10月中旬，中科院地质与地球物理研究所研究员李晓带领的科研团队收到了一份新的岩芯样品。他们穿过CT室厚厚的、曲折的迷宫门，将这个不同寻常的大尺度岩石试样放置好后，回到位于另一个房间的中控台前。






强烈的轰鸣声中，岩石试样在试验机的高压中进行高精度旋转，接受6MeV的高能电子“透视”。很快，一张张布满裂纹的黑白照片传送到中控台的电脑屏幕上。






“这是世界第一台高能加速器CT可旋转式岩石力学刚性伺服试验机。”站在这台占用一个房间的CT机面前，李晓告诉《中国科学报》记者。在国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）国家重大科研仪器研制项目“高能加速器CT多场耦合岩石力学试验系统”支持下，李晓带领来自中科院地质与地球物理所、高能物理研究所、北京交通大学等单位的科研团队历时五年时间成功研制了这台试验机，从此岩石破裂过程不再是秘密。






获得“峰后力学特性”






岩石力学试验旨在测试岩石在各种环境力场作用下的物理力学性状及响应，以揭示岩石变形破裂机理。上世纪七十年代之前，第一代岩石力学试验机沿用普通材料试验机测定岩石破坏前的力学特性。随后，作为第二代岩石力学试验机的伺服控制试验机让科学家获得了岩石破裂后的“峰后力学特性”，但岩石从初始完整状态到完全破裂状态如何演化的，人们不得而知。






2000年以来，迅速发展的计算机X射线断层扫描（CT）技术开启了第三代“带CT实时扫描的伺服刚性试验机”的研制。打开岩石力学试验的黑箱，使岩石内部像玻璃一样透明可见的梦想变成了可能。






不过，第三代试验机由于系统刚度小，不能获得岩石全应力应变曲线，难以获得岩石的“峰后特征曲线”。而地质和工程学家发现，岩石破坏后依然具有支撑能力。