深圳大学突破三维岩石动力学试验技术填补国际空白

时间：2025-01-03 01:20

小编：小世评选

在全球基础设施不断扩展与升级的背景下，岩石工程的复杂性与挑战性日益加剧。随着工程深度和施工难度的增加，工程的安全性问题被不断放大，尤其是在岩石工程领域，传统的理论和方法已难以满足日益严苛的安全标准。2023年12月28日，深圳大学在这一领域取得了重要突破，开发出了世界首套动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统，填补了国际在三维岩石动力学试验技术方面的空白。

一、研发背景及意义

全球范围内，岩石相关的重大工程项目数量不断上升，这包括隧道、地下矿井、水坝等复杂工程形式。这些工程在埋深、施工难度和外部扰动等方面的挑战不断增加，使得传统的岩石动力学分析方法面临重大瓶颈。传统方法通常将动力学问题静态化，未能充分考虑到动态扰动对工程安全的影响，这可能导致工程设计中的潜在风险和隐患。

特别是在国际上，尚缺乏能够真实反映复杂工程状态的多轴多向动力学试验手段和理论分析体系，尤其是在三维多向岩石试验方面，技术相对匮乏。这种情况下，深圳大学的研发团队经过六年的研究和攻关，成功地开发出了适应这一需求的创新性试验系统，为深入理解岩石在工程动载荷下的行为提供了全新的技术手段。

二、关键技术的突破

深圳大学的研究团队在原理构想、技术攻关和装备研发等多个环节实现了从零到一的跨越，成功自主研发了首个动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统。该系统的核心在于三轴六向霍普金森杆、样本定位与控制装置，以及脉冲枪三维对中调平装置的研究与制造。凭借这项技术，系统能够实现高精度的快速对中调平，大大提高了试验的可靠性和可重复性。

该系统应用的三轴六向电磁应力脉冲发生器，是此次研发的最大亮点之一。该装置能够调节应力波的加载幅值（从0到600MPa）及脉宽（300μs到800μs），并对加载的时间误差控制在5μs以内，重现性高达99%。这一技术的成功应用，为高精度耦合静态围压和电磁应力脉冲的多轴多向动静耦合加载提供了有力支撑。

三、未来的应用前景

这一突破性技术的问世，不仅是深圳大学在岩石动力学领域的科研成就，更是为国际学术界和工程实践带来了全新的思路与方法。系统的设计与实施将为岩石动力学的理论研究提供新的实验方法和，且可广泛应用于力学、物理学、高压地学、地震学、材料学等多个基础学科的研究之中。

同时，这项技术也为矿业工程、地质工程、地下工程、土木水利工程及国防工程等各类工程领域的动力灾变分析提供了强有力的技术支撑。随着基础设施建设的不断推进和技术需求的多样化，这种先进的动力学试验技术将助力于更加安全、经济、可持续的工程设计与施工。

四、

深圳大学在三维岩石动力学试验技术上的重大突破，体现了通过长期深厚的科研积累与技术创新，推动理论与实践相结合的指向。随着全球基础设施不断发展的趋势，未来在岩石工程安全研究与应用方面，这一技术将发挥越来越重要的作用，为预防安全隐患、提升工程质量奠定了坚实的基础。环保、可持续的建设方式也将在这一技术的应用中得以体现，为人类社会的和谐发展贡献力量。