在极寒地区，船舶若要破冰前行，究竟需要多大力量？海上采油平台能否抵御冰封之力？答案，就藏在海冰的 " 力学密码 " 中。科研人员通过一系列 " 多尺度 " 实验，来读懂它的力学 " 语言 "。近日，天津大学建工学院黄焱教授课题组成员孙剑桥副研究员搭乘中国第 15 次北冰洋科学考察 " 雪龙 2" 号船完成了科考任务，开展了多组现场实验，为揭示海冰力学行为的多尺度效应提供依据。

海冰的强度是否会像混凝土、岩石那样随体积增大而减弱？盐度、厚度如何影响其韧性？现场测量与实验室数据有何差异？这些谜团正是极地海洋工程领域长期悬而未决的难题。" 我们就像在给海冰做‘全身体检’。" 孙剑桥生动地比喻。此次科学考察中，课题组完成了 63 组海冰原位扩孔强度测试、1 组原位悬臂梁弯曲强度测试及 43 组三点弯曲强度测试。其中，扩孔强度与悬臂梁弯曲强度两项测试均为我国首次在极地开展。

尤其引人注目的是悬臂梁弯曲实验，科研人员模拟破冰船作业原理，在厚达 1.5 米、长 5 米的冰面上进行三面切割，以液压缸施压测试冰层弯曲断裂所需的力。实验首次同步涵盖厘米、分米、米级三个尺度，毫米级晶体分析也正依托采集样品持续推进。多尺度联测如同从微观到宏观为海冰拍摄 " 立体 CT"，揭示其力学行为在不同维度下的演变规律。

天津大学建筑工程学院冰力学与冰工程实验室作为国内该领域唯一的低温冰力学及冰工程实验研究基地，在此次实验中取得的相关测试数据及研究成果将推动海冰力学研究的前沿发展，为冰区船舶与海洋工程结构设计提供基础输入与技术验证手段，将有力服务我国极地战略的实施。（记者   雷风雨）