绍兴文理学院创新打造“背包实验室”

　　走，“背”上实验室去工程现场

　　本报讯（记者 蒋亦丰 通讯员舒玲玲）连日来，绍兴文理学院土木工程学院师生奔波在西部的水利工程施工现场。和过去不同的是，没有随车搬运的大型勘测设备，取而代之的是3个不到半人高的背包，打开后取出零部件，5分钟就能组装出一套完整的岩石力学测试装备系统。

　　在我国大型基建工程中，有半数是位于崇山峻岭间的岩体工程。团队负责人、中国岩石力学与工程地质专家伍法权介绍，一套国外进口的试验系统要花费850万元，一般三四米高、几吨重，不便于搬运和组装，“到了交通不便的地方就靠大伙肩扛手抬，采集到的岩石样品还要带回实验室测试分析，整个周期拉得很长”。

　　伍法权决定，带着师生往“轻量化、智能化”的方向搞自主研发，一干就是10年。团队先利用杠杆原理和机械放大器，研发出第一代手摇式点荷载试验仪，虽然大幅缩小了设备规格，但仪器磨损情况很严重。后来，团队想到了用液压代替手摇，到第五代设备时，已经可以将多台单体设备拆装成若干个核心组件，装进背包里。

　　研发过程中，最难的是“尺寸效应”——仪器尺寸缩小以后，获得的参数还可靠吗？团队在校内利用学科交叉平台，吸收了来自机械设计、电子线路、软件设计等多个学科的最新技术，花了五六年时间，分析了三四千组试验数据，最终解决了小型化以后的参数可靠性问题，还获得了5个核心专利。

　　如今，“背包实验室”终于能在工程现场“大显神威”了。整套系统分装在3个背包中，单个仅有15公斤。在浙江一座抽水蓄能电站工程的洞口处，研究生张宇凯和同学们开展了点荷载试验。打开背包，取出持力框架、加载设备和主控台，将加载系统放置到持力框架中，按照试验要求输入试件的岩性和尺寸，点击“加载”按键，1分钟完成试验。伍法权介绍，“背包实验室”一次完成现场取样、制样、试验，比大型室内试验设备节省时间80％以上。

　　据了解，该校的“背包实验室”已广泛应用于高速公路、铁路隧道、大型水利水电枢纽工程等场景，并向新型能源工程、地质灾害抢险救援等领域延伸，仅点荷载每天就可以完成100多个试验。截至目前，团队共参与了30多个工程实地勘测项目。

2024-05-02

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