基于近场动力学的岩石水力压裂数值模拟及裂隙网络定量分析

基于常规态型近场动力学方法实现了岩石裂隙扩展演化,采用实时追踪新生裂隙面并施加表面压力的方法来模拟压裂液与裂隙表面的相互作用,建立了岩石水力压裂的数值计算模型。根据数字图像处理技术将Zhang-Suen细化算法应用于水力裂隙网络的骨架提取,并采用统计方法计算裂隙网络形态参数,提出了水力裂隙网络量化计算方法。最后考虑加载速率、地应力条件及弹性模量等因素影响,研究了水力裂隙扩展过程及裂隙网络形态参数的演化。研究结果表明:当加载速率较小时,主裂隙朝着较大地应力的方向扩展,裂隙分支并不明显;增加加载速率会增大裂隙均宽和裂隙密度,能够促进裂隙的张开程度及裂隙数量,增强裂隙网络的复杂程度并提高其渗透能力。当水平向地应力和竖向地应力相同时,主裂隙呈十字交叉分布;随着竖向地应力的增大,水平裂隙受到抑制作用,主裂隙沿着竖向扩展,而裂隙总长和裂隙密度则呈增加的趋势。岩体弹性模量的增加会减少细小裂隙分支的扩展,使裂隙网络形态趋于简单化。

基于热力耦合的近场动力学方法高温岩石水力压裂数值模拟

基于近场动力学方法分别采用键型模型计算岩石热扩散过程和常规态型模型模拟岩石位移场的演化,根据物质点间的断键数量确定材料损伤值以实时追踪裂隙面的扩展,通过在裂隙面处施加水压和水温实现水与岩石间的相互作用,建立了考虑热力耦合效应模拟高温岩石水力压裂过程的数值计算模型。根据岩石加热裂隙扩展的试验结果,验证了计算模型的有效性。最后,讨论了水压、岩石初始温度及弹性模量等因素对水力压裂岩石裂隙结构形态的影响,并基于综合敏感度属性识别评价方法,分析了各影响因素对岩石裂隙形态参数的敏感性。研究结果表明:水压较小或岩石初始温度较低时,主裂隙几乎呈对称分布,基本上无裂隙分支现象;随着水压或初始温度的增加,裂隙逐渐增多并产生分叉现象,同时裂隙总长度和张开度也均呈增长趋势。当岩石弹性模量均值较小时,水力裂隙较为发育且萌生许多微小裂隙;随着弹性模量均值的增大,水力裂隙分支及微裂隙数量明显减少,裂隙总长度和张开度也相应地减小,而岩石起裂时间则近似呈线性增加的趋势。岩石材料参数和环境参数的敏感性综合评价表明,岩石裂隙扩展对弹性模量和水压呈高度敏感,而对水温则表现为不敏感。

基于近场动力学方法的玻璃板冲击破坏数值模拟研究

基于近场动力学方法,考虑刚体冲击作用下材料损伤发生断裂破坏影响,建立了刚球冲击玻璃板的三维数值计算模型,并结合Kalthoff-Winkler试验,验证了计算模型的有效性。最后,探究了刚球初始冲击速度、刚球直径和玻璃板厚度等因素,对玻璃板的冲击破坏结构形态演化以及裂纹扩展机制的影响。研究结果表明,当初始冲击速度较小时,玻璃板裂纹表现为辐射状,随着冲击速度的增加,环向裂纹出现并逐渐形成复杂的裂纹网络。同时,玻璃板的裂纹长度和裂纹占比均随初始冲击速度的增加而增大,且近似呈线性关系。随着刚球直径的增加,其与玻璃板的接触范围扩大,致使玻璃板的损伤程度加剧,且更易形成结构复杂的裂纹网络。此外,增加玻璃板的厚度会延长冲击持续时间,使得玻璃板承受更大的冲击能,从而导致板厚较小时局部结构损伤严重,但整体影响范围较小;而板厚较大时结构损伤的影响范围扩大,局部损伤则有所减弱。

基于黏弹性近场动力学方法的素混凝土板冲击破坏形态分析

通过拉格朗日方程推导出一种基于单键双参数键型近场动力学的黏弹性模型,对冲击荷载下的素混凝土板的破坏过程进行模拟,采用单轴动态强度S准则得出物质点对间键的动态断裂准则。分别将低速落锤撞击下的素混凝土板的仿真结果与连续-不连续介质力学方法(CDEM)的模拟结果,高速子弹射击下的素混凝土板的仿真结果与试验结果进行对比。结果表明,黏弹性单键双参数近场动力学模型能合理地描述混凝土在冲击荷载下的破坏形态,且该模型能针对不同加载速率做出不同的反应,为冲击作用下的混凝土防护与混凝土的结构改造提供了一种有效的方法。

混菌发酵对油茶粕中茶皂素表面活性指标和抗氧化活性的影响

采用水提、醇提、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,LP)发酵、干酪乳杆菌(Lactobacillus casei,LC)发酵和混菌(LP+LC,1∶1)发酵提取油茶粕中的茶皂素,对比分析提取液中的主要成分差异,并对水提、醇提、混菌发酵茶皂素提取物的表面活性指标和抗氧化性能进行测定。结果表明,混菌发酵液中茶皂素含量为(21.86±0.39)mg/mL,显著高于水提液、醇提液和单菌发酵液(P<0.05),各提取液中多糖、多酚、黄酮、蛋白质含量具有较大差异。相比于水提和醇提茶皂素,混菌发酵提取茶皂素样品具有更高的纯度(75.2%)和提取率(14.12%),其水溶液具有更低的表面张力(39.2 mN/m)、更优异的起泡性(128%)和稳泡性能(96.9%)。混菌发酵茶皂素对DPPH自由基、ABTS阳离子自由基的清除能力优于水提茶皂素,低于醇提茶皂素。对于羟自由基清除能力和还原力而言,发酵茶皂素优于另外两者,在4 mg/mL质量浓度下与抗坏血酸的测试结果相当。该研究为微生物发酵法应用于茶皂素的工业化提取提供了理论依据。

基于中国人群建设PET神经影像数据库

医学影像学技术的发展推动了神经影像学临床及科研进步,但获取数据难度及成本均较高。建设神经影像数据库可避免重复采集数据所致成本增加和周期延长,支持在不同背景和目的下深入挖掘数据,提高其利用率。目前国内外已有多个神经影像学数据库,但多针对MRI,核医学PET神经影像学数据库发展相对滞后,尤其缺少基于我国人群的PET神经影像学资料。本研究基于复旦大学附属华山医院资料尝试建立基于我国人群的PET神经影像学数据库,包括阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)、帕金森病(Parkinson disease,PD)、烟雾病、脑胶质瘤、癫痫及非疾病脑。

^(18)F-FET PET/CT双模态影像组学特征对成人胶质瘤病理学分级的非侵入性预测分析

目的:基于^(18)F-FET正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)/计算机体层成像(computed tomography,CT)双模态影像组学特征构建模型,并对成人胶质瘤的病理学分级进行非侵入性预测分析。方法:回顾并分析58例经组织病理学检查证实的未治疗成年胶质瘤患者的^(18)F-FET PET/CT影像学数据,根据病理学分级将患者分成低级别胶质瘤组[世界卫生组织(World Health Organization,WHO)Ⅱ级,共计32例]和高级别胶质瘤组(WHOⅢ级13例、WHOⅣ级13例,共计26例)。在PET、CT影像模态中分别提取105个影像组学特征参数进行分析,采用基于R语言机器学习算法的5折交叉验证最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归分析方法,构建成人胶质瘤病理学分级的3个独立的影像组学预测模型(PET-Rad模型、CT-Rad模型和PET/CT-Rad模型),然后再采用全子集回归对影像组学预测模型进行校正。采用受试者工作特征曲线的曲线下面积(area under curve,AUC)对预测模型进行评价。结果:基于4个^(18)F-FET PET影像组学参数建立PET-Rad模型的AUC为0.845(95%CI 0.726~0.927);基于3个CT影像组学参数构建的CT-Rad模型的AUC为0.802(95%CI 0.676~0.895);而联合3个CT和2个PET影像组学特征的^(18)F-FET PET/CT-Rad模型的AUC为0.901(95%CI 0.794~0.964),准确度为86.21%。DeLong检验结果显示PET/CT-Rad模型优于CT-Rad模型(P=0.032)。尽管PET/CT-Rad模型效能优于PET-Rad模型,但差异无统计学意义(P=0.146)。构建胶质瘤病理学级别预测的PET/CT-Rad模型中,3个CT影像组学参数分别为firstorder_10Percentile、glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis、ngtdm_Busyness,其中glrlm_LowGrayLevelRunEmphasis是最重要的预测变量,其相对重要性为30.97%;2个PET组学特征为firstorder_Maximum和ngtdm_Contrast,其相对重要性分别为21.99%、21.01%。结论:基于^(18)F-FET PET与CT双模态影像组学特征相结合的预测模型能够有效地预测未经治疗成人胶质瘤的病理学分级,可为临床诊治决策提供依据和重要参考。

电能表自动化检定系统关键设备电磁兼容技术探析

为提高电能表自动化检定系统的运行精度,确保检测结果的准确性,在设计检定系统时,需要充分考虑相关关键设备的功能性,科学运用电磁兼容技术。本文结合具体案例,对本公司设计电能表自动化检定系统时,重点应对的干扰项产生的实际影响,以及电磁兼容技术在关键设备中的具体设置、运用展开分析,希望能够为相关从业人员提供一定的参考。

市政道路施工精细化管理及质量控制对策研究

随着城市化进程的加快和交通需求的不断增长,市政道路建设与施工管理的质量和效率问题日益凸显。为提升市政道路施工的管理和质量控制水平,文章通过分析市政道路建设现状,提出精细化管理与质量控制对策,并结合实际工程案例进行探讨。结果表明,所选取的测点位置的路基左侧和右侧压实度平均值分别为96.67%、96.50%,路基左侧和右侧压实度极差分别为1.6%、0.8%,路基压实度较为均匀。

四氯乙烯和镉对草鱼的单一与联合毒性效应

以静水生物测试法研究了四氯乙烯和重金属镉对草鱼的单一与联合毒性,同时采用Marking相加指数法对二者的联合毒性进行了评价.单一毒性试验表明:四氯乙烯对草鱼24、48、72和96 h的半数致死浓度(LC50)分别为49.12、41.68、36.37和34.30 mg.L-1;镉对草鱼24、48、72和96h的LC50分别为45.58、34.81、28.63和24.05mg.L-1;二者对草鱼均有毒性,而且为高毒,镉的毒性大于四氯乙烯.联合毒性试验表明:二者毒性比为1∶1,暴露时间为24、48、72和96 h时四氯乙烯和镉的LC50分别为24.63、12.54、9.88和7.08 mg.L-1以及17.11、8.71、6.87和4.92 mg.L-1,相加指数AI(add itive index)分别为0.14、0.81、0.95和1.43,联合作用结果为协同效应,并且随着时间的增加,协同作用增强;二者浓度比为1∶1,暴露时间为24、48、72和96 h时四氯乙烯和镉的LC50分别为17.00、11.18、10.61和9.19 mg.L-1,AI分别为0.39、0.70、0.51和0.54,联合作用为协同作用.

低扭矩环锭纺纱原理及其单纱的结构和性能

回顾低扭矩环锭纺纱技术的发展,通过讨论其纺纱三角区的特点,利用高速摄影机对纺纱区捻度和张力分布的观察分析,系统地介绍了低扭矩纱的成纱原理。此外,结合示踪纤维技术,利用纱线结构连续测量分析系统对低扭矩环锭单纱和传统环锭单纱的内部结构进行分析,揭示出低扭矩纱独特的结构特点,如非同轴异形螺旋线结构,纤维片段局部反转现象等。这些特点解释了低扭矩纱及其织物具有优良物理性能的原因。通过多个生产厂家提供的测试数据,对比分析了几代低扭矩环锭纱与传统纱及其织物的物理性能。结果表明,低扭矩环锭纱具有低捻高强、低残余扭矩和毛羽少等特点,其针织物经多次水洗后歪斜变形小,手感好,机织物具有较好的撕裂强力、断裂强力和耐摩擦性。认为新一代低扭矩环锭纺纺技术极大地改善了高支纱的物理性能。

人工湿地污水处理工艺设计关键及生态学问题

人工湿地污水处理系统是一种经济高效的污水生态处理技术方式 .然而 ,湿地污水处理技术在性能上仍须有待发展与完善 ,尤其需要对其处理工艺参数进行不断改进和系统优化 .本文针对人工湿地污水处理工程中有关水力停留时间、水传导因素、表面负荷率和工程构筑物设计等技术参数 ,概括性地剖析、探讨了国内外人工湿地污水处理工艺的设计关键及其主要技术内涵 ,给出了一些重要的优化模型与最佳数值 ;与此同时 ,分析、提出了利用生态学方法克服人工湿地工程运行中所涉及的野生生物管理与蚊蝇控制等问题 .

水处理复合絮凝剂的研究及应用进展

概述了复合絮凝剂的分类,对国内外各类复合絮凝剂包括无机-无机、有机-有机、天然-天然、无机-有机、无机-天然和有机-天然型复合絮凝剂的研制与开发动态以及取得的较为重要的进展进行了综述,对复合絮凝剂今后的发展趋势和研究方向作了展望。

微生物降解石油污染物机制研究进展

石油污染是当前紧迫的水环境问题,研究石油污染物降解机制有助于探索石油污染修复技术路径。重点介绍了微生物降解石油污染物过程中的微生物种类、降解机制和反应机理,即具有代表性的细菌、真菌和藻类,石油烃的有氧降解(链烷烃、环烷烃和芳香烃)和厌氧降解(脱氢羟基化、延胡索酸盐加成)。并对微生物降解石油组分的影响因素进行了讨论,具体包括:烃类结构(支链多结构越复杂,越难降解)、微生物种类(混合菌的生化降解能力更强)、环境因子(pH、温度、盐度、含氧量和营养物质),进一步指出了生物修复技术应用于石油污染修复治理研究中的优缺点。此外,还对现有微生物降解技术的应用做了简要概述,归纳总结现有研究中存在的问题,尝试性的提出了今后生物降解石油污染物的研究重点,即生物降解石油的机制还需进一步明确,并重点分析了生物电化学方法在降解去除石油污染物方面可行性。综述石油烃生物降解机制和反应机理,以期为生物修复水体石油污染提供参考和借鉴作用。

微电解及其组合工艺处理难降解废水研究进展

难降解废水一直是水处理领域所关注的热点和难点。近年来国内外研究人员针对各式难降解废水的处理技术展开了深入研究。微电解工艺以其处理效果好、成本低廉、操作维护方便等优点而日益受到环保工作者们亲睐。本文对近年来一些常见的难生化降解废水的微电解及其组合工艺进行综述,并重点介绍了改进微电解工艺的应用情况。

重金属富集植物生物质的处置技术研究进展

植物提取修复环境重金属污染会产生大量的重金属富集植物生物质,如何安全地处置重金属富集植物生物质已成为亟需解决的重要科学问题之一。近年来,基于减量化、无害化和资源化原则,众多研究者陆续开展了重金属富集植物生物质处置技术的研究,取得了一系列重要研究成果。本文对现有的重金属富集植物生物质处置技术进行了综述,并对今后可能的研究方向做了展望,以期为将来的重金属富集植物生物质处置技术的研究提供一定参考,更好地推动重金属富集植物生物质处置技术的发展。

辱虐管理研究的“特征-过程-结果”理论框架

近年来,辱虐管理成为领导行为研究的重要主题,它是指下属对领导持续表现出的言语或非言语敌意行为的感知。一方面,主管特征、下属特征、上下级关系特征和环境特征是影响辱虐管理的重要前因变量;另一方面,辱虐管理也会导致自我导向的、组织导向的和人际导向的负性结果以及溢出效应等。其中认知因素与情绪因素的交互作用是辱虐管理产生负性后果的心理机制。未来研究应进一步探讨各特征变量的交互作用及对辱虐管理的影响,开展组织中辱虐管理的跨层次和两面性研究,考察中国情境下辱虐管理的实践后果及作用机制。

常用化学絮凝剂的环境效应与生态毒性研究进展

化学混凝法是国内外应用最为广泛的一种水处理方法,因此化学絮凝剂在使用过程中的生态安全性也越来越受到人们的关注。本文对常用的铝盐絮凝剂、铁盐絮凝剂和有机高分子絮凝剂在制备和使用过程中的生态安全性进行了分析,认为铝盐絮凝剂的长期使用会造成水中过高的铝离子残留,其在环境中的迁移转化会造成植物、动物、微生物和人的危害;铁盐絮凝剂在制备过程中可能会引入有害离子,并产生NO2有害气体,铁离子可以促进自由基的产生,导致细胞和组织的损害;聚丙烯酰胺在自然条件下可缓慢降解为剧毒的丙烯酰胺单体。基于国内外化学絮凝剂在生态安全性方面的研究现状,提出了今后絮凝剂应用和研究的方向。

PCV2与PPV体外混合感染猪肺泡巨噬细胞对细胞因子的影响

通过PCV2与PPV混合感染猪肺泡巨噬细胞,探讨PCV2与PPV体外混合感染的致病机制。体外分离猪肺泡巨噬细胞(PAMs),分为PCV2、PPV、PCV2/PPV混合感染组和对照组,采用实时荧光定量PCR技术检测PAMs中PCV2与PPV病毒拷贝数及细胞因子IFN-γ、TNF-α和IL-10的mRNA转录水平的变化。结果表明,PPV能在PAMs中增殖,而PCV2在肺泡巨噬细胞中增殖效率较低;PCV2能促进PPV增殖;PPV单独感染PAMs后能促进IFN-γ和TNF-α的表达;PCV2单独感染PAMs后能促进IFN-γ的表达,并在感染早期促进TNF-α的表达;PCV2与PPV混合感染后能显著抑制IFN-γ的表达,在感染早期对TNF-α的促进作用高于PCV2单独感染组,并能短暂的刺激IL-10的过量表达。说明PCV2与PPV混合感染存在协同致病作用,两种病毒共同刺激了TNF-α和IL-10的大量表达,抑制了IFN-γ的表达。

改性秸秆-铝盐复合絮凝剂的制作与应用

以铝盐、作物秸秆为主要原料,用氢氧化钠、氯乙酸通过碱化和醚化对秸秆进行改性,在一定条件下与铝盐合成了一种新型的无机-天然有机复合絮凝剂（定名为SPA）,研究了其对高岭土模拟废水的吸光度和浊度去除性能,并对几个主要影响因素作了考察。结果表明：SPA对该模拟废水有较好的处理效果,5 mL SPA/1 L高岭土悬液的投量就可以获得吸光度和浊度88%以上的去除率,室温即可达到最佳处理效果,且pH值适应范围广,大约为3-9。还进行了SPA和铝盐对市政污水的处理效果的对比分析,试验结果表明：对其出水的吸光度去除率、浊度去除率和SS去除率来说,SPA都比铝盐的处理效果好;SPA对COD的去除效果比铝盐略差,但是在低投量时其COD去除率为65%,可以满足污水初级处理的要求。