在岩石力学测试领域，岩石热-机械载荷性能分析，通常需要分开单独进行。如果要研究岩石在不同受力状态下的热性能，需要将热性能（全场温度数据）和力学性能（全场应变数据）耦合同步分析。

为了解决这个难题，新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统通过与红外相机精确耦合，DIC软件可生成与全场应变同步的全场温度云图，实现热性能和力学性能同步分析，清晰呈现温度条件和力学行为之间的关联性。

DIC技术与红外相机耦合分析

将红外相机测量到的温度场与DIC测量到的变形场精确耦合，实现坐标一一对应关系，特别是曲面物体的坐标精确对应，是耦合分析的关键技术所在。

XTDIC软件温度场耦合技术，可以直接与红外相机进行立体标定，建立两者相互关联的参数，实现两者自动精确的耦合。其特点有：

• 通过立体标定，建立参数关系

• 精确自动耦合

• 适合曲面耦合

岩石单轴压缩-温度场与DIC场耦合

测试背景

岩石在加热时其内部结构会发生物理的或化学的变化，因而岩石在加热条件下的强度特性，破坏形式，与常温条件下有很大差别。

因此，在不同层理结构的岩石在压缩变形过程中，同时监测其温度变化和变形，非常具有科研和工程应用意义。

测试目的

采用新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统与红外温度场测量技术相结合，在单轴压缩载荷与温度变化环境下，研究不同岩理结构的岩石表面应变场变化，分析高温下试样的弹塑性本构等重要参数，以及裂缝扩展、损伤演变和断裂破坏形式。

测试流程

测试试样为标准圆柱形岩石结构，尺寸为120mm*60mm的不同岩理结构岩石。

根据测试需求，XTDIC三维全场应变测量系统，集成0-550℃测温范围的红外相机，DIC双目相机和红外相机聚焦在待测样品表面的相同区域，以确保两个系统的图像采集和电子触发信号同步。

此后，只需在DIC软件中操作，即可生成与全场应变同步的全场温度云图，以满足对热性能和力学性能的同步分析需求。

测试数据结果

根据客户要求，分析在恒定的压力条件下，温度升高对岩石试样局部应变以及裂缝产生的影响，以下云图为升温过程中裂缝的产生过程和应变分布。

DIC应变分布云图

除此之外，与双目DIC相机采集同步运行的红外相机，可清晰地分配同步结果数据（温度值和数字图像数据），同时得到试件表面的温度场情况。

红外相机与DIC设备耦合的温度场

由于不同层理结构和形状的岩石，在同样的稳压升温过程中产生的裂缝方式和分布有差异，以下为测试其他圆柱形岩石试样的应变场分布。

圆柱试样DIC表面应变场云图

作为对照，另外采用方形岩石试样，在稳压下升温分析应变和裂缝DIC测量，下图为岩石试样表面应变云图、点应变以及温度变化曲线。

表面应变云图和点应变变化曲线

红外相机测得温度场分布和点温度变化曲线