中文摘要：

本项目运用红外热像探测、红外频谱分析、光弹性测试等技术，研究锚杆-围岩相互作用过程中红外辐射规律及力热耦合产生机制，建立锚杆-围岩红外辐射频谱、温度场与应力场之间的准定量关系。在此基础上，探测锚杆和围岩相互作用时的红外辐射温度场，研究锚杆与围岩的作用机理，研究锚固岩体变形破坏规律，以及锚杆支护参数对围岩稳定性的影响，建立不同地质条件下的锚杆支护模型。本课题的研究将有效弥补数学力学分析、计算机数值模拟和实验室试验方面对锚杆支护机理方面研究缺乏有效实践验证的缺陷，填补锚杆支护巷道围岩应力场与应变场分布进行现场测量的空白，将为煤巷锚杆支护机理的研究提供全新的手段，推动巷道支护理论的发展和突破，在采矿工程、地下工程、边坡工程等领域有广阔的应用前景。

结论摘要：

随着国民经济对煤炭需求的增加，安全、经济地采煤成为迫切需要解决的问题，这客观上要求将先进的科学技术应用到采煤中来。同时红外遥感技术已经在岩石力学中得到了应用，并且在地震的研究中取得了初步的成果，学者们对大量的岩石试件在各种作用下的红外特性作了研究。本项目研究了光弹材料的红外热图和光弹图的关系，得出等差线与等温区在量级、位置、区域上有明显的对应关系，压、拉应力区与红外辐射升、降温区也有对应关系，并得到了理论计算的验证；理论分析了加载过程中的能量转换和耗散，发现了光弹性材料、混凝土以及岩石在加载和卸载过程中红外辐射变化的可逆性和不可逆性；通过实验和数值模拟对加载过程中锚杆与围岩相互作用的红外辐射现象进行了观察和研究，得出不同参数下锚杆的红外特性及其作用范围，对围岩巷道锚杆的选择有指导意义；利用红外辐射温度特性反演锚杆与围岩相互作用过程中的应力、应变以及变形等力学性质；对锚杆与围岩作用过程中红外辐射产生的微观机制、不同应力阶段以及不同破裂方式的红外辐射特征涉及到理论、内部机理，进行了较为广泛的研究。用以上的研究成果指导了常村煤矿和北皂煤矿的巷道支护工作，取得了良好的效果。