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博士生如何做高难度的力学实验? 精选

已有 6509 次阅读 2021-6-28 18:08 |个人分类:科研随想|系统分类:科研笔记

我团队去年获批的基金重大项目(重大滑坡预测预报基础研究)之课题二(锁固解锁型滑坡启滑机制与判据,自今年起已进入实施阶段,其中完成预定的力学实验研究是重中之重。

实验研究主要涉及两方面:其一是类锁固段的剪切蠕变实验,目的是阐明水致强度劣化下多尺度结构锁固段损伤蠕变行为;其二是以典型锁固解锁型滑坡为原型的大尺度物理模型实验,目的是揭示锁固型滑坡的快慢解锁启滑机制。前者既要考虑锁固段的平行不连续面结构和随机不连续面结构,又要考虑水致强度劣化下锁固段的蠕变损伤;后者既要实现多尺度结构锁固段的慢损伤以捕捉斜坡失稳全过程,又要揭示滑面特征参量对解锁启滑机制的影响。由此看出,实验难度不是一般的大,而是相当地大。

我让负责实验的两位博士生,围绕课题拟定的实验方案,制订了更加详细具体的实施方案。关于实施方案,我们和华北水利水电大学的有关老师做过多次探讨,把能想到的细节都充分捋了几遍,且针对可能遇到的问题给出了应对预案。然而,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”嗯,仅限于“纸上谈兵”会误事儿,只有通过实战摸索才能积累经验,解决实验中可能出现的意想不到的问题。因此,在一次实施方案研讨会上,我果断拍板道:“方案本身已大致可以了,再继续讨论意义不大,不如让这两位博士生去实验室摸爬滚打吧;我们拟开展的实验较为独特且难度大,难以参考前人的方法与经验;要想获得可靠的实验结果,需要把控好关键环节和流程,而这往往需要通过自己动手摸索获得的经验。缺乏经验这个宝,遇到问题会束手无策,也难以保证实验质量。”

在两位博士生去华北水利水电大学做实验前,我和几位老师叮嘱道:

1)遵守实验室有关规定,熟悉实验室的有关仪器设备性能和操作规程。

2)制作实验流程表,完成的画对号,以免丢三拉四忘记有关环节。流程表应包括:是否已拿到相似材料的原产地与合格证明,是否已记录制备样品时的温度、湿度条件,是否已记录样品的配比,是否已记录样品的平整度与尺度,是否已测定样品的常规物理力学特性,是否已记录实验时的温度、湿度条件,是否实验前所用的仪器设备已打开、参数已调节好,等等。

3)制作实验记录表,包括环境参数、加载条件参数、样品物理力学特性参数、模型相似材料成分与坡体结构参数、实验中采用的仪器设备参数、实验过程中出现的各种现象,等等。在实验过程中,要及时填写。

4)书写实验日记,以真实描述实验全过程的各种细节、事件与遇到的各种问题。

5)要及时分析实验数据,当出现实验结果与自己预期和(或)已有认识不一致的情况,要深入分析原因,探究问题的根源。自己实在想不清楚时,告诉我们以便集体会商找到解决之道。要确保实验结果的真实性,若反复确认实验结果无误但与已有的认识冲突,这可能预示着某种重要发现,需要格外重视。

他们已在实验室工作了一段时间,目前实验进展顺利。然而,越往后难度越大,故要做好打持久战的准备,决不能心浮气躁,须知慢工出细活。



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