岩石破裂发育可能引起红外温度场突变,而岩石破裂失稳过程的红外温度瞬时变化异常特征却鲜有研究。为探寻岩石破裂失稳的红外温度突变前兆,进行了50°C水浸透粉砂岩单轴压缩过程的红外-声发射同步监测实验,以热图像序列小时步差分处理为特色,通过红外温度场突变信息提取和分析、红外温变场(ITVF)统计分析,对岩石破裂失稳过程的红外温度瞬时变化异常特征进行了重点研究,并融合多源红外监测数据,建立了基于SVM的岩石失稳预警模型。主要研究内容及成果如下:(1)基于阈值理论,通过直接提取红外温度突变信息,探寻岩石破裂失稳的红外温度突变前兆。结果表明:热图像序列小时步差分处理方法可抑制环境因素的干扰,突出由岩石破裂发育造成的红外温度突变信息;临破裂粉砂岩红外温度存在红外温度突变异常前兆,包括突升异常、突降异常、突变点量异常、突变极值异常前兆;红外温度突变极值异常和突变点量异常呈正相关;红外温度突升异常和突降异常呈负相关;四种形式的红外温度突变异常前兆可相互验证,相互补充,对提高岩石受力灾变预测的可靠性和准确性具有一定理论意义。(2)红外温度突变可能导致ITVF统计分布异常,在提出“红外温变场(ITVF)”概念的基础上,从统计分布角度探寻岩石破裂失稳的红外温度突变前兆。结果表明:饱水粉砂岩破裂失稳过程中ITVF的特征参数(极差R、峰度K、突变比率MR)存在陡增的突变异常;3指标异常主要集中于峰后破裂阶段,趋于在压力降显现时刻伴随出现;该异常可解释为,当变形进入塑性-峰后破裂阶段,试件表面破裂加剧发育引起红外温度场突变,一方面使得红外温变速率大幅度向极大或极小值方向迁移,导致R值出现突增异常;另一方面使得ITVF异常值的数量突然增加,引起K、MR发生陡增异常。该研究为探寻岩石灾变的红外异常前兆提供了新思路和新方法。(3)在多角度探寻岩石破裂失稳的红外异常前兆的基础上,选取ITVF的极差(R)和峰度(K)两个指标,选定RBF为核函数,采用粗细双重网格搜索交叉检验的方法确定最优参数组合(C,σ),融合多源监测数据构建了基于SVM理论的岩石失稳红外预警模型。结果表明:对ITVF特征参数序列而言,均值化变换方法适用于原始数据的预处理;根据红外监测数据建立的训练样本集属于不均衡训练集,基于分区随机取点的欠抽样方法,可实现不均衡训练集的均衡化,优化分类器性能;通过检验,所建预警模型具有较强的学习能力和外推能力,非常适合岩石破裂灾变的红外异常信号识别预警。该研究对提高地压预警精准度,保障矿山生产安全具有重要的理论指导意义。