高能加速器CT可旋轉式巖石力學剛性伺服試驗機研發歷程
2018/10/29 15:45:41??????點擊：
10月中旬，中科院地質與地球物理研究所研究員李曉帶領的科研團隊收到了一份新的巖芯樣品。他們穿過CT室厚厚的、曲折的迷宮門，將這個不同尋常的大尺度巖石試樣放置好后，回到位于另一個房間的中控臺前。
強烈的轟鳴聲中，巖石試樣在試驗機的高壓中進行高精度旋轉，接受6MeV的高能電子“透視”。很快，一張張布滿裂紋的黑白照片傳送到中控臺的電腦屏幕上。
“這是世界第一臺高能加速器CT可旋轉式巖石力學剛性伺服試驗機?！闭驹谶@臺占用一個房間的CT機面前，李曉告訴《中國科學報》記者。在國家自然科學基金委員會（以下簡稱自然科學基金委）國家重大科研儀器研制項目“高能加速器CT多場耦合巖石力學試驗系統”支持下，李曉帶領來自中科院地質與地球物理所、高能物理研究所、北京交通大學等單位的科研團隊歷時五年時間成功研制了這臺試驗機，從此巖石破裂過程不再是秘密。
獲得“峰后力學特性”
巖石力學試驗旨在測試巖石在各種環境力場作用下的物理力學性狀及響應，以揭示巖石變形破裂機理。上世紀七十年代之前，第一代巖石力學試驗機沿用普通材料試驗機測定巖石破壞前的力學特性。隨后，作為第二代巖石力學試驗機的伺服控制試驗機讓科學家獲得了巖石破裂后的“峰后力學特性”，但巖石從初始完整狀態到完全破裂狀態如何演化的，人們不得而知。
2000年以來，迅速發展的計算機X射線斷層掃描（CT）技術開啟了第三代“帶CT實時掃描的伺服剛性試驗機”的研制。打開巖石力學試驗的黑箱，使巖石內部像玻璃一樣透明可見的夢想變成了可能。
不過，第三代試驗機由于系統剛度小，不能獲得巖石全應力應變曲線，難以獲得巖石的“峰后特征曲線”。而地質和工程學家發現，巖石破壞后依然具有支撐能力。
強烈的轟鳴聲中，巖石試樣在試驗機的高壓中進行高精度旋轉，接受6MeV的高能電子“透視”。很快，一張張布滿裂紋的黑白照片傳送到中控臺的電腦屏幕上。
“這是世界第一臺高能加速器CT可旋轉式巖石力學剛性伺服試驗機?！闭驹谶@臺占用一個房間的CT機面前，李曉告訴《中國科學報》記者。在國家自然科學基金委員會（以下簡稱自然科學基金委）國家重大科研儀器研制項目“高能加速器CT多場耦合巖石力學試驗系統”支持下，李曉帶領來自中科院地質與地球物理所、高能物理研究所、北京交通大學等單位的科研團隊歷時五年時間成功研制了這臺試驗機，從此巖石破裂過程不再是秘密。
獲得“峰后力學特性”
巖石力學試驗旨在測試巖石在各種環境力場作用下的物理力學性狀及響應，以揭示巖石變形破裂機理。上世紀七十年代之前，第一代巖石力學試驗機沿用普通材料試驗機測定巖石破壞前的力學特性。隨后，作為第二代巖石力學試驗機的伺服控制試驗機讓科學家獲得了巖石破裂后的“峰后力學特性”，但巖石從初始完整狀態到完全破裂狀態如何演化的，人們不得而知。
2000年以來，迅速發展的計算機X射線斷層掃描（CT）技術開啟了第三代“帶CT實時掃描的伺服剛性試驗機”的研制。打開巖石力學試驗的黑箱，使巖石內部像玻璃一樣透明可見的夢想變成了可能。
不過，第三代試驗機由于系統剛度小，不能獲得巖石全應力應變曲線，難以獲得巖石的“峰后特征曲線”。而地質和工程學家發現，巖石破壞后依然具有支撐能力。
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