基于正则化全局数字体图像相关法的砂岩内部变形与损伤演化规律研究

摘要

为提高数字体图像相关法对岩石内部变形测量及损伤识别的精度，在引入节点力平衡条件的正则化全局数字体图像相关法中，融入了多重网格划分技术，实现了网格的局部细化，建立了新算法。通过不同粒径颗粒体扫描实验和数字虚拟裂隙模型评估了不同数字体图像相关法的精度；结合红砂岩单轴压缩原位CT扫描实验，量化分析了其内部变形与损伤演化规律。结果表明：力学正则化项的引入，使全局数字体图像相关法的测量不确定度降低了1～2个数量级；针对红砂岩试件，新算法能够识别内部开度为0.15体素的新生亚体素微裂隙，同时计算量减小了85.15%;试件在轴向应力达到峰值的50.58%时，已产生最大开度为0.32体素的新生裂隙，而在应力增至峰值的84.27%时，新生微裂隙发展达到体素级裂隙。研究成果在提高计算效率的同时，对亚体素级新生裂隙也表现出良好的识别能力，为岩石内部变形与损伤量化分析提供了新方法。

关键词

砂岩 / 损伤演化 / 数字体图像相关法 / 多重网格