煤矿负碳高效充填开采理论与技术构想

矿山安全高效绿色低碳开采是永恒的主题,近零冲击地压、近零生态损害以及低碳、零碳、负碳的绿色开采将成为保障我国能源安全供应与绿色低碳发展的新要求。充填开采是实现这一要求的必然途径。然而,现有充填开采原理与技术装备体系难以突破高产高效、低碳开采的技术瓶颈,对充填材料及充填模式进行变革已势在必行。针对“千米深井资源开发和千万吨产能矿井充填(两个一千)”与“近零生态损害和近零冲击地压(两个近零)”的煤炭绿色低碳开采战略目标,提出了负碳高效充填开采技术全新构想,系统阐述了负碳高效充填开采的定义与科学内涵,提出和建立了由CO_(2)、矸石与快速胶结物混合而成的负碳高孔隙充填材料结构CGIF(CO_(2)Gangue Inorganic Framework)拓扑构型与强度理论以及CGIF混合物充填体固碳理论、快速黏凝胶结材料反应动力学理论、矿区充填开采防治冲击地压等负碳高效充填理论构想;提出了矸石快速高效胶结高孔隙充填材料制备技术、快速黏凝胶结材料绿色高效制备技术、CGIF充填体负碳高效充填开采技术、多面并采高效充填开采技术与工艺、全周期立体高效充填开采防冲技术等关键技术体系。在此基础上,明确了煤矿负碳高效充填开采“基础研究—技术攻关—工程示范”的“三阶段”发展规划,构建了煤矿负碳高效充填开采理论与技术体系构想;评估了煤矿负碳高效充填CO_(2)封存能力,可望实现煤炭负碳开采、低碳利用的煤炭开发利用全过程自身实现碳中和的新格局。

直接剪切下页岩的各向异性破坏特征和强度预测模型

了解页岩剪切破坏特性对页岩气储层改造和井壁稳定性控制具有重要意义。然而,由于页岩本身的各向异性属性,页岩的剪切破坏行为复杂。本文对6种不同层理倾角(0°、30°、60°、90°、120°和150°)的立方体页岩进行了系统的直接剪切破坏测试,详细分析了在层理弱面影响下页岩的剪切应力–剪切位移、抗剪强度、剪切模量和破坏模式的各向异性特征。结果表明:页岩的剪切破坏表现为典型的非线性渐进破坏特征;页岩平均抗剪强度和剪切模量随层理倾角的增加均呈现“M”型变化趋势;在90°~180°的层理倾角区间,平均抗剪强度的极值差明显大于0°~90°区间,而剪切模量近似关于90°呈对称变化;当层理倾角从0°变化到180°时,页岩剪切各向异性行为呈现非对称演化规律。在层理倾角和直接剪切荷载作用下,页岩的破坏模式有3类:层理倾角为0°时,沿层理面剪切滑移破坏;层理倾角为30°、60°和90°时,表现为穿透层理和基质的剪切滑移破坏;其他倾角下呈现穿透层理和基质的剪切滑移与沿层理的拉伸劈裂相结合的复合破坏。基于试验结果和组构张量,构建了一个可考虑页岩本征各向异性和剪应力诱导各向异性影响的直接剪切破坏准则,其理论预测值与试验结果的平均偏差率低于3%,能够定量表征黏聚力和摩擦系数的各向异性程度,合理评估页岩直接剪切强度对外加法向应力的敏感性,可推广应用于理论表征所有层状岩土材料的直接剪切强度。

深地科学与深地工程技术探索与思考

21世纪的深地科学进入了新的发展阶段,深地科学规律尚未探明,深部工程活动普遍存在着一定程度的盲目性、低效性和不确定性,地球深部内源动力、结构演变规律、致灾机理等仍待进一步认知。因此首先从地球科学的视角定义了深地科学:以地球浅层以深的深层和超深层为研究对象,旨在探索地球不同层圈和不同赋存深度(深层和超深层)科学奥秘;理清了深地科学与地球科学的区别与联系:即深地科学是在已知地球科学知识体系上的延伸,是拓展科学视野、深化地球认知的国家战略科技方向,包含于地球科学;定义了深部与深地工程科学的本质:即针对现有浅部工程的科学规律与技术无法适用于深部工程的难点,探索深部工程相关科学规律,突破深部工程关键基础科学问题,匹配人类在深部工程活动中的地灾防控需求,进而指导深部资源安全高效绿色开发、深部工程空间有效利用。提出深地工程技术定义,即指人类为利用地球、开发地球所需要的工程实施技术与装备,为探索深地科学规律、开发深地工程必需的理论与技术手段。最后,进一步明确了深地科学的研究内容与规划,以及深地工程技术内涵与攻关方向(即深地工程岩土力学与灾变机理、超深井智能建造与能源资源高效开采、深地隧道与巨型洞室群智能建造、深地工程灾害智能防控与健康运维),以期促进深地科学领域的发展。

页岩起裂应力和裂纹损伤应力的试验及理论

为研究页岩在破坏过程中的起裂机制,对具有不同层理倾角的页岩岩样进行了不同围压下的常规三轴压缩实验,基于裂纹体积应变拐点和岩样体积应变拐点分别确定了页岩的起裂应力和裂纹损伤应力。试验结果表明,在相同围压下,层理倾角对页岩岩样的起裂应力大小影响很小,但对裂纹损伤应力的影响较大,这最终导致了页岩破坏模式和破坏强度对层理倾角的依赖性;当层理倾角相同时,随着围压增大,页岩起裂应力与峰值应力的比值变化逐渐增大,而裂纹损伤应力与峰值应力的比值变化很小,说明在层理倾角相同的条件下围压对页岩中裂纹的起裂有显著的影响,而对裂纹的非稳定扩展影响较小;基于断裂力学的压剪裂纹模型解释了页岩的起裂机制,并利用试验数据验证了该模型的合理性;利用该模型预测页岩中含有裂纹的平均长度约为0.985 mm,与现有文献中的结果较吻合;同时该模型的计算结果表明当页岩中的压剪裂纹长度超过3 mm时,裂纹长度对页岩起裂应力的影响不显著。

油砂力学及热学性质的试验研究

通过对取自新疆克拉玛依风城油田重油储层的油砂进行室温和高温三轴固结排水压缩试验,研究了油砂基本力学和热学性质。研究结果表明:在常温试验条件下,油砂的偏应力-应变曲线可分为弹性阶段、塑性阶段和软化阶段,高温试验条件下则首先会出现压密阶段,不同围压下的体积应变变化规律显著不同;油砂的弹性模量和泊松比均与固结压力有较好的线性关系;高温对油砂的峰值强度、残余强度、泊松比和弹性模量影响很小;油砂的内摩擦角为34°,大小与粗粒土相近,凝聚力为0.47 MPa;油砂的热膨胀系数随围压的增大而增大,环向膨胀系数远大于轴向膨胀系数;围压?3=5 MPa时存在临界温度,使得油砂的变形在低于或高于临界温度时表现出不同的特点,当温度小于临界温度时,试件的环向变形、轴向变形、体积变形均随温度的升高线性膨胀;当温度大于临界温度时,试件的环向变形、轴向变形、体积变形均随温度的升高线性收缩。最后将风城油砂的性质与加拿大Athabasca和Cold Lake两处的油砂进行了对比,发现3个地区的油砂在强度、变形等方面有很多相似之处,这对风城重油资源的开采具有重要的指导意义。

车辆荷载和静荷载对路肩式挡墙影响的研究

按JTGD30-2004《公路路基设计规范》规定,车辆荷载作用在挡土墙背土上所引起的附加土体侧压力可以换算成等代均布土层厚度后,按库伦土压力理论计算,并且抗倾覆系数取值1.5。研究车辆行车荷载对挡土墙的影响,对原有的设计理论进行分析完善,既能够优化结构又能提高经济效益。为研究在车辆荷载的作用下挡土墙的受力特点及影响,设计了试验模型;通过试验测出挡土墙在不同的轴载作用下应力的分布图以及计算出总合力、合力矩,并且与静荷载作用下挡墙的受力状态进行对比,据此提出了减小土压力、改进挡土墙的措施。

动荷载对重力式路堤墙影响的研究

随着我国高速铁路迅猛发展和原有普通铁路的提速,动荷载对支挡结构影响显著增大,现有的设计计算理论是否满足新条件要求,是现在的设计单位和科研单位需要解决的问题.为了弄清动应力对支挡结构的影响大小及范围,我们设计了实尺寸的动态试验模型,通过实验实测得到了不同的距离、不同加载幅度下的荷载图示.并据实验数据及现有的计算理论提出了减小动土压力的措施,且用挡土墙中两个重要参数Kc,Ko做了验证.

基于巴西劈裂试验的页岩强度与破坏模式研究

为了研究页岩横观各向同性性质对劈裂强度及破坏模式的影响,对7组不同倾角下的试样进行了巴西劈裂和声发射测试。研究表明：层理的方向对试样的劈裂强度和最终破坏模式有着重要的影响。随着层面倾角？的增加,页岩试样的劈裂强度逐渐减小。在不同倾角下的破坏模式可分为直线形（？？0°、90°）、月牙形（？？15°）和曲弧形（？？30°、45°、60°、75°）。通过分析不同倾角下圆盘中心点沿层理分解得到的正应力和剪应力,当？？0°时,试样的破坏方式为基质的拉伸破坏;当？？90°时,试样的破坏方式为层理的拉伸破坏,当15°≤？≤75°时,试样的破坏为复合型破坏。观察声发射空间累计定位演化分布情况,直线型的声发射点较均匀地分布在试样中轴线的两侧;曲弧型的声发射点在圆盘的一端较密而另一端较稀疏;月牙型则在试样的中部和一端都累积了部分声发射点;分布特征与宏观破坏方式具有相似性。分形维数D可以较好地反映试样的破坏模式,从倒V形的变化趋势可知,直线形试样D值接近于2,而月牙形和曲弧形试样D值介于2.2~2.7。因此,D值越大,说明裂纹的曲率半径越大;相反D值越小,裂纹越趋于一条直线,破裂形态也就越简单。

风城油砂三轴力学特性及其本构模型研究

油砂是一种具有自锁结构的致密沉积砂,其力学特性较疏松砂岩更为复杂。针对新疆克拉玛依风城油砂矿的储层岩芯,利用MTS 815试验系统开展室温三轴固结排水压缩试验,探讨了油砂在不同围压下的三轴力学特性。结果表明,典型的油砂应力–应变关系呈驼峰曲线,存在应变软化与剪胀现象;试验边界条件与围压对油砂力学特性具有重大影响,并决定了其破坏模式及峰后软化行为;油砂变形模量、泊松比在对数坐标下与围压存在线性关系,低围压时抗剪强度近似服从莫尔–库伦准则。借鉴南水非线性模型及成都科大模型,分别讨论了风城油砂的应力应变本构关系,在此基础上修正得到新的推广双曲线模型,指出修正的成都科大模型较南水模型能更好地描述油砂的应变软化特性,也能适当地考虑剪胀效应,以期为深入研究中国本土油砂的力学特性及石油工程应用提供指导。

大自重玻璃天窗开合屋盖结构关键问题研究

开合屋盖是一种能适应各类天气状况的新型建筑形式,在大型体育馆、多用途体育场中得到了广泛应用,这类开合屋盖结构的屋面材料大多采用薄膜或轻质材料,而近年随着商业建筑的进一步发展,玻璃天窗开合屋盖结构的需求也日渐增多,由于其屋面具有大面积、大自重的特点,且开合过程中有全开、全闭、半开启和运动状态等多种运行状态,所以在建筑功能、结构设计和机械控制等方面都不同于常规结构。本文结合贵阳西南国际商贸城一期工程玻璃天窗开合屋盖的设计实例,简要介绍了该工程的概况、背景及其结构形式,阐述了该工程大自重玻璃天窗开合屋盖结构在开启方式的选取、驱动设备和控制系统的设计、单独分析与协同分析和特殊情况下的安全措施等关键问题,对在建及拟建的大自重玻璃天窗开合屋盖结构有一定的借鉴价值和指导意义。

透水混凝土强度与渗透性影响因素及效应分析

为了探讨不同骨料级配、水胶比、减水剂用量和外掺砂率对透水混凝土的强度与渗透性的影响,采用控制变量法进行透水混凝土20组配合比设计,并分别对抗压强度(f_(cc))、抗折强度(f_(f))、透水系数(k)以及有效孔隙率(ρ_(e))进行测试。结果表明:1)骨料级配、水胶比、减水剂、外掺砂砂率均对透水混凝土性能产生显著影响,当骨料为单一粒径4.75 mm~9.5 mm的粗骨料、水胶比为0.27、减水剂用量为0.3%时,透水混凝土强度达到最高;2)随着外掺砂含量的增加,透水混凝土的强度呈先增大后减小的趋势,外掺细骨料后透水混凝土的最佳水胶比增大;3)根据强度变化规律,确定最优砂率为4%,抗压强度可达18.55 MPa,透水系数为3.54 mm/s;4)通过探究透水混凝土强度与渗透性之间的平衡关系,确定最优配合比,即骨料为单一粒径的4.75 mm~9.5 mm粗骨料、水胶比为0.28、减水剂用量为0.3%、外掺砂率为4%,使实际工程中透水混凝土强度与渗透率均满足要求。

基于遗传算法的DFD参数变形模型轮廓提取

针对具有特性形状属性且轮廓局部光滑的图像目标,提出一种DFD(D iscrete Fourier Descriptors)参数变形模型轮廓提取算法。对于需要保留轮廓细节的轮廓形状,DFD参数轮廓变形模型需要对较大的参数集合进行优化,算法的速度和精度之间存在较大矛盾。本文利用遗传算法全局优化的性能和隐含的并行搜索特性,并通过初始种群选择约束目标整体形状属性,达到保留轮廓形状细节基础上提高遗传算法的有效性、加快模型优化速度的目的。将其应用于平面足迹重压区域轮廓提取,获得了较好的效果。

硅灰-玄武岩纤维改性透水混凝土力学性能与耐久性研究

为了探讨不同掺入量的硅灰以及玄武岩纤维对改性透水混凝土的强度、渗透性及耐久性的影响,采用等体积法对不同掺合料进行变量控制,设计9组配合比,分别对抗压强度、孔隙率以及冻融循环质量损失率进行测试。结果表明:适量硅灰以及玄武岩纤维的掺入可以显著提高透水混凝土强度与抗冻性;硅灰等体积替代水泥并不会对混凝土的孔隙率造成巨大影响,掺入过量的纤维会同时损失强度与渗透性;硅灰掺量为10%、玄武岩纤维掺量为2 kg·m^(-3)时,改性透水混凝土的渗透性良好,强度与耐久性能达到最优。

浅谈综合大学如何合理制定科研奖励政策

综合大学是我国科技创新的重要基地。为调动科研人员的积极性和创造性，高校科研管理部门应制定合理的科研奖励政策。为此，本文首先分析了综合大学科研奖励政策的现状，揭示现有问题，然后探讨制定政策时应当考虑的因素，以期为实践提供参考。

玻璃天窗开合屋盖结构拼装定位控制及施工监测研究

玻璃天窗开合屋盖结构是未来商业建筑的一种重要发展趋势,本文结合贵阳市西南国际商贸城玻璃天窗开合屋盖结构施工与监测,介绍了玻璃天窗异于其他开合屋盖结构体系的特点。由于其屋面材料具有自重大、易劳损的特点,玻璃天窗开合屋盖结构的制作、拼装和定位直接影响到开合机械运行的安全和稳定,故此类玻璃天窗开合屋盖结构的拼装和定位要求具有更高的安装精度。本文对玻璃天窗开合屋盖结构的构件制作、工艺流程及控制要求、屋盖结构支座定位、钢结构箱梁拼装及吊装方法、玻璃天窗网架及轨道安装方法等关键技术进行了总结。同时,还对工程现场的屋盖体系在不同受力工况和运行状态下振动信号和振动频率进行了监测研究,分析结果表明此项目开合屋盖拼装定位控制的施工方法和工艺流程完全能达到开合机械运行的精度要求,确保了玻璃天窗开合屋盖体系的安全和稳定,也为其他同类工程的玻璃天窗开合屋盖结构拼装定位控制及施工提供了参考依据。

胆囊切除术后综合征的病因和胆复康疗效的初探

胆囊切除术后综合征是普外科临床上的常见病。本组病例中有２９％胆囊切除术患者出现症状较重的术后综合征症状。需在门诊或再次住院治疗。由于既往对其发病原因缺乏全面正确的认识，影响了治疗效果。本文通过病理及临床观察对胆囊切除术后综合征的发病原因进行探讨，并以胆复康进行治疗，取得了肯定满意的疗效，有效率达９７％。关于胆复康的化学成分，药理作用及剂型改革等，目前正在进一步实验研究中。

乙型病毒性肝炎的预防控制与对策研究

目的探索乙型病毒性肝炎的预防控制对策及其效果。方法将1860例体检健康者分成观察组和对照组,观察组900例采用综合防治措施进行宣传教育,对照组960例采用传统乙型病毒性肝炎预防措施进行宣传教育。结果观察组乙型病毒性肝炎的1年发病率明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论应用综合防治措施预防乙型病毒性肝炎临床效果显著。

中药胆复康的微量元素与氨基酸的测定

目的：探讨胆复康的化学成分及其治疗效果。方法：本实验采用３１０ 原子吸收分光光度计与８３５ 氨基酸分析仪对胆复康中的微量元素与氨基酸进行测定。结果：胆复康含有多种微量元素和１７ 种氨基酸。结论：胆复康对胆囊切除术后综合征等疾病有独特的疗效，而且对人体还有一定的营养和保健作用。

月球原位能源支撑技术探索构想

随着探月工程规模的不断扩大,仅仅依靠太阳能电池或小型放射性同位素电源将难以为月基活动提供充足持续的能源供应,研发月球原位能源供给技术是各类月基活动的关键基础。月球表面昼夜温差极大且当月壤月岩埋深超过1 m时,月壤月岩层的温度基本恒定。本文基于月壤和月岩恒温层与月球表面存在巨大温差的特性,提出了利用该温差进行发电的月基原位能源支撑技术构想,设计了月球温差热电材料热伏发电技术和月球温差磁悬浮发电技术及实施构想。月球温差热电材料热伏发电系统直接利用热电材料实现昼夜连续工作的热电转换,该装置设计有由热管相连的3层均热板,解决月壤表层导热性差带来的换热不足问题,将月表辐射能(白天)以及月壤的热能(夜晚)连续转化为电能,几乎可以满足所有空间能源系统的需求。月球温差磁悬浮发电系统利用热管将月壤中的热量传入发生器,将循环工质加热蒸发,在磁悬浮透平发电机中做功发电,循环工质在表面换热器中与太空进行辐射换热而冷凝,经工质泵加压后回流到发生器再次吸收热管热量进行循环发电,从而将月球表面与月球月岩恒温层之间的温差转换为电能。两类月基温差发电技术具有无机械摩擦、效率高、寿命长、质量轻的优点,可为探月活动原位能源供给提供相关技术支撑。

临沂市1995～2000年性病流行特征分析

目的 了解临沂市近几年性传播疾病(STD)发生、发展及流行规律,为制定控制性病的对策提供科学依据。方法 对1995～2000年的3658例STD患者进行回顾性分析。结果 其中淋病病例最多1635例,占44.70％;非淋菌性尿道炎(NGU,741例,占20.26％;尖锐湿疣595例,占16.26％;梅毒408例,占11.15％。男女之比为1.24:1。20～39岁年龄组病例数最多,占77.72％。从职业分布看,以工人、农民、商业服务、个体户病例数最多。流动病例数高于本地病例数。从婚姻状况看,已婚病例数最多,占65.01％。结论 加强性病疫情监测,普及性病知识,开展健康教育,有效控制性病的蔓延。