河北天棋星子檢測設(shè)備公司助力寒區(qū)巖土科研

——巖石凍脹率與凍脹力試驗(yàn)一體機(jī)即將交付北京科技大學(xué)

河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司（以下簡稱“天棋星子”）宣布，其為北京科技大學(xué)（以下簡稱“北科大”）專項(xiàng)研制的“巖石凍脹率與凍脹力試驗(yàn)一體機(jī)”已完成全部研發(fā)、調(diào)試及測試驗(yàn)證工作，即將正式交付使用。該設(shè)備的誕生標(biāo)志著我國在寒區(qū)巖土工程材料性能測試裝備領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破，將為高海拔鐵路、極地科考站、寒區(qū)水利等重大工程的凍融災(zāi)害防控提供更精準(zhǔn)的技術(shù)支撐。

攻克技術(shù)瓶頸：一體化設(shè)計(jì)破解行業(yè)難題

巖石在凍融循環(huán)作用下的凍脹變形與凍脹力演化，是導(dǎo)致寒區(qū)隧道襯砌開裂、邊坡失穩(wěn)、路基凍脹隆起等工程事故的核心誘因。然而，傳統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備普遍存在“凍脹率與凍脹力需分體測試”“低溫環(huán)境與力學(xué)加載耦合精度低”“多參數(shù)數(shù)據(jù)同步性差”等問題，難以滿足復(fù)雜工況下巖石凍融損傷機(jī)制的精細(xì)化研究需求。

針對這一痛點(diǎn)，天棋星子聯(lián)合北科大組建了由機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、巖土力學(xué)等多學(xué)科專家組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)近兩年攻關(guān)，成功研制出國內(nèi)首臺集“高精度溫控-力學(xué)加載-凍脹參數(shù)同步測量”于一體的試驗(yàn)設(shè)備。該設(shè)備突破了傳統(tǒng)分體式設(shè)備的功能限制，可在同一試驗(yàn)中實(shí)時(shí)獲取巖石凍脹率與凍脹力的動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)，為揭示凍融損傷機(jī)理提供了更完整、更可靠的試驗(yàn)依據(jù)。

核心技術(shù)領(lǐng)先：精準(zhǔn)模擬極端環(huán)境

據(jù)天棋星子技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，此次交付的設(shè)備集成了多項(xiàng)自主創(chuàng)新技術(shù)：

• 高精度環(huán)境模擬系統(tǒng)：采用多級復(fù)疊式制冷與智能溫控算法，可在-40℃至20℃范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)±0.5℃的精準(zhǔn)控溫，覆蓋我國青藏高原、東北寒區(qū)等典型低溫環(huán)境；

• 一體化力學(xué)與變形監(jiān)測：集成軸向/徑向雙通道力學(xué)加載系統(tǒng)（量程0-50kN，精度0.5%FS）與高靈敏度位移傳感器（分辨率0.01μm），可同步捕捉凍脹率（精度0.001%）與凍脹力（精度0.1%FS）的微小變化；

• 多參數(shù)實(shí)時(shí)同步采集：通過工業(yè)級數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)現(xiàn)溫度、荷載、變形等12項(xiàng)參數(shù)的毫秒級同步記錄，支持試驗(yàn)全流程動(dòng)態(tài)分析與回溯；

• 模塊化擴(kuò)展設(shè)計(jì)：預(yù)留多類型巖石試樣接口及低溫-化學(xué)耦合擴(kuò)展端口，可適配不同巖性、不同尺度的試驗(yàn)需求，為后續(xù)功能升級預(yù)留空間。

產(chǎn)學(xué)研深度融合：從需求到落地的創(chuàng)新實(shí)踐

該項(xiàng)目自20XX年啟動(dòng)以來，天棋星子與北科大緊密協(xié)作：北科大團(tuán)隊(duì)基于多年寒區(qū)巖土工程研究積累，提供凍融力學(xué)理論模型與試驗(yàn)參數(shù)需求；天棋星子則發(fā)揮精密儀器研發(fā)優(yōu)勢，攻克了低溫環(huán)境下的密封技術(shù)、力學(xué)加載系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)等關(guān)鍵難點(diǎn)。設(shè)備出廠前，已通過連續(xù)30次凍融循環(huán)穩(wěn)定性測試、突發(fā)斷電保護(hù)測試及第三方計(jì)量校準(zhǔn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

“這臺設(shè)備不僅是技術(shù)的突破，更是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的典范。”北科大土木與資源工程學(xué)院相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“它將直接服務(wù)于我?！畼O端環(huán)境巖土工程材料性能演化’重點(diǎn)課題，幫助科研團(tuán)隊(duì)更精準(zhǔn)地分析巖石凍融損傷閾值，為寒區(qū)重大工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制定提供數(shù)據(jù)支撐?！?/span>

未來展望：推動(dòng)行業(yè)裝備升級

天棋星子公司總經(jīng)理在采訪中強(qiáng)調(diào)：“作為深耕巖土檢測裝備領(lǐng)域的高新技術(shù)企業(yè)，我們始終以‘服務(wù)國家工程需求’為核心目標(biāo)。此次與北科大的合作，不僅驗(yàn)證了公司在高端試驗(yàn)設(shè)備研發(fā)上的技術(shù)實(shí)力，更堅(jiān)定了我們深耕寒區(qū)工程裝備賽道的決心?！?/span>

據(jù)悉，天棋星子計(jì)劃以本次交付為契機(jī)，于20XX年底前推出“升級版多功能凍融試驗(yàn)系統(tǒng)”（支持凍融-滲流-化學(xué)腐蝕耦合試驗(yàn)），進(jìn)一步拓展裝備在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用場景。未來，公司將繼續(xù)深化與高校、科研院所的合作，推動(dòng)更多“卡脖子”檢測裝備的國產(chǎn)化替代，為我國寒區(qū)重大工程安全建設(shè)保駕護(hù)航。

【關(guān)于天棋星子】

河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司是一家專注于巖土工程檢測儀器研發(fā)、生產(chǎn)與技術(shù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于交通、水利、能源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域，曾參與多項(xiàng)國家重點(diǎn)工程檢測裝備配套項(xiàng)目。

【關(guān)于北科大】

北京科技大學(xué)是教育部直屬全國重點(diǎn)大學(xué)，其土木與資源工程學(xué)院在寒區(qū)巖土工程、采礦工程等領(lǐng)域具有深厚的科研積淀，承擔(dān)了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目及寒區(qū)重大工程咨詢?nèi)蝿?wù)。