为探究含裂隙岩石试件的变形破裂特征和前兆规律，进行了含裂隙类岩石材料的破坏试验，采用数字图像相关技术（DIC）、红外辐射测温技术（IRT）和声发射技术（AE）实时无损地探测了试件在损伤破坏过程中应变场、红外辐射温度场及声发射振铃的响应规律、前兆性和敏感性，并引入样本标准差指标对应变场和温度场矩阵数据进行了数据降维和定量分析。基于上述物理量监测信息，建立了考虑多元监测信息及其权重的数据融合函数。在此基础上，对试件破坏过程进行了阶段划分和综合预警。结果表明：试件在裂隙起裂、扩展和贯通过程中表现出显著的应变局部化特征。试件破坏过程中，应变局部化带逐渐扩大，应变场标准差曲线呈非线性变化。试件破坏过程中产生的多物理量响应规律和前兆性具有一定区别。红外辐射温度场和声发射振铃次数在宏观裂隙生成前变化平稳，在宏观裂隙生成时发生突变。而应变场在裂隙起裂前就展现出应变离异特征，前兆性更显著。多元监测信息反应试件破坏的显著性也不相同，强弱顺序为水平应变场标准差、剪切应变场标准差、垂直应变场标准差、温度场标准差、声发射振铃次数。综合考虑各指标特点，建立了基于多元信息共生和各监测信息权重的综合评判方法，并从能量积累的角度对试件的破坏过程进行量化分析，确定了任意时刻试件宏观破坏发生的累积概率，实现了分级预警和概率预警。

国家重点研发计划项目（2019YFC1904304）；安徽省“115”产业创新团队基金项目；

1 试验设计
1.1 试验材料和试件
1.2 试验装置与方法
2 试验结果
2.1 应变场演化规律
2.2 温度场演化规律
2.3 声发射演化规律
3 多元监测信息融合分析
3.1 多元信息归一化
3.2 多元信息函数
3.3 主成分分析
3.3.1 构造样本矩阵
3.3.2 相关系数矩阵及其特征值
3.3.3 主成分分析模型函数
4 基于多元信息融合的预警方法
5 结 论

张庆贺,袁亮,方致远,马衍坤,杨洋,李翎.基于多元监测信息融合的含裂隙类岩石材料破坏规律和预警方法[J].采矿与安全工程学报,2022,39(04):797-807.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0065.