岩石的应力状态变化是引起地表岩石（岩体）破裂,并产生固体地球灾害的根源,相比传统的“点”式应力监测技术,对岩石应力状态的大范围面式监测以及灾变预警是防灾减灾的关键。近年来岩石受力红外观测实验结果与震前热红外辐射观测结果表明,岩石在不同加载阶段的红外辐射变化规律不同,在失稳破裂前存在“时-空-强”异常特征,热红外遥感有可能成为岩体应力与灾变预警以及地应力场动态监测的良好手段。然而,目前对于岩石受力的热红外光谱变化规律、波段特征与影响因素尚缺乏系统和深入研究。为此,论文在国家自然科学基金“冷背景下岩石受力热红外光谱变化探测实验与机理研究”的资助下,开展了室外环境下岩石受力过程的热红外光谱观测实验研究,主要研究内容及结果如下:（1）理论分析了岩石表面热红外光谱辐射亮度变化的能量构成与影响因素,顾及到卫星对地观测实际场景,确定了岩石加载热红外辐射亮度观测实验环境的适宜条件,构建了室外环境下的岩石受力热红外光谱观测实验系统。（2）开展了岩石弹性变形阶段的热红外光谱变化规律实验研究,通过对石英砂岩、花岗岩与大理岩三种岩石试样在单轴压缩加载过程中热红外光谱辐射亮度数据、应力应变数据、温度数据、声发射数据等多种数据的联合分析,揭示了岩石在弹性变形阶段的光谱辐射亮度变化规律,结果表明:1)受力岩石表面不仅存在温度变化,更重要的是存在表面光谱发射率的变化,光谱辐射亮度变化是温度变化与光谱发射率变化共同作用的结果;2)应力作用引起的光谱发射率变化是导致光谱辐射亮度变化出现敏感波段区间的主要原因,光谱发射率变化的敏感波段区间对应岩石静态发射率光谱的吸收特征（Reststrahlen Features,RF）波段区间,石英砂岩、花岗岩与大理岩光谱发射率变化的优势波段区间分别为8.2～9.7μm,8.3～10.5μm和11.1～11.4μm;3)在敏感波段区间的光谱发射率变化与应力变化存在较好的线性相关性,单位兆帕应力诱发的光谱发射率变化量级为10-5。（3）研究了岩石在破裂阶段的热红外光谱变化特征,发现当岩石进入破裂阶段时,岩石表面热红外光谱变化出现以下特征:1)破裂阶段的热红外光谱辐射亮度变化同样是温度变化与表面光谱发射率变化共同作用的结果,光谱发射率变化的波段特征是引起光谱辐射亮度变化出现波段特征的主要原因;2)不同破裂形式引起的光谱发射率变化特征不同,当试样表面出现张开型破裂时,受到空腔效应的影响,观测区域内的发射率显著增加并在对应岩石发射率谱线的RF波段区间出现峰值,三种岩石试样（石英砂岩、花岗岩与大理岩）的变化规律具有一致性;3)当试样表面出现覆掩型破裂时,发射率呈现下降趋势并在对应RF区间出现波段特征,发射率的下降幅值与岩石表面的破裂程度、表皮突起范围、倾斜角度等因素有关。（4）讨论了岩石在加载过程中表面温度变化、光谱发射率变化的影响因素与内在机理,分析了岩石在弹性变形阶段与破裂阶段表面热红外光谱辐射变化规律的内在原因,建立了岩石加载过程中热红外光谱辐射亮度变化的物理模型。本研究揭示了岩石在加载过程的红外辐射变化影响因素与波段特征,研究结果可望为固体地球灾害、矿山灾害和工程结构灾害等的热红外遥感监测预警提供实验基础。