耙吸挖泥船吊放系统支撑结构设计与强度评估

本文通过对耙吸挖泥船吊放系统的载荷特点及其其与船体连接处的受力情况分析,探讨了有限元法校核连接处结构强度和局部振动性能,总结了工程船此类特殊设备的加强结构设计和计算校核方法。作为耙吸挖泥船作业的重要辅助设备,吊放系统必须安全、可靠,与船体连接有足够的强度和刚度,能满足频繁吊放耙管的需求。研究吊放系统的加强形式和强度校核方法,可为工程船特殊设备的船体加强区域的结构设计提供实用的参考。

压裂工况下近井筒地应力及套管载荷分布规律研究

为了研究水力压裂工况下套管损坏机理及套管载荷影响因素,开展了储层岩石力学参数测试,建立了套管-水泥环-地层-裂缝的多场耦合有限元分析模型,分析了水力压裂扩展时近井筒地应力及套管载荷的分布规律及影响因素。研究结果表明,储层中天然裂缝的存在引起水力裂缝的非均匀扩展,套管承受非均匀载荷;当储层地应力差增加、弹性模量降低时,近井筒地应力及套管载荷增加;天然裂缝数量及天然裂缝分布形态对近井筒地应力及套管载荷的影响较为复杂。研究结果为页岩储层优化固井设计及压裂设计、减少套管损坏问题提供了理论依据。

基于OBE理念的生物医学工程专业物理化学课程教学探讨

物理化学课程是工科专业重要的基础课程之一。基于OBE理念,开展物理化学课程教学活动,对生物医学工程专业学生的学习具有重要意义。本文以物理化学课程中相平衡和溶液热力学部分为例,给出贯彻OBE理念的教学案例,系统分析了具体做法和教学逻辑,以期为OBE理念引导下生物医学工程专业物理化学课程体系设计提供参考。

新型排水用轴向中空壁聚氯乙烯埋地管力学性能试验及数值分析

为了研究埋地轴向中空壁塑料排水管的变形与力学响应特性,以便充分利用材料与结构性能,基于模型箱试验,获得埋地管道受到土荷载、地面荷载和管土相互作用下管道及其管周土体的力学及其变形特性;基于ABAQUS有限元分析管截面在埋地外压、排水内压及两者组合作用下的应力和变形特性,建立管道的基本力学参数在砂箱试验与真实埋地条件下的换算关系,提出边界效应修正计算公式。研究结果表明:土柱法+分布角法适用于计算地面静荷载作用下埋地结构壁管道的管顶竖向压力,荷载扩散角宜取30°~35°;在地面静荷载作用下,管道径向变形计算方法中Spangler-Iowa公式偏保守,AWWA M23规范计算结果与试验结果较吻合,而考虑准永久值系数会导致变形计算结果偏小;在埋土外压作用下,管腰位置内壁易发生受压破坏;排水时,管顶位置内壁易发生受拉破坏;内外壁起主要承载作用,受力较大;中间筋主要起连接作用,受力时应力以中性轴为零点向两侧呈梯度增加;本文提出的边界效应修正计算公式是准确可行的。研究成果可为轴向中空壁塑料管等柔性埋地管道的结构设计、力学和损伤失效分析提供参考。

长期棉秆还田对土壤有机碳化学结构的影响

以棉花秸秆为试材,采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析方法,用盐碱化荒地作为对照(0年),设置棉花秸秆还田5、10、15、20年棉田4个处理,研究棉秆还田条件下土壤有机碳(SOC)化学结构的变化趋势,以期为研究外源有机物添加下土壤有机碳固持提供参考依据。结果表明:长期棉秆还田显著提升了土壤有机碳含量和20~40 cm土层土壤含水率,降低了土壤电导率。随棉秆还田年限的延长,土壤有机碳脂族性呈现出先升高后降低的趋势,还田15年最高。还田20年土壤有机碳芳香性升高,有机碳结构由简单变为复杂。总体来看,长期棉秆还田使土壤有机碳化学结构简单化。

上平高速公路选址方案对白头叶猴保护区的影响评价研究

文章从保护白头叶猴保护区角度出发,在上平高速公路选址阶段通过查阅历史资料、实地调查、软件仿真等方法评价了高速公路选址方案对保护区的影响程度,并考虑未来因猴群数量增加可能出现的动物迁徙路径,提出了动物廊道解决方案,研究结论可为类似工程提供参考和借鉴。

新工科背景下高校物理化学实验教学改革探讨

为适应产业结构的快速变革,新工科教育理念在高校各学科中逐渐得到普及,各工科课程的相应改革如火如荼地进行。物理化学实验作为传统工科课程物理化学的重要补充,其在新工科背景下的教学改革也十分重要。本文从现有物理化学实验课程教学存在的问题出发,从课程思政、教学方法、教学内容更新、科教平台融合、考核评价体系等方面探讨了适应新工科的物理化学实验课程改革体系的构建策略。

无人机摄影测量在尾矿坝变形监测分析中的应用

由于尾矿坝安全管理范围大,山地环境特殊,传统测绘手段难以开展,尾矿坝变形位移数据仅通过单点或多点的监测方式获得,因此本文提出一种基于无人机(UAV)摄影测量的尾矿坝变形监测分析方法。该方法通过无人机对尾矿坝两期空间三维地理信息数据的采集,将采集到的两期数据分别进行三维重建并生成点云模型,再利用地理信息三维时空对比分析技术对两期点云模型进行对比分析。结果表明:该方法实现了对尾矿坝由点到面的全方位监测,监测精度可达厘米级,为尾矿坝宏观变形监测及异常变形区域的快速核查及安全巡检等提供了依据。

基于多试样法的PVC塑料J-R阻力曲线的简便测量方法

获得PVC材料的J-R阻力曲线以及断裂韧度J_(IC)的难点在于裂纹扩展量Δa的测量,传统染色处理以及三维测量等方法过程复杂且测试成本高。由于塑料的易切割性,可以简化Δa的测量过程。因此,基于多试样法,提出根据规范的测点要求对加载后的试件沿着裂纹纵向切割成若干片、再通过工业电子显微镜测量每个切割片上的裂纹长度,从而获得Δa的二维测量方法。通过GB 21143—2014和ASTM D6068-10两个标准,应用该方法均能获得相对一致的J-R阻力曲线和J_(IC)值,测试结果有效且准确。其中根据GB 21143—2014获得PVC的J_(IC)值为8.03 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为9.93,指数为0.15;根据ASTM D6068-10获得PVC的J_(IC)为8.31 kJ/m^(2),J-R阻力曲线拟合方程的系数为12.7,指数为0.3;表明ASTM D6068-10获得PVC的断裂韧度J_(IC)值和拟合方程的系数、指数均大于GB 21143—2014。由于PVC材料与金属材料性能的差异,得出ASTM D6068-10更适用于测试PVC材料的J-R阻力曲线和J_(IC)值的结论。该方法将传统的裂纹染色处理和三维测量等复杂操作简化为切片和二维测量,简化测量过程,降低了测量成本,可普及应用于塑料断裂韧性的测量。

多场耦合作用下纤维混凝土性能劣化研究综述

实际工程中的混凝土服役结构并不仅处于单一因素作用下,至少存在两种及以上的环境因素对其产生影响,多种因素对混凝土的劣化作用不是简单的叠加,而是存在相互耦合关系。掺入纤维可使得混凝土的阻裂增韧强度性能提高,限制了混凝土的裂缝,提高了混凝土性能。研究纤维混凝土在实际多场耦合环境作用下的性能变化规律,可充分识别纤维混凝土的应用潜质,为进一步工程应用提供依据。通过国内外研究成果总结了目前对于纤维混凝土在多场耦合作用下的时变和空间损伤最新研究状况,指出了研究存在的缺口与不足,提出了可进一步研究的方向,为系统全面地认识纤维混凝土的力学、耐久性能仍需进行的研究提供思路。

1344吡啶羧酸配体构筑的Cu(Ⅱ)-MOFs及其染料吸附降解性能

为探究不同反应条件对MOFs微观结构和宏观性能的影响,在不同反应条件下,以硫酸铜(CuSO_(4)·5H_(2)O)和6-(吡啶-3′-基)间苯二甲酸(H_(2)L)为材料,制备了2种金属有机框架材料(MOFs){[Cu_(2)(L)_(2)·C _(2) H _(3) N]}n(1)和{[Cu(HL)_(2)]}n(2),并对合成的金属有机框架材料1和2进行了结构分析、TGA和FTIR表征以及对染料的吸附性能研究。单晶衍射数据分析表明:配合物1和2都属单斜晶系,P 21/c空间群。配合物1是一种基于双核轮桨次级构筑单元[Cu_(2)(COO)_(4)]构筑的三维紧密堆积化合物,配合物2由于配体部分质子化,结构中存在氢键[O_(3)—H…O_(4)],将二维层状网络结构连接成三维结构。配合物1是rtl拓扑类型的网络结构,拓扑符号为(42.610.83);配合物2是sql拓扑类型的网络结构,拓扑符号为(4^(4).6^(2))。2种配合物在相同时间间隔下对不同染料降解性能表明配合物2对水溶液中的孔雀石绿具有一定的化学吸附降解能力。

大尺寸致密砂岩露头水力压裂物理模拟实验

针对沙河子组致密砂岩露头,首次系统开展了50 cm×50 cm×50 cm及以上尺寸岩样的真三轴水力压裂物理模拟实验,在进一步弱化边界效应的前提下,探究了天然裂缝、地应力条件、暂堵工艺等因素对裂缝扩展的影响机制,创新了试件压后裂缝三维形态构建方法。研究结果表明:含天然裂缝岩样,当水平地应力差在9 MPa以下时,天然裂缝产状为压后裂缝形态的关键影响因素,当水平地应力差在12 MPa以上时,天然裂缝产状影响弱化,易形成单一裂缝;无天然裂缝岩样,常规压裂均为单一裂缝,高黏压裂液压后裂缝面相对平直;暂堵后,采用高黏压裂液压裂,易在原裂缝两翼均形成封堵,产生新缝;水平地应力差越大,暂堵压裂新裂缝转向半径越小,距离原裂缝位置越近,改造效果越差。研究结果为致密砂岩现场压裂方案设计提供了有效指导。

一种新的动态信道化接收机设计方法

针对复杂电磁环境中存在多个非均匀分布的、不同带宽的信号的情况,提出一种新的动态信道化接收机设计方法。设计一个半带滤波器,并通过内插运算压缩它的频率响应,形成周期频谱;对输入信号进行滤波,同时使原信号经过一定延迟后减去滤波后的信号,形成两路在频谱上互补的信号;用均匀分析滤波器组对得到的两路信号分别进行滤波分解处理,实现监视频段的均匀信道化;根据能量检测结果将属于同一信号的相邻子信道信号作为下一步重构处理的输入,并设计出相应的综合滤波器组提取信号。理论分析和仿真结果验证了新方法的有效性。

基于积分二次相位函数和分数阶Fourier变换的多分量LFM信号参数估计

针对高斯白噪声中多分量线性调频信号参数估计问题,提出了一种基于积分二次相位函数(IQPF)和分数阶Fourier变换的新方法。分析了IQPF估计线性调频信号调频率的原理,指出IQPF有压制弱信号的缺点。为解决强度相差较大的多分量线性调频信号中弱分量信号的参数估计问题,提出利用分数阶Fourier变换域的信号分离技术,逐次估计强信号分量的参数并将其消去,来提高多分量信号参数估计的可靠性。最后通过计算机仿真,验证了该方法的有效性。这种方法与Radon-Winger变换法、Radon-Ambiguity变换法和单纯的分数阶Fourier变换法相比,极大的简化了计算。因此,该方法非常适合于多分量LFM信号的快速参数估计。

改进3D-CNN的高光谱图像地物分类方法

高光谱图像具有数据量大、波段多和波段间相关性强等特性,传统高光谱分类方法通常单独考虑光谱和空间信息,特征提取不充分,忽略了图像纹理构造和重要光谱信息。针对这些问题,提出一种基于卷积神经网络(convolution neural network,CNN)的高光谱分类方法。该方法基于三维CNN(3D CNN),处理多尺度空谱数据,并对双重注意力机制进行改进,提出光谱注意力机制;其次,采取跨层特征融合和多通道特征提取策略,进一步提高地物分类精度。选取“高分五号”卫星拍摄的2景影像共6043个样本作为实验数据,并将提出的方法与支持向量机(support vector machine,SVM),一维CNN(1D CNN),二维CNN(2D CNN),3D CNN和残差网络(residual network,ResNet)进行比较分析。结果表明,所提方法的总体精度(overall accuracy,OA)和Kappa系数均有显著提高,OA值均达到95%以上。其中,OA在江苏南通地区数据集上达到了95.84%,较SVM,1D CNN,2D CNN,3D CNN和ResNet方法分别提高了21.54,21.71,7.28,3.94,2.56百分点。

基于FFT的快速高精度正弦信号频率估计算法

提出了一种新的基于FFT的快速高精度正弦信号频率估计算法。通过分析Jacobsen算法和傅里叶系数插值迭代算法的性能,指出Jacobsen算法计算简单,精度不高;傅里叶系数插值迭代算法精度较高,但需要进行两次迭代,每次迭代均需计算两点的FFT系数,计算量较大。结合这两种算法,文中提出一种改进的高精度算法。该算法采用Jacobsen算法作为迭代初值,仅需进行一次迭代就能达到原迭代算法两次迭代的性能。仿真结果表明该算法在FFT信噪比门限以上全频段估计的均方根误差十分接近克拉美罗下限,具有较强的抗噪性能,且计算量较少,易于实时实现。

基于相对知识粒度的区间集决策信息表不确定性度量

区间集决策信息表拓展了经典决策信息表,其粒化结构的不确定性刻画成为重要应用基础。基于区间邻域粒化引入相对知识粒度,进而提出区间集决策信息表的一种新型不确定性度量。利用两对象之间的距离及半径来建立区间邻域粒化系统,证明距离粒化与相似度刻画的条件等价性,获得区间近似粗糙度;把经典相对知识粒度推广为区间相对知识粒度,将其与区间近似粗糙度进行信息融合,提出一种新型不确定性度量并得到了粒化单调性等性质。最后进行了实例验证,结果表明所提度量能够有效表征粒化结构变化所引起的不确定性变化。

松北致密气藏砂砾岩储层脆性特征实验研究

以松北致密气藏砂砾岩储层为研究对象,通过三轴压缩实验,开展含不同粒径砾石的砂砾岩脆性特征研究。在岩样破坏特征、偏应力-应变曲线特征分析的基础上,利用能量演化理论,研究不同粒径对砂砾岩力学性质和脆性特征的影响,并对岩样破坏过程中的声发射响应特征进行分析,结果表明:在三轴压缩实验中不同粒径砾石对砂砾岩岩样的破坏特征具有不同影响。相比于小粒径(<1 mm)砾石为主的岩样,大粒径(2~6 mm)砾石为主的岩样在更低的围压下被剪切破坏,且破裂面倾角较小。由于大量弱胶结砾石界面的存在,大粒径砾石为主的岩样通常具有更低的抗压强度,形成的破裂面更复杂。破裂面凹凸不平导致岩样破坏过程中一部分能量耗散于破裂面的摩擦,因此,大粒径砾石为主的岩样脆性更低,在剪切事件中占比更高,岩样破坏过程中以剪切破坏占主导。

致密油水平井裂缝穿层及延伸规律

大庆致密油层砂体不连续,水平井钻井易出层,导致砂岩钻遇率低,采用常规压裂容易丢失上下目的层段,需要通过穿层压裂来提高动用程度。为此分别针对扶余和高台子油层钻遇特点,开展真三轴水力压裂物理模拟实验,研究了不同储层其水力压裂裂缝在纵向上穿层及延伸规律,确定了裂缝穿层及延伸规律的影响因素。实验结果表明:扶余油层自泥岩向砂岩穿层整体难度较大,高台子油层自砂岩向泥岩穿层整体难度较小;储层与隔层的应力差及层理对于水力裂缝穿层及延伸有明显影响,其中层间应力差越大,裂缝穿层难度越大,应力差5~8 MPa时水力裂缝易被限制于低应力层;穿层裂缝易沿层理面扩展从而使裂缝复杂化。研究结果可为致密油水平井穿层压裂选井选层及压裂方案优化提供借鉴和指导。

提高水平井段内多簇压开程度的复合暂堵技术

随着切割技术在致密油气水平井水力压裂中广泛应用,水平井段内射孔逐步增多,因此研究提高水平井段内各射孔簇压开程度的技术对保证改造效果至关重要。暂堵技术作为一种重要的辅助手段在该方面开展了大量现场试验,但对暂堵剂暂堵机理、暂堵材料优选及暂堵工艺实施缺乏系统研究。本文首先分析通过暂堵分流转向技术提高段内多簇压开程度的原理,并明确其可行性和关键技术;基于实现暂堵的机理,开发了适用于不同温度、尺寸、降解时间可控的暂堵剂材料;优选暂堵剂封堵强度,暂堵剂最大尺寸根据拟封堵裂缝的动态缝宽的1/3~1/2进行确定,最小尺寸为100目。结合室内封堵强度的实验结果 ,形成了复合暂堵设计方法和现场操作程序,并明确了复合暂堵剂加入设备的技术要求。该复合暂堵技术在松辽盆地某致密气水平井的应用效果表明,暂堵过程和暂堵后压力响应明显,暂堵剂到位后可观测到10~20MPa的压力升高,暂堵前后压力在相同的排量条件下施工压力可升高3~5MPa,压裂后产气剖面测试进一步表明,通过该技术可以明显提高段内多簇的压开程度,为未采取复合暂堵技术相邻水平井产量的1.5~3倍,增产效果显著。