巖石熱沖擊破裂的本質(zhì)是巖石內(nèi)部的溫度場變化引起瞬間巨大的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致巖石內(nèi)部裂隙的萌生、擴展直至貫通，是從細(xì)觀損傷到宏觀破壞的過程。
熱沖擊現(xiàn)象在自然界普遍存在。當(dāng)巖石急劇加熱或急劇冷卻時，在極短的時間內(nèi)巖體產(chǎn)生大量的熱交換，溫度發(fā)生劇烈變化，溫度梯度導(dǎo)致巖體內(nèi)部產(chǎn)生沖擊熱應(yīng)力，使巖石發(fā)生熱沖擊破裂。巖石熱沖擊破裂會使得巖體從微觀層面產(chǎn)生大量的裂隙、裂縫，宏觀層面力學(xué)特性劣化，滲透性增強。巖石熱沖擊破裂的這些特征正在被科學(xué)界高度關(guān)注，在干熱巖、石油、天然氣儲層滲透性改造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
然而在過去許多的巖石熱沖擊實驗裝置無法真實地模擬地下流體對巖石的沖擊作用，現(xiàn)場常用的監(jiān)測方法主要有:微震法、微重力法、地震學(xué)預(yù)測法、鉆屑法和電磁輻射法等。然而這些方法大都憑借收集巖體破裂時釋放的聲波信號，再進行數(shù)據(jù)處理分析，來進行巖爆預(yù)測工作。這些感應(yīng)器儀器操作復(fù)雜，前期設(shè)備投入資金大，并且需要專業(yè)的人員才能進行操作，最后獲得的實驗溫度數(shù)據(jù)對于現(xiàn)場工程應(yīng)用的實際指導(dǎo)作用較差，因此在實驗爆破研究領(lǐng)域，急需一種可以真實地模擬地下巖石的熱沖擊過程的實驗裝置、以及可以對巖石熱沖擊的破裂效果進行直觀分析的系統(tǒng)和設(shè)備。
隨著紅外探測器與紅外測溫算法的不斷發(fā)展，高速紅外熱像儀測溫技術(shù)日趨成熟，被廣泛應(yīng)用于高速運動物體以及溫度驟升驟降的物體測溫研究領(lǐng)域，其中包括巖石爆破試驗。高速紅外熱像儀擁有超高幀頻以及超短熱時間常數(shù)，可以在3-4ms內(nèi)形成熱像儀，可以能夠直觀形象地反映巖體的能量積聚程度，從而在一定程度上反映巖體的應(yīng)力集中程度，尤其在巖爆烈度和頻率越高的爆破實驗中，很有必要采用紅外熱成像儀，對巖石爆破瞬時溫度場進行監(jiān)測，以提升取得良好的爆破效果，更好地協(xié)助科學(xué)實驗者了解和掌握巖石的爆破性。
