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为何我对此实证结果不开心呢? 精选

已有 4775 次阅读 2022-7-12 12:21 |个人分类:历史事件感悟|系统分类:科研笔记

2016年的某一天,某大咖门下的某博士生,兴冲冲地来到我的办公室,说道:“基于不少文献上的岩石常规三轴压缩实验结果,我发现峰值强度点与体积膨胀点的应变比,很接近您发现的锁固段应变比常数1.48。这是我的研究报告,您看看。若没啥问题,我想以此发篇论文。”按常理说,如果他人通过实验结果证实了自己的科学发现,应该兴高采烈才对。然而,我看了他的报告,却不开心,这是为什么呢?别着急,且听我慢慢道来。

为聚焦于问题的实质,我以岩坡锁固段为例。

从尺度上看,小尺度的岩样和大尺度的锁固段,相差几个数量级。室内实验一般采用直径为50mm,高为100mm的圆柱体,而锁固段沿滑面方向的长度一般不小于数十米,厚度不小于数米。即使室内试验采用更大尺度的岩样,仍远小于锁固段尺度,故前者的均匀性远高于后者的均匀性。

从形状上看,岩样为长柱状,而锁固段为扁平状。注意其形状会显著影响其脆性。

从受力状态看,承受三轴压缩的岩样和承受压剪的锁固段有所不同,这会在一定程度上影响其损伤行为。

从加载速率看,室内岩样实验常采用10-8–10-5/s的应变速率,而锁固段的应变速率一般为10-15–10-14/s。注意对其的加载速率会显著影响其脆性、破裂行为和强度。

基于上述分析知,岩样和锁固段在均匀性和脆性上的巨大差异会导致两者力学行为的显著差异,即两者不能直接类比。这意味着,基于室内实验结果,该博士生虽表明岩样应变比接近锁固段应变比,但不过是巧合耳,故我不予置信。于是乎,我给他说了上述看法,并建议他不要发论文。

看到这里,好奇的童鞋可能会问,是否锁固段应变比不能根据实验进行检验?

非也,只不过对实验要广义地理解。地球上发生的每一次天然事件,如滑坡和地震,都是大自然亲自做实验的显著结果。如果我们获得了其发生前和发生时的丰富监测信息,就相当于知道了其从孕育到发生的全面实验结果。基于这些结果,就能检验锁固段应变比常数的正确性。我们对锁固型滑坡和标志性地震的研究表明,此常数确实存在,且迄今为止尚未发现反例。

通过阅读文献,我注意到诸多科研人员的物理模型能通过某些室内实验结果的检验,但在实战中恐怕难以奏效。这或归因于数据选择的有偏性(为了发论文),或归因于巧合性。为避免被巧合蒙骗,科研人员应走出室内实验室,主动地到大自然这个实验室采风,以检验、修订、完善物理模型。

地球是一个巨型的天然实验室,其为验证物理模型提供了最真实的客观环境和条件以及场所,这是室内实验室所不能比拟的。是啊,任何物理模型,是骡子是马,不妨牵到该天然实验室溜溜,以免自欺欺人。

参考(略)

相关:

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https://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1167228.html

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