首套“动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统”成功研制

2024年12月28日，记者从深圳大学获悉，该校成功研制了全球首套“动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统”。当日，中国煤炭工业协会组织对中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长谢和平牵头的珠江团队项目“动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统”进行了成果评价。

现场邀请了包括11位两院院士在内的29位国内外知名专家参加此次成果评价会。经过现场考察、听取研制情况介绍、认真审阅相关资料，以及质询、讨论和评议，专家组一致认为上述成果填补了该领域全球技术空白，取得了重大技术突破，整体达到了国际领先水平。

成果评价会现场 深圳大学供图

目前，全球范围内重大岩石工程数量日益增加、建设难度增大，施工与运维过程中工程扰动强烈，工程安全面临巨大挑战。然而，重大工程建造与运维的设计和分析大多沿用传统的理论和方法，常将动力学问题静态化，未充分考虑建造与运维各种工况的动力扰动对工程响应的影响，给工程建设与运维安全带来巨大隐患。施工与运维过程中的动力扰动常呈现多轴多向特征。目前，国际上缺乏反映这种真实工程状态的动力学试验测试手段和理论分析体系，特别是三维多向岩石动力学试验测试方法、技术和装置仍是世界空白。

对此，谢和平团队提出了“动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统”的构想、原理方法与技术方案。经过六年攻关，研发团队自主原创了全球首套动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统，实现了原理构想、技术攻关、装备研发从“0到1”的突破。

据介绍，研发团队实现了系列技术创新，包括首次开展完成了三轴六向动态加载与多轴多向动静耦合加载测试试验；首创三轴六向电磁应力脉冲加载方法、技术与装置；研发了多轴多向动静耦合加载转换控制方法、技术及装置，实现了静态围压和电磁应力脉冲的多轴多向动静耦合加载；开发了多元动态实时数据采集分析方法和设备；自主研制了三维位移场实时演化观测和分析装置，攻克了三轴六向动静耦合加载系统观测限制难题，实现了动静耦合加载下三维位移场的实时演化分析等。

“动态真三轴电磁霍普金森杆试验测试系统” 深圳大学供图

据介绍，该项目成果填补了国际上三维岩石动力学试验测试手段的空白，将为工程扰动岩石动力学理论研究提供全新方法、手段和平台，为力学、物理学、高压地学、地震学、材料学、空间科学等基础学科探索建立多维多向动（静）力学新理论与新方法，为矿业工程、地质工程、地下工程、土木水利工程、国防工程等工程领域的动力灾变探索提供技术支撑。