为解决现有测量方法存在的问题，如全站仪无法获得模型全场变形，2D-DIC无法满足实验对空间测量的需求等，提出模型整体三维数字散斑(3D-DIC)结合直接顶局部全站仪的测量手段，并将其应用于相似模拟实验中，分析2D-DIC由于离面位移产生的理论误差，并对3D-DIC系统测量精度进行校验，进一步详细分析岩层沉降误差及位移演化规律。研究结果表明：2D-DIC测量误差与岩层偏转角度、光轴偏移角度呈正相关，产生误差的根本原因是由于离面位移导致散斑点在相机成像面上的位置发生变化；3D-DIC系统测量误差随岩层变形破坏程度加剧而增大，针对直接顶辅以全站仪测量进行插值拟合计算，最大相对误差为6.2%,满足相似模拟实验精度要求；3D-DIC系统能有效监测裂隙发育周期性演变特征。提出的方法操作简易，效率高又能达到较高精度，结合压力传感器测量系统实现了岩层破坏形态、位移场与采动应力场互馈监测。

国家自然科学基金资助项目(51634007,51904226)；

1 数字散斑测量原理
1.1 2D-DIC误差分析
1.2 三维数字散斑测量基本原理
2 相似模拟实验
2.1 工程背景
2.2 模型概况及监测系统布置
3 3D-DIC测量系统精度
4 实验结果分析
4.1 岩层下沉分析
4.2 岩层运移监测
4.3 岩层裂隙发育
5 结 论

伍永平,孙明明,郎丁,杨玉冰,曹建利,闫壮壮,余洋,余建东.相似模拟三维数字散斑方法研究与应用[J].煤炭工程,2022,54(09):92-98.