隧道围岩-衬砌接触面剪切特性模拟研究

探究隧道围岩-衬砌接触面在不同法向应力及不同粗糙度条件下的剪切特性规律,对进一步研究隧道围岩与衬砌间的相互作用及岩体稳定性具有重要的理论和工程意义。为考虑粗糙度条件,利用分形理论,通过改变分形公式中的分形维数D及分形粗糙度G生成5种不同接触面,基于二维颗粒流程序(PFC^(2D)),建立接触面数值剪切模型,尺寸为150 mm×150 mm。开展同一接触面在不同法向应力下,数值模拟剪切试验及不同接触面在同一法向应力下的数值模拟试验;将数值剪切试验与室内剪切试验获得的剪切应力-剪切位移曲线进行对比,验证数值剪切模拟的可靠性。研究结果表明:(1)数值模型剪切破坏产生的裂隙主要集中于中间接触面处,破坏后的应力主要集中于接触面粗糙度最大处,破坏裂纹可分为剪切裂纹和张拉裂纹,其中张拉裂纹占主要优势;(2)剪切应力-剪切位移过程曲线存在爬坡、啃断、滑移三大阶段,具有明显的峰值强度和残余强度,法向位移随着剪切位移的增加而增大,产生剪胀效应;(3)随着法向应力增加,剪切和张拉裂纹数量增加,破坏现象越明显,峰值强度和残余强度增大,剪胀效应减小;(4)随着粗糙起伏度增大,即分形维数D的增大或者分形粗糙度G的减小,破坏裂纹数量增加,其中张拉裂纹增加较明显,峰值强度和残余强度增大,剪胀效应增大。

钛合金表面超疏水膜的制备及其耐蚀性与机械稳定性

采用阳极氧化工艺在Ti6A14V钛合金表面制备阳极氧化膜作为过渡层,然后喷涂SiO_(2)颗粒溶胶烘烤使其固化成膜,再通过正辛基三乙氧基硅烷表面修饰,制备出具有微纳米表面结构、接触角为151.6°的超疏水膜。结果表明:超疏水膜的主要成分为Ti、O、Si和C元素,腐蚀电流密度仅为8.06×10^(-8)A/cm^(2),较裸钛合金降低约一个数量级,并且电荷转移电阻和低频阻抗模值较裸钛合金分别增大约7000Ω·cm^(2)、3000Ω·cm^(2),表现出良好的耐蚀性,可作为耐腐蚀膜层对钛合金起到防护作用。超疏水膜经受80次落砂冲击、50次胶带剥离以及沿砂纸往复摩擦400 cm后,接触角仍然大于150°,保持超疏水状态。蜂窝状多孔结构的阳极氧化膜充当过渡层,使溶胶膜和表面修饰形成的薄膜与钛合金基体牢固结合,从而表现出良好的机械稳定性。

正弯矩循环加载下粘钢加固管片接头动力特性数值模拟研究

为了研究循环加载作用下粘钢加固管片接头的动力响应特性与破坏模式,以某实际城市盾构隧道为背景,建立粘钢加固管片接头的精细化有限元分析模型,开展正弯矩循环加载下粘钢加固管片接头动力特性模拟,研究其损伤演化特征、破坏模式、刚度退化、滞回耗能特性、延性变形能力等。研究结果表明:加载初期加固接头的钢板可有效分担螺栓承担的拉力,加固接头首先在钢板黏结处发生破坏。在钢板大面积剥离后,加固与未加固接头的破坏过程趋于一致;加载初期加固钢板可显著提高管片接头的刚度及接头弯矩。在钢板大面积剥离失效后,加固接头弯矩及刚度仍略高于未加固接头;正弯矩循环加载作用下管片接头存在损伤累积特征:同一级加载下随着循环次数的增加,接头表现出了一定程度的承载力退化特征;加载初期因结构胶的开裂失效,加固接头的耗能能力明显高于未加固接头。加载后期随着混凝土损伤程度的增加,加固与未加固接头的耗能能力均有所增加,但加固接头的耗能能力仍稍强于未加固管片接头。

拥堵收费下考虑船主心理期望成本的过坝策略研究

本文针对内河航运中水利枢纽通航拥堵问题,在拥堵收费下引入心理期望成本,以探寻面向双过坝模式(通航建筑物过坝和翻坝转运)的优化策略。首先,应用非抢占式M/M/1排队系统,构建了以综合过坝成本为参考点的决策模型,提出了三种情形(无心理期望成本、通航建筑物过坝的心理期望成本、双过坝模式的心理期望成本)下的船舶过坝优化策略,并对比分析了通航建筑物过坝比率、船舶平均等待时间和过坝系统总成本;然后,引入对翻坝转运的补贴策略,通过调整心理期望成本水平,来影响船舶过坝策略选择;最后,以三峡工程为例,验证了上述模型的有效性。结果表明:在拥堵收费下,考虑船主心理期望成本,可以促进过坝方式的转移,降低船舶过坝平均等待时间,且双过坝模式中均考虑该因素更有利于提升通航效率;同时,实施翻坝转运补贴策略,能充分发挥心理期望成本的调节作用,从而有效缓解水利枢纽通航拥堵问题。

国际石油公司应对转型的创新管理和组织变革分析与启示

应对能源转型和动荡市场变化,国际石油公司不断进行战略调整和组织重塑,平衡传统油气业务与发展低碳业务。通过对壳牌、bp、埃克森美孚、雪佛龙、艾奎诺等国际大型石油公司近十年间技术创新组织与管理模式进行分析总结,发现这些公司为适应战略调整,不断推进技术创新管理与组织变革,重塑创新组织架构,多元布局技术领域,优化技术获取方式,加强开放式创新。借鉴国际石油公司经验,结合新时期我国中央企业科技创新责任要求,大型石油央企需要不断优化技术创新组织模式,既保障传统油气业务的关键核心技术供给,不断以场景创新牵引低碳业务发展,同时在新兴业务领域营造良好开放创新生态,在建设现代产业链中充分发挥科技创新引领作用。

小麦秸秆添加量对羊粪条垛式堆肥进程的影响

用肉羊养殖场的羊粪和小麦秸秆作为堆肥原料进行条垛式堆肥试验,监测堆肥过程中堆料有机质、C/N、pH值、种子发芽指数(GI)、温度等指标的变化,探究羊粪条垛式堆肥的最佳秸秆添加量。结果表明:鲜羊粪堆肥时添加1.5%~4.5%的小麦秸秆,可增加高温保持时间7~9天,达到26~28天,最高温度提高4℃,达到63℃;可加快堆料水分的蒸发速度,降低堆料含水率8.08%~31.06%;可降低堆肥产品的pH值,从9.12下降到8.88;可提高种子发芽指数21.85%~33.93%,提高堆肥产品的C/N 10%~30%。由此可知,添加1.5%~4.5%的小麦秸秆,可加快羊粪的腐熟速度,但当秸秆添加量大于1.5%时,堆肥产品的C/N大于20,不利用微生物的分解利用,因此,在羊粪堆肥时,小麦秸秆的最佳添加量为1.5%。研究结果将为优化羊粪堆肥技术工艺,提高羊粪堆肥腐熟速度提供技术支持。

降雨条件下植被根系对非饱和土浅层滑坡的加固作用

为了研究降雨条件下植被根系对非饱和土边坡浅层滑移的稳定性,基于可计算任意时刻任意土层深度处孔隙水压力分布与变化特征的降雨入渗解析模型,通过理论解析方法研究降雨入渗作用、植被根系抗拉强度、根面积指数以及根系生长方向等因素对边坡浅层滑移稳定性的影响。结果表明,植被根系的抗拉强度越大或根面积指数越大,则边坡的稳定性越强。随着边坡坡角的增大,植被根系对边坡稳定性的加固效应越加明显。此外,植被根系的生长方向也会对加固效果产生明显影响。在实际工程中,应在合理控制植被根系生长方向的基础上,选择根系发达且发育较长同时具有较大根面积指数的植被,以达到更好的护坡效果。

包覆面料裁片切割机横梁进给系统建模及动态特性分析

包覆面料裁片切割机是用于制作软体家具的主要设备之一,其横梁进给系统存在复杂的机电耦合作用。为在设计阶段研究其横梁进给系统切割定位工况下的动态特性,优化横梁进给伺服驱动控制系统参数,建立了横梁进给系统的机电-刚柔混合模型。拟定横梁进给系统的响应效率、定位精度和刀尖运动稳定性作为动态特性评价指标,探究了横梁进给伺服驱动控制系统参数对横梁进给系统动态特性的影响。结果表明:建立的横梁进给系统机电-刚柔混合模型,为横梁进给系统动态特性分析奠定了基础。增大位置环比例系数可提高横梁进给系统的响应效率和定位精度,增大速度环比例系数可有效提高横梁进给系统的刀尖运动稳定性。研究结果可为提高软体家具生产效率和制造质量提供技术保障。

纤维素降解菌的分离筛选及其秸秆降解能力研究

通过筛选高效的秸秆纤维素降解菌,为进一步资源化利用农作物秸秆提供优质的微生物资源。采集奶牛粪样品,通过纤维素平板刚果红染色法初筛及发酵液纤维素酶和木聚糖酶活性测定法复筛菌种,探究选出菌株对秸秆的降解能力。结果表明,筛选获得9株产纤维素酶的菌株,其中菌株TX1的透明圈与菌落直径比值最大,为1.729。菌株TX7的纤维素酶活力和木聚糖酶活力最强,CMC-Na酶(CX)活力为0.2247 U/mL,滤纸酶(FPA)活力为0.2960 U/mL,木聚糖酶活力为8.84 U/mL。菌株TX3对小麦秸秆半纤维素和纤维素的降解能力最强,每1.000 g小麦秸秆的纤维素、半纤维素质量分别为0.185、0.190 g;菌株TX7对小麦秸秆木质素的降解能力最强,每1.000 g小麦秸秆的木质素质量只有0.037 g。由此可见,菌株TX3、TX7具有进一步研发成高效降解秸秆微生物菌剂的潜力,为秸秆纤维素的转化利用提供了优质的菌种资源。

盘山县稻蟹生态种养模式经济效益分析

为探索稻蟹生态种养的最优模式,对盘山县常规水稻单一种植(RM)、稻蟹生态种养模式(ERC)和稻蟹生态种养优化模式(OERC)三种模式下水稻产量及输出产品综合效益进行了比较分析。结果表明,三种种养模式的水稻产量未呈现显著差异,ERC和OERC两种生态种养模式都显著提升了经济效益,与ERC相比,OERC对河蟹产出量和规格提高效果明显,亦可有效减轻纹枯病的发生,并对于易倒伏水稻品种降低倒伏率作用显著,是兼顾经济效益和生态效益的稻蟹生态种养优化模式。

基于线性调频连续波的合作式通信辐射源测距

针对加速运动目标参数估计中,离散多项式变换方法无法进行非整数估计的问题,本文提出基于瑞夫算法的离散多项式变换法和基于Chirp-Z变换的离散多项式变换法2种新型离散多项式变换算法,对加速运动目标速度和加速度进行估计,并对2种算法的估计误差和计算量进行了分析比较。结果表明:2种算法在信噪比-20 dB时均方误差开始接近克拉美罗界。基于瑞夫算法的离散多项式变换法与3次迭代基于Chirp-Z变换的离散多项式变换法均可在较低信噪比下可实现任意频率的有效估计且性能接近,二者均可实现低信噪比下速度、加速度的有效估计,但基于瑞夫算法的离散多项式变换法计算量远小于3次迭代基于Chirp-Z变换的离散多项式变换法。

山岭隧道衬砌-减震层体系动力响应研究

为了探寻隧道设置减震层时影响减震层减震性能的关键因素,建立了设置减震层的隧道有限元数值模型,将数值模型与振动台试验进行对比,验证了数值模型的可靠性。改变减震层设计参数和围岩条件,通过对隧道结构的主应变、相对变形率以及围岩的塑性区进行分析,研究不同参数条件下减震层的减震效果。结果表明:设置减震层后隧道加速度响应的传递函数在15~30 Hz频段范围内减小,说明减震层通过吸收地震波中的高频成分,减小地震波能量向隧道的传递,进而减小隧道的地震响应。参数分析结果表明:减震层弹性模量越小厚度越大,减震层的减震效果越加明显,但隧道结构的相对变形率也随之上升。相比于增加减震层厚度,降低减震层弹性模量对减震效果的提升更为显著。在坚硬围岩中的设置减震层相比于软弱围岩减震效果更显著。

循环进尺对隧道洞口段施工动态稳定性影响研究

研究施工过程中隧道-围岩相互作用和破坏机理对维持结构稳定至关重要,采用有限元软件建立了福建省福州市罗汉山隧道计算模型,讨论了施工过程中围岩和结构位移及塑性区发展,基于强度折减法分析了考虑前切面和不同循环进尺下隧道模型的安全系数变化规律。通过分析可知,隧道洞口段围岩和边坡中塑性区贯通发育是其破坏的主要原因,塑性区贯通后边坡进入失稳状态,进而将荷载和变形传递给隧道结构;通过强度折减法获得了不同循环进尺下的安全系数,循环进尺越小隧道洞口段的边坡稳定性越高。研究成果可为隧道洞口段施工稳定性的估计和失稳预测提供理论依据。

相邻深基坑开挖相互影响及变形控制研究

以北京城市副中心站综合交通枢纽项目大铁深基坑和02B区深基坑分期开挖为研究对象,采用有限元软件建立了局部精细化模型,对相邻深基坑开挖的变形特性和影响因素进行了研究,并提出了深基坑变形控制措施。研究结果表明,在相邻深基坑近接施工过程中,先开挖的深基坑呈向后开挖深基坑方向移动的趋势,而坑间土地表沉降变形从凹槽形变为双峰形;根据拟合出的变形曲线斜率,可以将相邻深基坑近接施工影响分区划分为:d<2h为强影响区,2h≤d<4h为次影响区,4h≤d<6h为弱影响区,d≥6h为无影响区;为了确保深基坑群施工的整体稳定性,最优开挖顺序是同步开挖,如需分步开挖应优先开挖支护结构刚度较大、支护力度较强的深基坑;该工程可通过及时在逆作区架设上斜撑来实现变形控制的目的。

黄河流域生态状况研究热点迁移与评价方法演变分析

黄河流域是我国重要的生态安全屏障和经济活动区域,其生态环境直接关系到我国西北、华北地区的生态安全和可持续发展.为深入了解黄河流域生态状况研究的发展趋势、研究现状及研究热点,本文基于Web of Science核心合集数据库和中国期刊全文数据库CNKI,检索了1981-2022年有关“黄河流域生态状况”的中英文文献,并对9400篇文献进行计量分析,据此整理出该研究领域的发展趋势和研究热点,对不同研究区域在研究内容上的差异进行分析.结果表明:黄河流域生态状况研究正处于高速发展阶段,热点研究内容包括生态环境、水资源和水土保持,热点研究对象包括生态系统、植被和水生生物,研究区域涵盖黄河全流域,影响黄河流域生态状况的重点研究因素包括人类活动、环境因子和时空因素.此外,不同研究区域所涉及的影响因素和研究对象具有差异性:从影响因素看,在黄河上、中、下游地区主要关注人类活动的影响,而在黄河三角洲和黄河河口地区重点关注水质和重金属等环境因子,在黄河全流域和黄河源区更注重时空因素的影响;从研究对象看,在黄河源区主要关注草地生态系统,而在黄河上、中、下游以及黄河三角洲地区主要集中在生态系统和植被方面,黄河河口的研究则更加侧重水生生物群落.根据以上研究结果,未来关于黄河流域及其特定河段的研究需要在选择研究对象和影响因素时考虑研究区域的特点,以确保研究的科学性;同时,统筹发展要求科研工作者不断更新研究方法和评价方法,将环境DNA、遥感等技术手段和综合的环境评价指标应用到流域生态状况评价研究中.

隧道纵向地震易损性分析

为研究隧道纵向抗震性能,使用改进的地基梁-弹簧非线性分析模型计算隧道纵向地震响应,其中采用PQ-Fiber纤维梁模型模拟隧道纵向的非线性行为,并施加弯矩来考虑隧道与场地之间的切向相互作用。随后,将基于增量动力分析(IDA)方法的结构地震易损性分析方法应用于隧道结构,探究适用于隧道结构的地震动强度指标(IM)。选取12条近场地震记录,用于IDA分析隧道纵向的抗震性能水平。将概率地震需求模型与工程需求参数相结合,建立结构的地震易损性曲线。结果表明,峰值速度(PGV)是适用于隧道纵向抗震性能的地震动强度指标;场地类型对隧道纵向损伤程度的影响最为深远,其中Ⅰ类场地在地震作用下损伤概率最大。此外,将计算所得易损性曲线与经验易损性曲线和横向易损性曲线进行对比分析,验证了模型的可行性,为隧道结构的抗震设计提供了一定的参考。

血钾水平预测2类肺动脉高压患者严重程度及住院时间的临床研究

背景肺动脉高压(PH)常由左心疾病所致(2类PH),早期诊断困难,病死率高,钾通道功能障碍是PH的标志,但该病的流行病学数据仍不清楚,钾离子对PH的影响尚不明确。目的探讨2类PH患者的血钾水平与心肌标志物、超声心动图指标及住院时间的关系,评价血钾水平对2类PH严重程度的预测价值,为临床诊断治疗提供理论依据。方法回顾性收集2020年1月—2021年12月在山西医科大学第一医院诊断为2类PH的400例成年住院患者的病例资料。(1)一般资料:性别、年龄、BMI、住院时间、吸烟情况及吸烟指数(SI)、饮酒史。(2)基础病(糖尿病、高血压)。(3)实验室资料:血钾、心肌标志物[降钙素原、N末端B型钠尿肽前体(NT-proBNP)、肌钙蛋白I、肌钙蛋白T、肌酸激酶同工酶]、超声心动图指标(左心房前后径、右心室前后径、右心房面积、左心室射血分数、缩短分数、右房室瓣反流峰值流速、肺动脉收缩压)。依据血钾水平将纳入患者分为3组:<3.5 mmol/L组(n=57)、3.5~5.5 mmol/L组(n=340)、>5.5 mmol/L组(n=3)。采用Spearman秩相关分析探讨血钾水平与心肌标志物、超声心动图指标的相关性;采用Log-rank(Mantel-Cox)检验比较不同血钾水平患者的出院率;通过绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线)评价血钾对2类PH严重程度的预测价值。结果>5.5 mmol/L组患者降钙素原及NT-proBNP高于<3.5 mmol/L组(P<0.05)。相关性分析结果表明,血钾水平与NT-proBNP(rs=0.133)、右房室瓣反流峰值流速(rs=0.017)、肺动脉收缩压(rs=0.126)呈正相关(P<0.05)。将血钾水平进一步分为<3.5 mmol/L、3.5~3.9 mmol/L、4.0~4.9 mmol/L、5.0~5.5 mmol/L、>5.5 mmol/L,以深入研究血钾水平与患者住院时间的关系。Log-rank(Mantel-Cox)检验结果显示,对于大于平均住院水平的2类PH患者,不同血钾水平患者(<3.5 mmol/L、3.5~3.9 mmol/L、4.0~4.9 mmol/L、5.0~5.5 mmol/L、>5.5 mmol/L)的累积住院率比较,差异有统计学意义(P=0.022)。ROC曲线结果显示,血钾对非轻症PH的诊断价值[ROC曲线下面积(AUC)=0.577,截断值为3.91 mmol/L,灵敏度为64.7%,特异度为52.5%]与NT-proBNP的诊断价值相近(AUC=0.585,截断值为1070.69 pg/mL,灵敏度为78.1%,特异度为39.6%),可有效预测2类PH的严重程度。结论血钾水平可预测2类PH患者的严重程度及住院时间,干预血钾水平可能是防治PH的新途径之一。

我国环保财政支出的技术溢出效应实证分析

作为具有导向功能的环保财政支出是引导社会资本投资环境保护的基础,在环保财政支出资金有限的条件下,探讨环保财政支出对生产技术的影响,对于财政部门优化环保财政支出结构和提高环保资金使用效率以及明确环保投资方向具有重要意义。本文实证分析了2007年至2020年各省区环保财政支出的技术溢出效应,结果表明,政府主导的环保财政支出存在技术溢出效应,其对绿色技术进步具有促进作用。环保财政支出的技术溢出效应空间差异与各地区的城镇化水平、产业结构、财政实力和经济发展水平相关,中部地区环保财政支出的技术溢出效应比较突出,西部地区环保财政支出导向功能及资金使用效率有待提升。因此,我国提高环保财政支出效率需要优化环保财政支出结构,引导实现各省区环保财政支出强度均衡,加大对中西部尤其是西部欠发达地区环保财政支出的投入力度,发挥东部地区在环保技术上的比较优势及环保财政支出的空间正向溢出效应,引导环保产业跨省域间协同治理机制。

谷氨酰胺酶在10 t规模酱油发酵中应用研究

鲜味是反映酿造酱油品质的一项重要指标。谷氨酰胺酶可以催化谷氨酰胺生成谷氨酸和γ-谷氨酰肽,从而提高酱油的鲜味。文章研究了在10 t规模酱油发酵过程中添加谷氨酰胺酶对酱油中谷氨酸、谷氨酰胺、γ-谷氨酰肽、氨基酸态氮和全氮等指标的影响,并对添加谷氨酰胺酶的酱油进行了HS-SPME-GC-MS分析和感官评定。结果表明,添加谷氨酰胺酶可明显提高酱油原油的谷氨酸含量、氨基酸态氮含量、全氮含量并调节γ-谷氨酰肽的种类及含量。添加谷氨酰胺酶对酱油原油的pH值和总酸含量有小幅度影响。HS-SPME-GC-MS分析表明,添加谷氨酰胺酶的酱油的挥发性风味物质发生了一定变化,醇类、醛类、酮类化合物的种类和含量都有所增加,使酱油的滋味和气味更加丰富。感官评价显示添加谷氨酰胺酶可较大幅度提升酱油的鲜味强度,小幅度减弱酱油的苦味和增加酱油的酸味,对咸味、甜味的影响较小。该研究结果为谷氨酰胺酶在酱油酿造中的应用提供了理论支持。

异双活性基染料 纤维素化合物碱性水解的理论计算

为了防护异双活性基染料由纤维素上水解脱落进而在洗涤中造成衣物褪色与串色,探究其在碱性条件下与纤维素键合共价键的水解机理具有重要意义。文章以异双活性基染料活性黄210与纤维素键合共价键水解为代表,基于单活性基染料与纤维素的脱落机理推测了活性黄210从纤维素脱落的可能途径,之后采用密度泛函理论计算了各水解途径的反应活化能,并比较了水解过程中染料纤维素聚合物部分反应位点的局部亲核性。结果表明:纤维素与染料乙烯砜基键合处先水解,均三嗪基键合处后水解。在乙烯砜基键合处的醚键先水解为乙烯基砜,与OH-的亲核反应性较大,能垒为17.1 kcal mol;之后乙烯基砜再水解为β-羟乙基砜,亲核反应性居中,能垒为27.8 kcal mol。在均三嗪基键合处的亲核反应性较小,均三嗪基水解为羟基三嗪能垒较高,为48.6 kcal mol。