數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室的自主創(chuàng)新

伍 劼，伍法權(quán)，喬 磊，張 芳

(1.浙江巖創(chuàng)科技有限公司，浙江 紹興 312000；2.紹興文理學(xué)院，浙江 紹興 312000)

如今中國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目規(guī)模龐大，包括了鐵路工程、公路工程、大型水電站、南水北調(diào)工程等.這些大型工程中一半及以上是巖體工程.這些工程多地處高山峽谷、艱險(xiǎn)山區(qū)，使得勘測(cè)、試驗(yàn)較為困難，或者根本不具備工作條件.落后的勘察裝備決定了地質(zhì)工作的低效率和資料的低可靠性，工程風(fēng)險(xiǎn)難以控制，決策依據(jù)不足，常常引發(fā)工程事故，行業(yè)呼吁便捷智能與信息化技術(shù)革命.

針對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)下新材料新技術(shù)的發(fā)展，本文提出模塊化背包實(shí)驗(yàn)室的概念.模塊化背包實(shí)驗(yàn)室基于統(tǒng)計(jì)巖體力學(xué)理論(statistical mechanics of rock masses，SMRM)研究成果，優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).該自主創(chuàng)新技術(shù)為行業(yè)改造探索出一條既高效又便捷的新途徑.

1 巖石力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外巖石力學(xué)試驗(yàn)裝備

國(guó)外巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的研制經(jīng)歷了500多年的革新，從一開(kāi)始由物體自重對(duì)杠桿系統(tǒng)產(chǎn)生壓力再到液壓系統(tǒng)加載.

1949年Blanks和McHerry從多次巖石材料破壞試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)機(jī)具有足夠的剛度可以提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性[1].巖石材料單軸壓縮和三軸壓縮試驗(yàn)中，想要成功獲得巖石材料完整的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,要求必須盡可能提高萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)整體的機(jī)械剛度.1966年美國(guó)Hughes和日本Chap-Man采用在十字頭下面安裝并聯(lián)連續(xù)壓縮試驗(yàn)鋼塊的改進(jìn)方法,提升了1 000萬(wàn)級(jí)t型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)整體的機(jī)械有效剛性[2].1966年，Cook和Hojem等利用對(duì)試件進(jìn)行預(yù)熱加載試驗(yàn)和試驗(yàn)機(jī)框架的熱膨脹與收縮,第一次分析得到了大理巖的全尺寸應(yīng)力-熱應(yīng)變曲線[3].1970年由Wawersick和Fairharst聯(lián)合提出并第一次運(yùn)用了手動(dòng)和伺服兩種方式控制剛性試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)概念,測(cè)算得到多種巖石應(yīng)力的應(yīng)力-應(yīng)變特性曲線[4].自進(jìn)入20世紀(jì)70年代初期以后，電液伺服試驗(yàn)機(jī)的研究問(wèn)世，快速推動(dòng)了巖土工程研究與應(yīng)用的發(fā)展.目前國(guó)際上以美國(guó)的MTS、英國(guó)的GDS為代表.

MTS815型液壓伺服力學(xué)系統(tǒng)，其主要功能是獲得各類巖體、混凝土、煤體等復(fù)雜的應(yīng)力流動(dòng)條件影響下產(chǎn)生的混合力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)以及其滲流特性,具有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)精度高、性能良好、穩(wěn)定高效等性能特點(diǎn),可以連續(xù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)高或低速連續(xù)數(shù)據(jù)連續(xù)采集,并且控制方式多樣.設(shè)備參數(shù)：軸向最大加載載荷2 800 kN，圍壓最大80 MPa，孔隙水壓最大80 MPa，溫度最高200 ℃.設(shè)備主要功能：(1)劈裂、單軸壓縮、循環(huán)加卸載試驗(yàn).(2)三軸壓縮、循環(huán)加卸載、卸圍壓試驗(yàn).(3)滲流試驗(yàn).

GDS公司生產(chǎn)的TC型被動(dòng)三軸壓力室，可以滿足我國(guó)當(dāng)代大型土工實(shí)驗(yàn)室各種復(fù)雜材料的壓力試驗(yàn)工作需求.能夠施加0～4 MPa的圍壓，完成直徑50～550 mm的巖石三軸壓縮試驗(yàn)，系列型號(hào)參數(shù)如表1所列.

表1 GDS各型號(hào)三軸壓力室試件尺寸

1.2 國(guó)內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)裝備

我國(guó)的單軸、三軸等巖石力學(xué)試驗(yàn)裝備研發(fā)起步較晚，但發(fā)展迅速，國(guó)內(nèi)以長(zhǎng)江系列和RMT系列為代表.20世紀(jì)50年代，長(zhǎng)江-500型巖石三軸壓力試驗(yàn)機(jī)[5]通過(guò)長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室與長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠不懈努力最終研制成功，是我國(guó)近代最早的巖石三軸試驗(yàn)機(jī)之一，但其總體技術(shù)指標(biāo)和各項(xiàng)參數(shù)與國(guó)外設(shè)備相比較為落后.該試驗(yàn)機(jī)施加荷載方式落后，軸向力和圍壓均采用擺錘式測(cè)力裝置，依靠手動(dòng)調(diào)節(jié)流量實(shí)現(xiàn)對(duì)軸向力和圍壓的施加, 其技術(shù)參數(shù)范圍小，只能夠施加5 MN軸壓、150 MPa圍壓，試件尺寸φ90 mm×200 mm.所以往后的三十年里，我國(guó)大型巖石實(shí)驗(yàn)室裝備體系中應(yīng)用的大型巖石剛性試驗(yàn)機(jī)產(chǎn)品主要還是依靠進(jìn)口.直到20世紀(jì)80年代初、中期，我國(guó)才開(kāi)始加大各類試驗(yàn)儀器的研制并取得重要突破.長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠與武漢水電學(xué)院聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)了RYS-7系列巖石三軸流變儀[5].1984年，陳安敏等[6]成功研制PYD-50三向加載地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)裝置.1987年中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究研制出RDT-10000型高壓巖石動(dòng)力三軸儀[7].1989年中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所許東俊主持研制了RT3型巖石高壓真三軸儀試驗(yàn)機(jī)[8].2006年中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所白世偉科研團(tuán)隊(duì)成功研制大型巖土工程模型試驗(yàn)機(jī)[9].直到現(xiàn)在，中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所研制的RMT-150型液壓伺服巖石力學(xué)功能試驗(yàn)機(jī)，才再次表明了我國(guó)伺服巖石試驗(yàn)機(jī)的先進(jìn)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)水平已經(jīng)全面步入到相當(dāng)成熟及穩(wěn)定運(yùn)行階段，并逐漸得到國(guó)際上的認(rèn)可.

2 數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室研發(fā)歷程

工程勘察現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)有著廣泛的需求，室內(nèi)大型試驗(yàn)儀器已經(jīng)不能滿足工程現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各種巖石力學(xué)參數(shù)快速獲取的需求，巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)研發(fā)很好的解決了這一問(wèn)題.

巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室圍繞巖石單軸和三軸抗壓強(qiáng)度這兩個(gè)重要參數(shù)，設(shè)計(jì)了單軸試驗(yàn)儀、三軸試驗(yàn)儀和點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀(巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度可轉(zhuǎn)化為巖石單軸抗壓強(qiáng)度)3個(gè)模塊，先后進(jìn)行了四代的產(chǎn)品迭代，從一、二代的原理驗(yàn)證機(jī)到三代的模塊化試驗(yàn)系統(tǒng)，再到四代的可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室.以下介紹數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室各系統(tǒng)模塊的研發(fā)歷程.

2.1 關(guān)于點(diǎn)荷載儀的研發(fā)

點(diǎn)荷載試驗(yàn)作為間接推算巖石單軸抗壓強(qiáng)度的方法，有其重要的實(shí)際意義和工程應(yīng)用價(jià)值.點(diǎn)荷載儀受自身重量和加載方式(手搖式油壓泵)的制約，使得便攜性和試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較差.伍法權(quán)教授團(tuán)隊(duì)[10]基于上述問(wèn)題對(duì)已有的點(diǎn)荷載儀資料進(jìn)行整理，并根據(jù)點(diǎn)荷載的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行研發(fā).在2019年研發(fā)出了第一代便攜式手搖點(diǎn)荷載儀，儀器使用齒輪減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)荷載儀的小型化和相對(duì)均勻的連續(xù)加載.在第一代便攜式手搖點(diǎn)荷載的基礎(chǔ)上，以面向野外試驗(yàn)為目的進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn)，張慶同[11]研發(fā)出第二代液壓式點(diǎn)荷載儀.該型點(diǎn)荷載儀體積小，重量輕，使用手動(dòng)油壓泵進(jìn)行加載，加載過(guò)程不連續(xù)，第一代和第二代點(diǎn)荷載儀均為獨(dú)立體系.隨著研究的深入和設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變，為更好的服務(wù)于工程，高效利用儀器各零部件，提出以通用基礎(chǔ)框架為基礎(chǔ)，各功能模塊相互替換的模塊化背包實(shí)驗(yàn)室[12].第三代點(diǎn)荷載儀為可替換的點(diǎn)荷載試驗(yàn)?zāi)K，仍然使用手動(dòng)油壓泵進(jìn)行加載，加載過(guò)程不連續(xù).第四代點(diǎn)荷載儀仍基于模塊化設(shè)計(jì)理念，并成功研發(fā)出小型電液伺服加載系統(tǒng)，首次完成電伺服點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀的研發(fā)[13].

2.2 關(guān)于單軸試驗(yàn)儀的研發(fā)

巖石單軸抗壓強(qiáng)度是衡量巖體力學(xué)性質(zhì)的基本參數(shù)，是巖體破壞判斷的重要依據(jù)，同時(shí)也能夠?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)和巖體工程分類提供重要的數(shù)據(jù).

單軸壓縮試驗(yàn)與點(diǎn)荷載試驗(yàn)操作步驟基本相同，所以只需在點(diǎn)荷載儀的基礎(chǔ)上更換高剛性平壓頭，便可實(shí)現(xiàn)單軸試驗(yàn)功能.單軸試驗(yàn)儀的研發(fā)過(guò)程同點(diǎn)荷載儀的研發(fā)過(guò)程一致，此處不再重復(fù)概述.

2.3 關(guān)于三軸試驗(yàn)儀及三軸壓力室的研發(fā)

巖石三軸試驗(yàn)是模擬處于地層深處受復(fù)雜地應(yīng)力影響的巖塊應(yīng)力狀態(tài).由于試驗(yàn)過(guò)程中需要施加圍壓，故三軸試驗(yàn)儀系統(tǒng)龐大且復(fù)雜，不適用于巖體工程現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn).團(tuán)隊(duì)基于上述問(wèn)題利用小型液壓泵技術(shù)，研發(fā)出了第一代便攜式巖石三軸試驗(yàn)儀原理機(jī)[14].該型三軸試驗(yàn)儀使用手搖式液壓泵施加軸壓與圍壓，試驗(yàn)過(guò)程較為繁瑣.第二代便攜式三軸儀在第一代的基礎(chǔ)上將圍壓艙和油壓艙的供油系統(tǒng)進(jìn)行整合，提高了油壓的利用率，進(jìn)一步減少了三軸儀的重量.

第三代三軸試驗(yàn)儀是基于模塊化三軸壓縮室[15-16]，通過(guò)通用基礎(chǔ)框架和三軸壓力室的模塊化組裝實(shí)現(xiàn)三軸試驗(yàn)，進(jìn)一步將三軸儀輕便化.第四代三軸試驗(yàn)儀是在第三代的基礎(chǔ)上，配合研發(fā)的多油路伺服加載系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集.

3 數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)

3.1 試驗(yàn)過(guò)程高度整合、數(shù)據(jù)全面

數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)流程主要包括巖芯鉆取、試樣切磨、巖石力學(xué)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)傳輸、后臺(tái)運(yùn)算，可以提供全流程技術(shù)支持，試驗(yàn)流程如圖1所示.

圖1 數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)流程

數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室集點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀、單軸試驗(yàn)儀、三軸試驗(yàn)儀和自研切磨樣設(shè)備為一體，能夠智能、便捷、高效地獲得巖石力學(xué)參數(shù).可大幅度提升工作效率與信息化水平，保證資料可靠性，有效降低工程安全風(fēng)險(xiǎn)，提升現(xiàn)場(chǎng)工作便捷化和智能化水平.

3.2 操作過(guò)程高度簡(jiǎn)潔、試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠

數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)之初便研究分析了市面上現(xiàn)有的各型巖石力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備，充分挖掘影響試驗(yàn)效率的因素，設(shè)計(jì)過(guò)程中反復(fù)推敲打磨，尋找最優(yōu)操作方法.具體表現(xiàn)為：(1)第四代點(diǎn)荷載儀中定位短柱的設(shè)計(jì)使用，完美解決了點(diǎn)荷載試驗(yàn)前需手動(dòng)控制加壓設(shè)備進(jìn)行試件預(yù)加載的問(wèn)題，簡(jiǎn)化操作步驟，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性.(2)三軸壓力室創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，摒棄依靠熱縮管隔離試件與圍壓油(液壓油)的傳統(tǒng)技術(shù).避免三軸試驗(yàn)設(shè)備每次試驗(yàn)時(shí)要經(jīng)歷加油排油的繁瑣過(guò)程，三軸試驗(yàn)過(guò)程中不再接觸液壓油.巖石試件裝樣和卸樣可在50 s內(nèi)完成，節(jié)省工作時(shí)間.

通過(guò)試驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)芊穹狭W(xué)的傳遞性質(zhì)是對(duì)三軸壓力室創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這是對(duì)三軸壓力倉(cāng)式功能性評(píng)價(jià)的依據(jù).

采用美國(guó)MTS公司生產(chǎn)的MTS815型巖石力學(xué)電液伺服試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證便攜式三軸壓力倉(cāng)的可行性.通過(guò)一組(2個(gè))直徑50 mm的粉砂巖在MTS815上的三軸壓縮試驗(yàn).按照國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)的單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)建議，采用的加載方式為位移控制法，圍壓條件為3.8 MPa，軸向均使用MTS位移控制加載，加載速度為0.001 mm/s，對(duì)比結(jié)果如圖2所示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明自制三軸壓力倉(cāng)可靠.

圖2 MTS巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)與自制三軸壓力艙室應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)比

3.3 設(shè)備小巧，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高

數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室放眼行業(yè)未來(lái)發(fā)展,主張便攜化和智能化的創(chuàng)新理念，設(shè)計(jì)考慮尺寸效應(yīng)對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)的影響，實(shí)現(xiàn)巖石力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備的小巧便攜與智能化，將傳統(tǒng)重達(dá)噸級(jí)的巖石力學(xué)室內(nèi)大型試驗(yàn)設(shè)備精簡(jiǎn)到約100千克.

同時(shí)背包實(shí)驗(yàn)室整合現(xiàn)場(chǎng)與室內(nèi)工作，減少90%的試驗(yàn)工作量，成本節(jié)省70%以上，試驗(yàn)時(shí)間節(jié)省80%以上，具體如表2所列.

表2 便攜式三軸壓縮試驗(yàn)儀對(duì)比電液伺服試驗(yàn)機(jī)

4 背包實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用實(shí)例

便攜式背包實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀器采用小尺寸巖石樣本.基于研究巖石尺寸效應(yīng)對(duì)樣本強(qiáng)度的影響可以預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)試件巖石單軸抗壓強(qiáng)度.利用回彈值參考系和強(qiáng)度轉(zhuǎn)換公式，點(diǎn)荷載巖石強(qiáng)度指數(shù)可以在現(xiàn)場(chǎng)快速估算巖石強(qiáng)度.具有較高的精準(zhǔn)度，為工程提供技術(shù)參數(shù)[17-18].

4.1 千枚巖點(diǎn)荷載試驗(yàn)

第四代點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀(如圖3所示)主要包括：通用基礎(chǔ)框架、可拆卸式點(diǎn)荷載壓頭、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電液伺服加載系統(tǒng).

圖3 點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀

試驗(yàn)材料為千枚巖，選取不規(guī)則的巖石試樣與巖芯鉆機(jī)鉆取直徑為50 mm的圓柱形試樣作為對(duì)比.圓柱樣試件的加載方向?qū)⒀刂怪庇趯永矸较蜻M(jìn)行試驗(yàn).總共分為兩種類型，分別是方塊體與不規(guī)則試樣加載以及圓柱試樣軸向加載.

進(jìn)行點(diǎn)荷載試驗(yàn)時(shí)將千枚巖試樣放置于上、下兩個(gè)球狀圓錐加載頭之間，調(diào)試儀器，設(shè)置加載速率等參數(shù)，啟動(dòng)加壓，等待試件破壞完成試驗(yàn).數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力與位移的曲線數(shù)值.得到巖石的點(diǎn)荷載強(qiáng)度，再通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)巖石的單軸抗壓強(qiáng)度值.圖4為試驗(yàn)測(cè)得兩組試樣點(diǎn)荷載強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)值.

圖4 千枚巖點(diǎn)荷載強(qiáng)度頻率統(tǒng)計(jì)圖

對(duì)千枚巖點(diǎn)荷載強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，兩組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布，能較好的反映兩種加載方式下的點(diǎn)荷載強(qiáng)度值.不規(guī)則試樣軸向加載方式獲取的點(diǎn)荷載強(qiáng)度均值為4.76 MPa，圓柱試樣軸向加載方式獲取的點(diǎn)荷載強(qiáng)度均值為3.08 MPa.

4.2 粉砂巖單軸和三軸壓縮試驗(yàn)

第四代三軸試驗(yàn)儀(如圖5所示)主要包括：通用基礎(chǔ)框架、三軸壓力室、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電液伺服加載系統(tǒng)，試驗(yàn)時(shí)不施加圍壓即為單軸壓縮試驗(yàn).試驗(yàn)需使用直徑為20～50 mm的圓柱形試樣，可以通過(guò)配套的便攜式巖芯鉆機(jī)和切磨儀現(xiàn)場(chǎng)制備.

圖5 三軸壓縮試驗(yàn)儀

試驗(yàn)材料為粉砂巖，為了獲取直徑20～50 mm之間的粉砂巖單軸和三軸尺寸效應(yīng)規(guī)律，為此設(shè)計(jì)研發(fā)了一套小尺寸試樣三軸壓力室共有4種尺寸，尺寸包括20 mm×40 mm、30 mm×60 mm、40 mm×80 mm和50 mm×100 mm.

試驗(yàn)操作時(shí)，先將下壓頭插入壓力室下底孔，巖石試樣通過(guò)壓力室上底孔插入試驗(yàn)艙，再將上壓頭插入壓力室上底孔.將千斤頂放置于下部框架中，托舉整個(gè)壓力室放置于上部框架中，調(diào)節(jié)活塞柱與下壓頭同軸.固定好儀器后輸入尺寸參數(shù)和圍壓預(yù)設(shè)值(每種直徑分別進(jìn)行了0.0、3.8 MPa兩種不同圍壓的三軸壓縮試驗(yàn))以及加載速率后開(kāi)始試驗(yàn).在數(shù)據(jù)采集盒中可以實(shí)時(shí)讀取壓力與位移的曲線關(guān)系，當(dāng)試驗(yàn)完成后，取出破壞試樣，記錄數(shù)據(jù).

不同尺寸、不同圍壓的粉砂巖試樣三軸強(qiáng)度尺寸效應(yīng)如圖6所示.可以發(fā)現(xiàn)即使在不同的圍壓情況下，粉砂巖試件的三軸抗壓強(qiáng)度都隨著試件尺寸的增大而增加.兩種圍壓的對(duì)比情況顯示直徑20 mm的試件強(qiáng)度變化最大.直徑在20～30 mm和40～50 mm范圍內(nèi)圍壓一定時(shí)，強(qiáng)度變化趨于穩(wěn)定.試件的直徑在30～40 mm的范圍之間三軸強(qiáng)度變化最大.

圖6 粉砂巖試件抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)曲線

5 結(jié)論與展望

自主設(shè)計(jì)研發(fā)的數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室，尚存在許多問(wèn)題，還需要進(jìn)一步完善：(1)雖然數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室通過(guò)前期工作已經(jīng)完成了可靠的驗(yàn)證，儀器的質(zhì)量檢測(cè)和力學(xué)參數(shù)標(biāo)定，但是在使用過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，例如各個(gè)模塊之間的切換是否足夠簡(jiǎn)便，還需要大量的試驗(yàn)驗(yàn)證和優(yōu)化.數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室在能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)功能的前提下繼續(xù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使之能夠更輕便，操作更便捷.(2)目前數(shù)智物聯(lián)巖石力學(xué)背包實(shí)驗(yàn)室受到材料與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的限制只能施加不大于4 MPa的圍壓.下一步嘗試使用承壓能力更強(qiáng)的材料來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使之能夠承受更高圍壓的三軸試驗(yàn).(3)小尺寸巖石試樣的單軸壓壓縮試驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐不足，小尺寸范圍內(nèi)的單軸抗壓強(qiáng)度和三軸抗壓強(qiáng)度尺寸效應(yīng)規(guī)律研究不夠充分.