探究岩石材料的元素成分，实现对岩石材料微观结构的分析。深部岩体光测系统的功能优势主要体现在以下四个方面：

（1）实现了对岩石材料微观元素的深度分析；

（2）实现了岩石材料损伤变形过程的全场无损实时监测；

（3）实现了岩石断裂过程的高速动态监测；

（4）实现了多波段、多角度、全方位的岩石受载直至断裂完整过程中力学特性的深入探究。

激光断裂超快监测系统

岩石变形损伤红外监测系统

岩石微观光谱分析系统