走，“背”上實驗室去工程現(xiàn)場

本報訊（記者 蔣亦豐 通訊員 舒玲玲）連日來，紹興文理學(xué)院土木工程學(xué)院師生奔波在西部的水利工程施工現(xiàn)場。和過去不同的是，沒有隨車搬運的大型勘測設(shè)備，取而代之的是3個不到半人高的背包，打開后取出零部件，5分鐘就能組裝出一套完整的巖石力學(xué)測試裝備系統(tǒng)。

在我國大型基建工程中，有半數(shù)是位于崇山峻嶺間的巖體工程。團隊負責(zé)人、中國巖石力學(xué)與工程地質(zhì)專家伍法權(quán)介紹，一套國外進口的試驗系統(tǒng)要花費850萬元，一般三四米高、幾噸重，不便于搬運和組裝，“到了交通不便的地方就靠大伙肩扛手抬，采集到的巖石樣品還要帶回實驗室測試分析，整個周期拉得很長”。

伍法權(quán)決定，帶著師生往“輕量化、智能化”的方向搞自主研發(fā)，一干就是10年。團隊先利用杠桿原理和機械放大器，研發(fā)出第一代手搖式點荷載試驗儀，雖然大幅縮小了設(shè)備規(guī)格，但儀器磨損情況很嚴重。后來，團隊想到了用液壓代替手搖，到第五代設(shè)備時，已經(jīng)可以將多臺單體設(shè)備拆裝成若干個核心組件，裝進背包里。

研發(fā)過程中，最難的是“尺寸效應(yīng)”——儀器尺寸縮小以后，獲得的參數(shù)還可靠嗎？團隊在校內(nèi)利用學(xué)科交叉平臺，吸收了來自機械設(shè)計、電子線路、軟件設(shè)計等多個學(xué)科的最新技術(shù)，花了五六年時間，分析了三四千組試驗數(shù)據(jù)，最終解決了小型化以后的參數(shù)可靠性問題，還獲得了5個核心專利。

如今，“背包實驗室”終于能在工程現(xiàn)場“大顯神威”了。整套系統(tǒng)分裝在3個背包中，單個僅有15公斤。在浙江一座抽水蓄能電站工程的洞口處，研究生張宇凱和同學(xué)們開展了點荷載試驗。打開背包，取出持力框架、加載設(shè)備和主控臺，將加載系統(tǒng)放置到持力框架中，按照試驗要求輸入試件的巖性和尺寸，點擊“加載”按鍵，1分鐘完成試驗。伍法權(quán)介紹，“背包實驗室”一次完成現(xiàn)場取樣、制樣、試驗，比大型室內(nèi)試驗設(shè)備節(jié)省時間80％以上。

據(jù)了解，該校的“背包實驗室”已廣泛應(yīng)用于高速公路、鐵路隧道、大型水利水電樞紐工程等場景，并向新型能源工程、地質(zhì)災(zāi)害搶險救援等領(lǐng)域延伸，僅點荷載每天就可以完成100多個試驗。截至目前，團隊共參與了30多個工程實地勘測項目。

《中國教育報》2024年04月27日第2版