自重体积力作用下坡体张应力及坡面位移的变化规律

为了提高对边坡体力学行为的认识,借助于FLAC有限差分软件的数值模拟,并结和相似理论的推导验证,研究了在仅有自重体积力作用的条件下,线弹性边坡体的一些力学特征及其与相关变量或物理力学参数的相关关系。没有外载荷影响时边坡地表最大主应力和最小主应力分别平行和垂直于地表,当深度增加时,主应力的取向逐渐变成竖直和水平两个方向,坡面处既有张应力区也有拉应力区,坡脚处亦存在较大的张应力,这是自重体积力作用下边坡体应力分布的一般性特征,在本文和前人的研究中都能体现。本文还重点揭露了:坡角线性增加时坡顶最大张应力的变化速率表现为:快——慢——快;沿坡顶面竖直向下张应力随深度增加线性减小;小变形条件下边坡应力场与弹性模量无关;最后验证了满足相似理论的坡体,坡面对应点的位移比是其几何尺寸比的平方倍。本文不仅是对既有研究成果的进一步补充,而且为以后研究复杂条件下边坡体的力学特征奠定了基础,对于理论和实践都有一定的启发意义。

漏源电压对SiC MOSFET阈值电压准确测量影响的研究

相较于Si器件,SiC MOSFET近界面氧化物陷阱区域更广,界面态陷阱密度高出2个数量级,大量陷阱不断俘获或释放电荷,导致阈值电压(Vth)随时间波动较大,因而Vth的准确重复测量成为难题。标准中阈值电压测量采用预处理的方法,保证每次测量时陷阱电荷状态的一致性,但标准中未考虑漏源电压影响预处理填充后的陷阱状态,导致阈值电压测试误差。针对该问题,首先通过测量不同漏源电压脉冲影响下的转移曲线,显示不同源漏电压对阈值电压的影响;然后,基于瞬态电流法分析了漏源电压对陷阱电荷状态的影响;进而,分析了漏源电压影响陷阱的机理;最后对比了不同漏源电压对阈值电压测量的影响。实验表明,漏源电压影响栅漏间电场正负,进而影响陷阱填充或释放电荷,导致阈值电压漂移。测量阈值电压时使用较小漏源电压可提高测量准确性,减小可靠性实验由测试因素造成的误差。

喉NUT癌1例

1临床资料患者,女,19岁,因“咳血2个月”就诊于外院,支气管镜活检病理:(声门下)鳞状上皮乳头状增生,伴重度非典型性。病理会诊:鳞状上皮乳头状增生,伴中重度非典型性,未治疗。2022-09-09患者因Ⅱ度呼吸困难收入郑州大学第一附属医院。喉部增强CT示:喉咽部壁明显增厚,右侧壁软组织增强扫描边缘可见强化,相应喉腔狭窄,双侧颈部肿大淋巴结(图1A)。入院后患者再次无诱因出现呼吸困难,急诊行气管切开术,气管前淋巴结送病理,术后冰冻病理结果:高级别转移性癌,结合免疫组化,符合低分化鳞状细胞癌。

“半导体物理学”课程思政教育与教学建设探索

思政教育是课程教学中非常重要的环节,进行相应的课程改革建设并将思政元素融入课程,实现智育与德育的交互发展,深入贯彻落实习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的重要讲话精神,实现各类课程与思想政治理论课同向同行。“半导体物理学”在教学过程中多维度融入思政元素,将专业课程与思政教育有机结合,寓价值观引导于知识传授和能力培养中。科学设计课程教学内容与手段,把学生作为课堂主体,培养学生自主探究学习的良好习惯,形成师生高效沟通交流的良性循环,提高学生的学习效果。课程中涉及较多的理论知识,通过与科技前沿结合的方式增强学生的学习兴趣与创新能力,激发学生建设我国半导体事业的使命感和责任感。

基于自建测试平台的GaN基HEMT器件陷阱表征

陷阱效应是影响GaN基HEMT器件性能的主要因素之一。为了提高陷阱表征的精度和时间分辨率,采用瞬态电压法并搭建了专用的测试平台对陷阱进行表征,抑制了电压漂移现象,将时间分辨率从毫秒级提升至微秒级,扩大了陷阱的表征范围,同时基于贝叶斯反卷积算法提取陷阱的时间常数等信息。基于这种方法研究了GaN基HEMT中陷阱在不同电压和温度下的捕获行为,表征其时间常数和激活能等信息。实验结果表明,该器件中存在4种不同类型的陷阱,除了先前已经在B1505上证明的激活能分别为0.058、0.041eV的陷阱DP_(2)和DP_(3),本文还发现了位于微秒级的新陷阱DP_(1),激活能为0.063eV。本文通过搭建测试平台填补了微秒级陷阱表征的空缺,为陷阱的准确、快速表征提供了极大便利。

基于核磁共振技术的岩石孔隙结构冻融损伤试验研究

为研究岩石在冻融循环作用下的孔隙结构损伤特性,选取寒区花岗岩为岩样,在冻结温度为-40℃,融解温度为20℃条件下,分别进行3轮冻融循环试验,并对每轮冻融循环后的岩样进行核磁共振(NMR)测量,得到同一块岩样不同冻融循环次数后的孔隙度、横向弛豫时间T2分布及核磁共振图像(NMRI)。结果表明:花岗岩的T2分布主要为3个峰,随着冻融循环次数的增多,岩石的孔隙度、核磁共振T2谱分布和T2谱面积均会增大,但每个岩样的增大幅度均不同,反映出冻融循环作用下岩石中孔隙的发育和扩展特性;核磁共振图像显示同一块岩样在不同冻融循环次数后的内部微观结构分布,动态地显示岩石的冻融损伤过程。冻融循环条件下岩石核磁共振特征为岩石冻融损伤机制研究提供可靠的试验数据。

冻融循环条件下岩石核磁共振特性的试验研究

为研究岩石在冻融循环作用下微观结构的变化特征,选取寒区花岗岩为试样,在冻结温度为-40℃,融解温度为20℃条件下分别进行0,10,20,30和40次冻融循环试验,并对冻融循环后的岩样进行核磁共振(NMR)测量,得到不同冻融循环次数后岩样的横向弛豫时间T2分布及核磁共振成像图像。结果表明:花岗岩的T2分布主要为3个峰,第一个峰和第二个峰的面积之和占全部峰总面积的98%以上,表明微孔隙占绝大多数;在经历10,20,30和40不同冻融循环次数后,岩石的T2谱面积发生了明显变化,孔隙率分别增大了14.0%,0.9%,16.2%和1.6%。核磁共振图像显示冻融循环后岩样的孔隙空间分布情况。冻融循环条件下岩石核磁共振特征的变化规律,为岩石冻融损伤机制研究提供可靠的试验数据。

基于核磁共振技术的岩石孔隙结构特征测定

为研究岩石的孔隙结构特征,采用核磁共振技术(NMR)对花岗岩进行测量,得到花岗岩的横向弛豫时间t2分布、NMR测量结果和核磁共振成像图像。研究结果表明:花岗岩的t2分布主要为3个峰,第1个峰和第2个峰的面积占峰总面积的98%以上;岩石组成颗粒粒度的不同,引起了岩石核磁共振弛豫特性的差异。花岗岩的平均孔隙度为1.79%,t′2平均值为26.1ms,束缚流体饱和度平均值占88.5%,核磁共振成像显示岩石的孔隙结构特征,为孔隙结构分析提供依据。岩石核磁共振特征的变化规律和成像结果为岩石微观结构和岩石损伤机理研究提供实验数据。

金属矿充填开采岩体移动对竖井围岩的变形破坏

采用数值模拟和地质力学分析的方法,对甘肃金川二矿区地下开采条件下,#14行风井变形破坏问题进行了研究,研究结果表明:#14行风井位于地下开采引起的岩体移动盆地的拉张区,受岩体移动变形影响剧烈,地下开采已经成为了影响竖井安全稳定的主要因素;无论是富矿开采还是贫矿富矿联合开采,竖井井壁的位移和应力分布规律大体相同,其大小与分布特征受断层影响突出,断层所在的部位仍然是竖井井壁的脆弱部位;地下开采引起的#14行风井的破坏是以穿过井筒的断层出现活化为触发因素,以井壁发生错动、破裂、冒落为主要形式的断层效应的集中体现,这也将成为现阶段生产条件下竖井可能再次发生变形、破坏的模式。

基于核磁共振技术的岩体爆破损伤试验研究

评价岩体爆破损伤程度及其范围对工程爆破参数设计和岩体结构支护具有重要指导意义。在综合分析当前岩体爆破损伤研究方法的基础上,引进核磁共振检测技术,从研究爆破作用导致岩石损伤的本质着手,以岩石孔隙度、横向弛豫时间T2谱等参数为判据,以及核磁共振成像技术这一直观方式定量确定岩体爆破损伤范围。同时,结合超声波测试和岩石力学强度测定等技术手段对核磁共振结果进行比较和论证,并研究核磁共振特征与岩体强度之间的相关性,得出核磁共振孔隙度与单轴抗压强度之间的呈指数分布,并建立单轴抗压强度的预测模型。研究结果表明,核磁共振技术具有较高的实用性和准确性,为研究爆破岩体损伤开辟一种新的技术手段。

冻融岩石核磁共振检测及冻融损伤机制分析

以花岗岩为岩样在最低冻结温度为-40℃、融化温度为20℃的条件下对5组岩样开展了冻融循环试验,最高累积冻融循环次数为100次,并采用核磁共振(NMR)技术检测岩样内部损伤变化。试验结果表明,冻融作用会对岩石内部造成损伤,循环次数达到一定值时岩样表面产生明显裂纹;NMR T2谱图和成像结果表明,冻融作用使岩样孔隙结构重新分布,孔隙数量随循环次数增加而增加,产生裂纹后T2曲线信号幅度发生显著变化。最后使用损伤力学原理对花岗岩冻融损伤机制进行探讨,得到材料连续性与孔隙率的损伤关系、有效应力与孔隙率的关系表达式,并以岩样核磁共振结果为基础,得出其有效应力与循环次数的表达式。

冻融循环对风化花岗岩物理特性影响的实验研究

在冻结温度为-40℃,融化温度20℃的环境下对风化花岗岩进行0,10,20,30次冻融循环实验;并对岩样进行室温下岩芯核磁共振和常规单轴压缩实验,得到冻融循环后岩石的孔隙度、孔隙分布和单轴抗压强度,孔隙度与循环次数拟合多项式。实验结果表明:冻融循环后风化花岗岩饱和水状态下的质量均会增加;岩石内部的孔隙分布发生了明显变化;中小尺寸的孔隙数量增加且随循环次数增加而增长;花岗岩强度明显降低,冻融系数和单轴抗压强度随循环次数的增加而减小,弹性模量有所降低。最后利用损伤力学原理对岩样进行冻融损伤分析,得到有效应力与孔隙度表达式,为研究寒区岩体工程损伤破坏机理和稳定性评价提供参考数据。

高层建筑物荷载与地下水开采叠加作用下的地面沉降特征

在地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下,城市地面沉降分布愈加复杂。以天津塘沽地区为例,考虑到土体在固结沉降中的平衡条件、弹性本构条件、变形协调条件和水流连续条件,以比奥固结理论为基础,建立了高层建筑荷载和地下水开采叠加作用下三维地面沉降模型,采用有限元方法进行了数值计算。结果表明,高层建筑物的附加荷载作用在其建成后的3~4 a内将产生可观的地面沉降量;抽水和高层建筑荷载叠加作用下的地面沉降存在耦合效应,叠加作用下的地面沉降值小于可比条件下单独抽水和单独荷载作用下地面沉降值之和。

冻融花岗岩细观损伤演化的核磁共振

为研究岩石经历冻融循环后的细观损伤演化特征,选取寒区花岗岩岩心为试样,划分为5组,在饱和状态下分别对各组进行多轮冻融循环试验,利用核磁共振技术在每轮冻融循环结束之后对试样进行检测,获得岩石在不同冻融阶段的试件表面变化、质量变化、弛豫时间T2分布、孔隙度变化和孔隙分布及结构成像等。通过对冻融循环数与试样质量、孔隙度等之间的关系进行分析对比,表明试样在冻融循环作用下岩石内部孔隙不断损伤扩展,孔隙度提高,使得试样在饱和状态下的质量增加。通过对比不同轮次核磁共振结构成像图,结合孔隙分布和孔隙度增长规律,总结岩石在冻融循环试验中的细观损伤的演化模式,为研究寒区岩体的破坏机理提供一定的理论依据。

采动影响下巷道变形机理与破坏模式

通过对甘肃金川二矿地下开采后应力场的分布研究,指出巷道变形、破坏与最大主压应力场的分布具有良好的对应关系,其变形破坏特征在不同阶段、不同部位有着一定的相似性和渐变性,并且给出了巷道变形、破坏的模式和分布特征,合理解释了深部巷道围岩的变形特征,阐明了破坏的机理.

冻融循环条件下风化花岗岩物理特性的实验研究

为研究风化岩石在冻融循环作用下物理特性的变化情况,选取风化花岗岩为试样,在冻结温度为-40℃,融解温度为20℃条件下分别进行0,10,20和30次冻融循环实验,并进行单轴抗压强度测试。研究结果表明:风化岩石的质量在冻融后增大,且每组岩样的平均质量变化率随着冻融次数的增加而增大;随着冻融循环次数的增加,风化花岗岩的单轴抗压强度、弹性模量、冻融系数、风化程度系数都逐渐降低;在30次冻融循环作用下,岩样由中等风化岩变为强风化岩。

基于热阻测量的PCB散热特性

基于肖特基结电压随温度变化的特性,本文测量了真空下被测器件SiC二极管工作时PCB的热阻。通过测量SiC二极管的稳态加热响应曲线,进而利用其小电流下的温敏特性得到器件纵向热阻结构,分析出PCB的热阻。研究了不同覆铜量,不同热过孔直径的PCB的散热特性。实验结果表明,增加覆铜量能明显减小PCB的热阻。覆铜量相同时,PCB上增加热过孔能显著减小其热阻,并且PCB的热阻随着热过孔直径的增大而减小。通过有限元ANSYS软件仿真了不同覆铜量,不同热过孔直径的PCB温升,其结果与实验结果一致。

缓倾斜薄矿体采场伪倾斜布置及参数优化研究

为了实现高效低成本开采缓倾斜薄矿体的目标,基于对缓倾斜薄矿体开采方法以及铲运机运距的研究,利用数学方法定量分析了伪倾斜采场布置中的各个采场参数之间的关系,得到各采场参数之间的数学公式,为生产实践确定采场参数提供了理论参考标准。针对国内某矿山1～9号缓倾斜薄矿体,在伪倾斜布置理论分析的基础上,运用正交试验方法对矿山采场参数的确定进行优化定量研究,选出最优的采场参数布置方案以及各因素影响采场指标值(采矿生产能力和采场成本)的权重大小,确定最优方案为A2B2C1,即矿体伪倾斜布置方向与矿体倾向夹角为45°、采场宽度8 m、采场沿倾向长度50 m。改善了传统采场参数的定性确定,提供了科学、准确、定量的理论判定依据,使得采场的生产能力得到提升以及采准工程的布置成本减低。此优化方案可推广应用到类似矿山。

高应力区露天转地下开采岩体移动规律

以金川龙首矿为例,基于2003―2008年长达12期的GPS实测数据,按照时空分布比较分析总体变形趋势,得出整个矿区的地表沉降特征、平面位移特征、行线(勘探线)随时间变化的沉降和平面位移特征。据此分析了以水平构造应力为主导的高应力区露天转地下开采引起岩体的变形规律,并与该矿闭坑之初的变形规律比较,通过理论分析的方法对产生差异的原因进行初步解释,并用数值模拟的方法加以验证,其研究结果对认识露天转地下开采引起的岩体移动、破坏特征,指导矿区安全生产有积极意义。

采动影响下金川二矿区14行风井变形破坏机制探讨

竖井作为井下开采矿山的咽喉工程,在矿山的安全生产中起着举足轻重的作用。金川二矿区14行主力回风井位于矿体下盘,井深715.5m,穿过的工程围岩有超基性岩、花岗岩、大理岩、辉绿岩等以及F207断层。该风井于1999年10月开工下掘,2002年投入使用,2005年3月突然跨塌。本文根据现场调查和数值模拟,分析了风井变形破坏的特征和机制。发现主要有井壁错动开裂、片冒、冒落物冲击井壁等几种破坏形式,并得出在采动影响下最易在以下几个位置发生破坏:(1)井筒上部(0～200m),易出现拉裂破坏和围岩整体剪切滑动;(2)F207断层及其上下接触部位(200～220m),井筒很有可能在此处发生上下错动,从而导致剪切破坏;(3)井筒中部(360～460m),受采动影响较大,可能发生鼓肚子破坏;(4)井筒下部F16断层影响带(井底以上50m),岩体在采动影响下将发生松动,从而导致在结构面穿插部位可能发生冒落。