首套“動態真三軸電磁霍普金森桿試驗測試系統”成功研制

2024年12月28日，記者從深圳大學獲悉，該校成功研制了全球首套“動態真三軸電磁霍普金森桿試驗測試系統”。當日，中國煤炭工業協會組織對中國工程院院士、深圳大學深地科學與綠色能源研究院院長謝和平牽頭的珠江團隊項目“動態真三軸電磁霍普金森桿試驗測試系統”進行了成果評價。

現場邀請了包括11位兩院院士在內的29位國內外知名專家參加此次成果評價會。經過現場考察、聽取研制情況介紹、認真審閱相關資料，以及質詢、討論和評議，專家組一致認為上述成果填補了該領域全球技術空白，取得了重大技術突破，整體達到了國際領先水平。

成果評價會現場 深圳大學供圖

目前，全球范圍內重大巖石工程數量日益增加、建設難度增大，施工與運維過程中工程擾動強烈，工程安全面臨巨大挑戰。然而，重大工程建造與運維的設計和分析大多沿用傳統的理論和方法，常將動力學問題靜態化，未充分考慮建造與運維各種工況的動力擾動對工程響應的影響，給工程建設與運維安全帶來巨大隱患。施工與運維過程中的動力擾動常呈現多軸多向特征。目前，國際上缺乏反映這種真實工程狀態的動力學試驗測試手段和理論分析體系，特別是三維多向巖石動力學試驗測試方法、技術和裝置仍是世界空白。

對此，謝和平團隊提出了“動態真三軸電磁霍普金森桿試驗測試系統”的構想、原理方法與技術方案。經過六年攻關，研發團隊自主原創了全球首套動態真三軸電磁霍普金森桿試驗測試系統，實現了原理構想、技術攻關、裝備研發從“0到1”的突破。

據介紹，研發團隊實現了系列技術創新，包括首次開展完成了三軸六向動態加載與多軸多向動靜耦合加載測試試驗；首創三軸六向電磁應力脈沖加載方法、技術與裝置；研發了多軸多向動靜耦合加載轉換控制方法、技術及裝置，實現了靜態圍壓和電磁應力脈沖的多軸多向動靜耦合加載；開發了多元動態實時數據采集分析方法和設備；自主研制了三維位移場實時演化觀測和分析裝置，攻克了三軸六向動靜耦合加載系統觀測限制難題，實現了動靜耦合加載下三維位移場的實時演化分析等。

“動態真三軸電磁霍普金森桿試驗測試系統” 深圳大學供圖

據介紹，該項目成果填補了國際上三維巖石動力學試驗測試手段的空白，將為工程擾動巖石動力學理論研究提供全新方法、手段和平臺，為力學、物理學、高壓地學、地震學、材料學、空間科學等基礎學科探索建立多維多向動（靜）力學新理論與新方法，為礦業工程、地質工程、地下工程、土木水利工程、國防工程等工程領域的動力災變探索提供技術支撐。