在多雨山区的高速公路和边坡工程中，凝灰岩等火山碎屑岩反复经历失水与吸水的干湿循环，力学性能会逐渐下降，内部微裂纹持续扩展，容易诱发滑坡等地质灾害。此问题长期困扰岩石力学与工程地质研究。如何在复杂环境下准确捕捉岩石变形与破坏过程，是地质灾害防治中的关键科学问题。传统岩石力学试验多依靠应变片或位移计测量，但这类方法难以反映岩石表面的非均匀变形，也无法完整记录裂纹从萌生到扩展的全过程。这些局限影响了对破坏机理的深入认识，也制约了工程防灾减灾措施的针对性。为突破这一瓶颈，地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室科研团队引入高速三维数字图像对应的技术。该技术利用高速摄像机连续采集试样表面散斑图像，实时反演三维位移场与应变场分布，可在微观尺度记录岩石的完整破坏过程。研究中，团队同步结合声发射监测，对不同干湿循环次数下凝灰岩裂纹演化进行了系统分析。试验系统由单轴加载装置、声发射监测系统和高速三维测量系统组成。其中，高速三维测量系统采用两台高速摄像机构成双目立体测量系统，通过图像匹配算法计算试样表面的三维位移场与应变场。与常规测量设备相比，该系统具备更高的成像速度、更高的三维应变测量精度及稳定的全场变形计算能力，适合捕捉岩石破坏的瞬态过程。科研人员采集高速公路边坡凝灰岩样本，加工为标准圆柱体，按干湿循环次数分为六组，每组五个试样，共制备三十个样本。试样表面喷涂白色与黑色哑光漆形成随机散斑，以保证测量系统准确追踪表面点位移。在单轴压缩加载过程中，高速摄像机持续采集图像，测量系统实时计算三维位移场并反演应变场，全程记录直至试样破坏。试验数据清晰揭示了岩石破坏的演化规律。未经历干湿循环的试样在加载初期表现为裂纹闭合与线弹性阶段，位移场分布均匀，应变场无明显异常；进入稳定裂纹扩展阶段后，试样中部逐渐出现局部应变集中区，对应微裂纹萌生；在峰值阶段，该集中区迅速增强并发展为贯通主裂纹，破坏模式呈典型拉伸破坏特征。相比之下，经历十次干湿循环的试样更早出现应变局部化，应变集中范围明显扩大，表明干湿循环显著加速了岩体损伤演化。该成果为高速三维测量技术在岩石力学研究中的应用提供了参考，也为山区边坡工程的灾害机理研究提供了数据支撑。通过量化干湿循环对岩石力学性能的影响，可更科学地评估边坡稳定性，并制定更有针对性的防灾措施。
从实验室研究到工程应用，测量与监测技术的进步正拓展对岩石破坏过程的认知边界；该成果为地质灾害防治提供了更可靠的科学依据，也说明了我国在岩石力学测试技术上的积累与创新。面对复杂多变的地质环境，持续推动技术迭代，才能更有效支撑工程安全与生态保护。