原生层理结构影响下煤岩组合体超声波及CT扫描分析

为研究原生层理结构对煤岩组合体波速及力学性质的影响,并提升室内获取煤岩波速及力学参数的精确性、快速性及便捷性,在室内对不同原生层理倾角的煤岩组合体开展了多层位多方位的超声波及CT扫描测试。基于超声波测试数据,获取了原生层理结构影响下煤岩组合体不同层位的波速及波速比变化特征;结合CT扫描及三维重构技术,应用煤岩灰度分布频数数据,提出了不同层位CT灰度均值的计算方法,获得了不同原生层理倾角下煤岩组合体不同层位灰度及煤岩含量的变化规律,建立了煤岩CT灰度均值与波速、力学参数的关系;构建了考虑层理倾角与煤岩含量效应的煤岩组合体纵波波速计算模型,并应用测试数据进行了对比验证。结果表明:①含原生层理的煤岩组合体波速及波速比与层理倾角线性相关,随层理倾角增加,组合体的纵波波速近似线性减小,而波速比的分布范围增大;②不同层理倾角下组合体的CT灰度均值与波速线性相关,随CT灰度均值增高,煤岩组合体波速线性增加;③煤岩组合体的密度随CT灰度均值增加线性增高,其动态弹性模量及剪切模量则与CT灰度均值均呈三阶多项式关系,并随CT灰度均值增高趋于增大;④层理倾角与煤岩含量相比,组合体波速对煤岩含量的敏感性更高,煤岩含量相近则波速受层理倾角响变化最大。

考虑实际接触三维粗糙度退化的软岩节理剪胀规律预测模型

为预测岩石节理的剪胀变形行为,分析了恒法向荷载作用下实际接触微凸体三维粗糙度在剪切过程中的退化规律,提出了一个适用于软岩节理的剪胀曲线预测模型。在剪切荷载作用下节理法向位移的变化是节理在三角形微凸体侧面爬坡上升行为与爬越一些微凸体顶点后闭合行为的叠加,爬坡行为与闭合行为引起的位移都正比于节理最大可能剪胀角。最大可能剪胀角退化的实质是实际接触节理微凸体平均等效倾角的退化。通过分析初始剪切与残余应力阶段的节理形貌特征,提出了计算初始最大可能剪胀角与残余应力阶段剪胀角的模型。基于软岩节理不发生突然脆性破坏的假设,进一步通过研究剪切过程中节理微凸体退化规律,量化了最大可能剪胀角的变化规律。定量了节理爬坡行为、闭合行为与最大可能剪胀角之间的关系,进而提出了节理剪胀规律预测模型,通过试验验证了模型的有效性。模型可较准确预测软岩节理的剪胀规律,并可合理描述节理初始阶段剪切压密行为。

考虑实际接触节理微凸体对剪切强度不同贡献比例的峰值剪胀角模型

节理的剪切力学特性一直是岩石工程关注的重点,峰值剪胀角是描述节理抗剪能力的关键物理量,合理的峰值剪胀角模型应能充分反映节理的峰值抗剪强度。为预测节理峰值剪胀角,阐明节理峰值剪胀角与节理形貌的内在联系,首先明确了节理面上对剪切强度有贡献的微凸体分布范围,然后确定了实际接触节理中各部分微凸体对强度的贡献比例。在节理面上抵抗剪切的阻力是由面向剪切方向的所接触的微凸体产生的。提出了实际接触的最小视倾角θ_(cr1)^(*)和剪胀破坏过渡到剪断破坏的临界角度θ_(cr2)^(*)分别用于界定微凸体是否参与剪切过程,以及微凸体的破坏模式。对于有效视倾角θ^(*)在θ_(cr1)^(*)~θ_(cr2)^(*)间的微凸体,其破坏模式为剪胀破坏,对剪切强度的贡献正比于θ^(*)。对于θ^(*)在θ_(cr2)^(*)~θ_(max)^(*)(其中,θ_(max)^(*)为最大有效视倾角)间的微凸体,其破坏模式为剪断破坏,对剪切强度的贡献正比于θ_(cr2)^(*)。进一步考虑实际接触节理微凸体对剪切强度不同贡献比例与微凸体面积比含量,推导出了等效实际接触节理平均角。将等效实际接触节理平均角等同于节理峰值剪胀角,提出了新的节理峰值剪胀角模型。新模型物理意义明确,现有相关所提粗糙度指标仅仅是等效实际接触节理平均角的一种特殊情况。采用89组试验数据对比分析了6种模型的计算精度,结果表明新模型的预测精度最佳(平均误差为10%)。新的峰值剪胀角模型中确定θ_(cr2)^(*)较为关键,不同材料节理对应的临界角度θ_(cr2)^(*)不同,考虑到模型形式的简化,取θ_(cr2)^(*)=32°来统一确定新的峰值剪胀角模型。简化后的节理峰值剪胀角新模型估算的相对平均误差为11%,预测精度高于本文列举的多个模型。讨论了θ_(cr2)^(*)对不同形貌节理的影响及其取值依据。结果显示,节理粗糙度较大时,新模型精度高于其他模型,通过89组试验数据拟合得到θ_(cr2)^(*)取值是合理的。

A Pair of New Spirocyclic Alkaloid Enantiomers with TrxR Inhibitory Activities Were Isolated from Marine-Derived Aspergillus ruber TX-M4-1

One new spirocyclic alkaloid,5-isopentenyl-cryptoechinuline D(1),along with 11 known compounds(2–12),were iso-lated from a marine fungus Aspergillus ruber TX-M4-1.The structures of compounds 1–12 were elucidated by spectroscopic evi-dences.Compound 1 was initially isolated as an enantiomer,and further separation of 1 by chiral HPLC afforded a pair of enantio-mers,including(-)-5-isopentenyl-cryptoechinuline D(1a)and(+)-5-isopentenyl-cryptoechinuline D(1b).Their absolute configura-tions were elucidated by ECD spectroscopic data.Compounds 1a,5 and 10 could inhibit thioredoxin reductase(TrxR)activity with IC50 values of 6.2,36.3 and 18.6μmol L^(-1),respectively.Surface plasmon resonance(SPR)study also demonsrated the interactions between compounds 6,8 and Niemann-Pick C1 Like 1(NPC1L1)respectively,which indicate that compounds 6 and 8 are potential NPC1L1 inhibitors.

冲击地压应力流理论及其数值实现

冲击地压作为应力敏感型动力灾害,具象化地描述应力在煤岩介质中的空间流动特征,对于冲击地压科学评价与防控具有重要意义。为此,完善了冲击地压应力流理论,指出应力流在时间上表征了应力率,在空间上表征了应力梯度,提出了应力流张量与应力流矢量的概念及计算公式,指出应力流张量描述了不同位置、不同时刻应力的流动趋势,而应力流矢量总是与应力梯度增量方向相同。理论推导表明应力流越大的区域,应力强度因子变化越大,材料可能更易发生断裂破坏。在非线性有限元程序中开发了应力流矢量计算程序,实现了应力流的可视化,通过数值分析还原了单轴压缩试验、单煤层常规开采条件下的动态应力状态,计算结果表明:岩石单轴压缩过程中,应力流矢量呈近水平分布,向外发散;常规开采过程中,垂直方向应力流较大,由顶底板岩层指向中间煤层,水平方向应力流主要指向工作面前方,当开挖距离增大,采空区附近应力梯度明显增大,应力流矢量分布区随工作面前移。通过单轴压缩试验,发现应力流矢量方向与试样破坏变形方向较为吻合,初步验证了应力流与岩体开裂破坏的内在相关性。最后探讨了工程现场的应力流监测方法。研究成果有望为煤矿冲击危险性定量评价与差异化防治措施制定提供直观的认知形式和实用的理论工具。

煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法

现有冲击倾向性测试结果常表现出与冲击地压事故互为不充分不必要条件的关系,对于工程的参考价值有待进一步提高。为此,从冲击倾向性描述弹性能的本质出发,构建了从功能上能够还原弹性能积聚与释放的统计损伤物理模型,从基本物理行为的角度对应力-应变曲线的升降趋势,以及加载过程中能量的积聚与耗散进行了研究。结果表明:外载做功和能量释放贯穿加载全过程,目前以应力-应变曲线峰前、峰后段的相关特征分别描述弹性能积聚和耗散的方式能够简化计算,但未能反应真实的力学行为,基于物理模型进一步指出,试件的变形势能增量ΔW_(ti)本质上是当前时刻试件中仍具承载能力结构新增的变形能ΔW_(ti)′;与该时刻破断的承载结构所释放变形能ΔW_(ti)″之差,而ΔW_(ti)′;在描述弹性能方面更具合理性,并给出了该指标基于荷载-时间曲线和声发射的实测计算路径,为获得更为准确的弹性能描述做出了有益探索。

煤样力学行为的结构敏感特性及干预机制试验研究

冲击地压的形成过程极为复杂,但本质是弹性能的大量积聚和剧烈释放。明确影响能量演化过程的客观要素和干预机制,将为指导实际防控工作提供基础认知。通过CT扫描重构了具有真实分布特征的煤样数值模型,并基于力学行为和加载环境密切相关的事实,开展了不同加载速率模拟试验。研究结果表明,应力环境变化时,相较于强度较小的煤基质,强度较大的夹杂质对于屈服、应力集中等响应表现出了更为显著的吸引作用,而屈服较晚的单元体在积聚弹性变形能的同时,整体逐渐形成了具有承载能力的空间骨架,并指出夹杂质、承载骨架或其他能够破坏介质均匀性的结构性要素,其空间分布模式对于能量或应力分布具有潜在控制作用。基于含人造结构面试样开展的不同加载速率力学试验验证了该结论,并提出有目的的人工形成特定的结构模式可实现对于煤岩宏观力学行为的选择性控制,进而为冲击地压的量化防控提供参考。

涠洲岛火山口真菌的分离及次级代谢产物鉴定

涠洲岛火山口生态环境特殊,蕴藏着丰富且独具特色的微生物资源。关于涠洲岛火山口海洋真菌来源的次级代谢产物鲜有报道。本研究采用两种培养基从涠洲岛火山口海洋植物中分离真菌,对菌株的代谢产物进行分离纯化,并通过波谱等方法鉴定化合物结构。从4种涠洲岛火山口附近的海洋植物样本中分离真菌共31株,从菌株青霉菌Penicillium sp.TX-M1-3和Penicillium sp.LW-2-1的发酵物中纯化获得2个主要次级代谢产物,并鉴定为核丛青霉素和弯孢霉菌素。活性评价表明核丛青霉素对NPC1L1蛋白具有一定的抑制作用,暗示其在治疗心血管疾病方面的潜力。本结果拓展了涠洲岛火山口微生物资源及其次生代谢产物方面的研究,为该地区微生物与其次生代谢产物的研究提供了相关基础。