超大型地下结构系统地震响应高性能弹塑性流固耦合分析

随着城市地下空间开发进行加快,地下结构的抗震安全问题日益受到重视。为了研究饱和土层,尤其是可液化场地中超大型地下结构的地震响应,必须解决高性能计算、弹塑性本构模型、流固耦合等关键问题。该文基于高性能数值仿真平台GEOSX,开发一套高性能弹塑性流固耦合分析方法。以北京城市副中心站综合交通枢纽为例,采用砂土液化大变形模型进行动力弹塑性流固耦合分析,计算规模超千万自由度。计算结果表明,所开发的分析方法具有较高的并行计算效率,可以实现可液化场地地下结构系统的大规模高效弹塑性流固耦合模拟。对于这一主要处于饱和砂土地层中的超大型地下结构系统,在基本地震作用下,饱和砂土层的最大超静孔压比达到约0.5,产生较为明显的弱化;结构地震层间位移角和内力均满足规范要求,由于存在开洞等断面变化,结构响应三维效应明显;由于与地下结构相连的地上结构相对较小,地上结构对地下结构地震响应影响有限。

基于氧化物-金属多层膜固态化合方法制备MCNO薄膜

红外热成像技术具有高度实用性、灵敏性和可靠性等优点,在航空、医疗等多个领域发挥着重要作用。相较于其他类型的非制冷红外探测器,测微辐射热计(Microbolometer)具有工作范围宽、响应速率快且器件结构简单等优点。相较于非晶硅和氧化钒等常见热敏层材料,立方尖晶石结构的过渡金属氧化物锰钴镍氧化物(Mn-Co-Ni-O,MCNO)具有更高的TCR系数。使用磁控溅射法-电子束蒸发复合法在蓝宝石(Al_(2)O_(3))衬底上制备MCNO薄膜,结合XRD、SEM和电学性能测试,分析和探讨了工艺条件对其性能的影响。研究结果表明,在450℃沉积5 h得到厚度为450 nm的MCNO薄膜样品,随后在真空腔内原位退火1 h,再使用管式退火炉在空气氛围中进行60 min 850℃后退火,MCNO薄膜呈现出良好性能,(111)晶相的XRD半峰宽为0.48,晶格常数为8.71A(1A=10^(-10) m),晶粒平均大小为81.7±24 nm。使用四探针法测试MCNO薄膜室温下电阻率为642.19Ω·cm,室温下(295 K)电阻温度系数(Temperature Coefficient of Resistance,TCR)系数为-4.20%/K。在6~8.5μm波长范围内,最高吸光度为1.50。研究结果验证了所提出的多层复合方法用于制备MCNO薄膜的可行性,为进一步优化MCNO薄膜组份与掺杂配比以及结构-性能关系提供了新思路。

祁连山排露沟小流域土壤水热变化特征研究

基于祁连山排露沟流域2020-2021年生长季不同海拔段土壤温湿度及气象数据,分析土壤温湿度变化特征以及与气象要素的响应关系,确定影响土壤温湿度的主要气象要素。结果表明:(1)生长季土壤温度表现为先升高后降低的趋势(2020年),其中5-8月土壤温度逐渐升高(3.93℃),9-10月逐渐降低(2.44℃),同时随着海拔升高土壤温度呈波动性升高,随土层加深土壤温度逐渐降低。(2)土壤湿度具有明显的生长季内变化,整体表现为先升高后降低的趋势(2020年),5月份土壤湿度最低(0.164 m^(3)·m^(-3)),9月份土壤湿度最高(0.318 m^(3)·m^(-3))。(3)土壤湿度随着海拔升高呈波动性增加,随土层深度增加整体呈逐渐降低的趋势。(4)影响土壤温度主要气象要素为空气温度和空气相对湿度,而土壤湿度主要受空气温度和饱和水汽压差的影响。

基于密度的凹版专色叠印色光谱预测模型的研究及应用

目的建立一种基于密度与光谱反射率关系的专色叠印色光谱预测模型。方法首先建立前景色、后景色密度与其光谱反射率关系;基于此建立叠印色光谱反射率的计算方法;其次对模型进行优化,完成专色叠印色光谱预测模型的建立;再通过凹版印刷实打样30张专色叠印色样张,基于Malab利用色差以及拟合决定系数R2对预测模型进行验证;最后在相同工艺条件下实打样专色叠印色样张进行预测,通过色差完成对模型的精度检验。结果验证表明,不同专色叠印色在同一网点面积率下与其对应的前景色、后景色密度之间存在较强相关关系,其拟合决定系数R2均大于0.9;模型精度检验中,73.7%的模型预测值与样张实测值色差为0~2.5个CIE1976色差单位,大部分色块色差为0~2个CIE1976色差单位,占总频率的60.54%,整体平均色差为1.92个CIE1976色差单位。结论本文所建模型具有较高的预测精度,能基本满足对颜色预测的需求。

基于LightGBM的集中供热系统预测控制策略研究

针对城市集中供热系统大时滞非线性、换热站负荷预测与调控过度依赖人工经验、系统预测及调控过程不精细、不及时以及系统能耗偏高等现状,提出了一种基于轻梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)的集中供热系统预测控制策略。首先,结合供热系统气候补偿工艺原理,建立了基于LightGBM换热站回水温度预测模型,用以确保回水温度预测目标的及时性与可靠性;其次,设计了基于移动加权平均算法的预测函数,结合PID控制算法实现了集中供热系统的精准负荷预测与高性能调控。实践结果表明,所提出的基于LightGBM的集中供热系统预测控制策略,可及时精准地预测换热站运行负荷且具有更好的超前控制效果,有效地提高了集中供热控制系统的可靠稳定性能。

Smith预估补偿与积分分离PID在供热控制系统中的应用

针对供热控制系统时延性较大、传统PID策略控制精度不高、易产生超调与静态误差等问题,提出了一种史密斯(Smith)预估补偿与积分分离PID相结合的供热系统控制策略。首先,设计了供水温度控制系统的Smith预估补偿器,以降低热惰性因素对控制性能的影响;其次,给出了积分分离策略,用于消除静态误差;最后,将Smith预估补偿器与积分分离PID在PLC控制系统中进行部署调试,并进行实践研究。实践证明,Smith预估补偿与积分分离PID相结合的控制策略能最大限度地减弱大时延对供热系统的影响,有效提升系统的控制精度与控制性能。

接触网作业车动力传动电控系统继电器故障分析

液力传动接触网作业车动力传动系统工作状态由动力传动电控系统控制,车辆行驶中如果动力传动电控系统发生故障,将引发故障停车。动力传动电控系统中,继电器故障时有发生。对液力传动接触网作业车动力传动电控系统及其继电器原理进行介绍,对继电器故障进行分析,为动力传动电控系统继电器故障后现场进行有效处置提供参考。

水平定向钻施工大口径S曲线钻进技术分析

管道铺设过程中,遇到如河流、建筑物等特殊地形时,往往采用水平定向钻进行施工,可有效降低成本,避免不必要的麻烦。本文以花溪湖退水管定向钻项目为例,介绍了在铺设管径大且轨迹设计为S曲线的困难状况下,在导向孔钻进、扩孔施工、管道焊接回拖方面的工艺流程,其中采取的技术措施为定向钻行业提供了宝贵的经验。

孔隙介质水泥浆液渗透注浆有效扩散距离试验研究

为分析渗滤效应对注浆效果的影响机制以及有效扩散距离的计算,首先研制“一维渗透有机玻璃分段拼接式注浆管系统”。然后以碎砾石和水泥浆液为例,考虑孔隙率、水灰比、注浆压力和注浆时间这4个主要影响因素进行正交试验设计,研究不同水灰比浆液在不同孔隙率、注浆压力和注浆时间下的扩散规律。分别得到不同试验组合的真实扩散距离和有效扩散距离,以及有效扩散距离与这4个因素之间的函数关系式,并与既有理论计算模型进行对比。最后简要分析渗滤效应的影响机制,并对既有理论模型进行探讨。研究结果表明:渗滤效应具有明显的时空效应,它与渗流时间、扩散距离有关。注浆口附近一定距离内的渗滤效应更为明显,对浆液渗透起着关键性作用,特别是决定难以注入时间。有效扩散距离与4个影响因素的函数关系符合幂函数数学模型,基于试验的有效扩散距离计算结果相对比较合理,可为多孔岩土体或人工填筑层介质注浆工程的科学设计和施工提供依据。

反流性食管炎危险因素分析

目的探讨反流性食管炎(reflux esophagitis, RE)发病的危险因素方法对2016年9月至2017年8月于首都医科大学宣武医院就诊的患者进行问卷调查,实验组为胃镜证实为反流性食管炎的患者,共361例;对照组为无烧心、反流等典型症状的健康体检者,共328例,包括一般人口信息、生活方式、饮食习惯、PHQ-9抑郁量表及GAD-7焦虑量表。结果 RE组男女比例为1∶1.20,对照组男女比例为1∶1.33,2组性别比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组年龄比较差异亦无统计学意义。多因素logistic回归分析显示,低教育水平、饮茶、喜甜食、进食过饱、睡前进食、喜过酸食物、焦虑、抑郁、低枕入睡及便秘与RE发病密切相关(P <0.05)。Ordinal Logistic回归分析,显示低枕入睡和RE的严重程度呈正相关(P <0.05)。结论反流性食管炎的发生与某些生活习惯、饮食习惯及精神因素密切相关。有低枕入睡习惯者,反流性食管炎病情更为严重。

伴有食管外症状的反流性食管炎患者的危险因素分析

目的通过对伴有和不伴有食管外(extra-esophageal,EE)症状的反流性食管炎(reflux esophagitis,RE)患者的一般人口学资料、生活方式、饮食习惯、合并症、目前用药、焦虑、抑郁等方面的比较,探讨EE症状发生的危险因素。方法选取2016年9月到2017年8月于首都医科大学宣武医院消化科门诊就诊,并于胃镜下明确诊断为RE的361例患者为研究对象,以是否存在EE症状,将其分为伴EE症状组和不伴EE症状组。采用问卷调查的方法对其进行一般人口学资料、生活方式、饮食习惯、合并症、目前用药、患者健康问卷-9(Patient Health Questionnaire-9,PHQ-9)抑郁量表、广泛性焦虑障碍-7(General Anxiety Disorder-7,GAD-7)焦虑量表、胃食管反流病量表(Gastroesophageal Reflux Disease Questionnaire,GerdQ)、反流症状指数评分等方面的调查。结果361例RE患者中,伴EE症状者218例,以咽部异物感、反复咽喉痛及慢性咳嗽多见,分别占52.75%、46.79%和26.15%。单因素分析显示,两组患者在低教育水平、吸烟、便秘、高体质量指数(body mass index,BMI)、焦虑及抑郁方面,差异存在统计学意义(P<0.05)。多元Logistic回归分析显示,低教育水平(OR:1.646,95%CI:1.049~2.572,P<0.05)、吸烟(OR:2.488,95%CI:2.047~3.281,P<0.01)、高BMI(OR:1.067,95%CI:1.004~1.135,P<0.05)、抑郁(OR:1.062,95%CI:1.002~1.133,P<0.05)及焦虑(OR:1.061,95%CI:1.001~1.131,P<0.05)是RE患者发生EE症状的危险因素。结论RE患者以咽部异物感、反复咽喉痛及慢性咳嗽为主要EE症状;低教育水平、高BMI、吸烟、抑郁和焦虑是RE患者发生EE症状的危险因素。

铁路JJC接触网检修作业平台问题分析

铁路JJC接触网检修作业平台是铁路新型供电检修装备JJC型接触网检修列车特有的工作平台。介绍了铁路JJC接触网检修作业平台的结构和使用流程,对存在的各种问题进行分析,包括管理规章不完备,设计制造有瑕疵,使用错误,维护保养不当,交流系统失修,应急管理不完善,并提出应对措施与建议。

接触网作业车连接电缆断损的分析

介绍了接触网作业车的结构和工作平台系统,分析了接触网工作车连接电缆在工作平台上升、下降、左旋、右旋过程中存在的断损故障的原因,并借鉴塑料拖链布线方式提出解决方案,实际应用效果良好。

溶栓后即刻PCI与直接PCI对STEMI患者术后心室重构及心功能的对比研究

目的探讨溶栓后即刻经皮冠状动脉介入术(PCI)与直接PCI对急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者术后心室重构及心功能的影响。方法回顾性分析2017年2月~2019年7月首都医科大学宣武医院123例行PCI治疗的STEMI患者的临床病历资料,根据手术方案将其分为溶栓后即刻PCI组(A组,n=67)和直接PCI组(B组,n=56)。比较两组患者治疗前、治疗14 d后的心室重构指标以及左心室功能指标、血清生物标志物水平如肌酸激酶同工酶(CK-MB)、金属基质蛋白酶-9(MMP-9)、N-末端脑钠肽前体(NT-proBNP)。结果两组患者治疗14 d后左心室舒张期末容积指数(LVEDVI)、左心室收缩末期容积指数(LVESVI)均低于治疗前,左心室收缩功能(LVSF)高于治疗前,差异均有统计学意义(均P <0.05)。两组患者治疗14 d后LVEDVI、LVESVI、LVSF比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。两组患者治疗14 d后的左心室射血分数(LVEF)、左心室收缩末期内径(LVESD)、峰射血率(PER)、峰充盈率(PFR)均高于治疗前,左心室舒张末期内径(LVEDD)低于治疗前,差异均有统计学意义(均P <0.05)。A组治疗14 d后的LVEF、LVESD高于B组,LVEDD低于B组,差异均有统计学意义(均P <0.05)。治疗14 d后两组患者CK-MB、MMP-9、NT-proBNP水平均低于治疗前,差异均有统计学意义(均P <0.05);A组治疗14 d后的CK-MB、MMP-9、NT-proBNP水平均低于B组,差异均有统计学意义(均P <0.05)。结论溶栓后即刻PCI与直接PCI均可改善STEMI患者心室重构和心功能,但溶栓后即刻PCI对心功能改善更为显著,尤其值得临床推荐应用。

垂直气垫压带输送机气室半径的优化研究

垂直气垫输送机气室半径的大小涉及到输送机输送能力和气室出口压力,同时,也是背压力计算的一项关键参数。合适的气室半径不仅可以提高输送量,还会对气室出口压力有增强作用。利用理论分析和数值模拟的方式分别研究了垂直气垫压带输送机气室半径对计算背压力和气室出口压力的影响规律。结果表明,随着气室半径的增大所需的背压力减小,而气室半径对出口压力会产生影响,最后得到最优气室半径为350 mm。研究成果为垂直气垫压带输送机气室的优化奠定了基础。

伊拉克中部油区油气成藏要素特征及成藏模式

美索不达米亚盆地是全球油气最富集的盆地之一,研究区位于该前陆盆地的斜坡带,其地质认识程度低,对油气成藏的研究不系统。基于地震剖面和烃源岩热解数据,较为系统地研究了伊拉克中部油区油气成藏要素。研究表明,该区正断层未断穿新生代地层,断裂活动中部最强,北部较弱,南部最弱;褶皱活动中部最强,南部稍弱,北部最弱。早白垩世-中白垩世期间,研究区处于弱伸展构造环境;晚白垩世Hartha组沉积时期,断层发生正反转,研究区处于弱挤压构造环境;晚白垩世末到始新世,研究区处于弱伸展构造环境;渐新世,褶皱作用开始;中新世,构造格局基本定型。上白垩统Khasib组-Hartha组砂屑灰岩和下白垩统Zubair组砂岩是研究区主要储层。主力烃源岩为中侏罗统Sargelu组和上侏罗统-下白垩统Chiagara组,次要烃源岩为下白垩统Ratawi组和Zubair组。综合分析认为:与油源断裂紧临的背斜圈闭是研究区最有利的油气聚集场所。侏罗系顶部发育良好的盖层,可为下伏主力烃源岩排出烃类的成藏提供良好的封盖条件,推测中-下侏罗统具有较大的油气勘探潜力。

祁连山中段典型植被土壤有机碳密度研究

【目的】探讨祁连山不同植被类型土壤有机碳含量及密度的分布规律,为祁连山区土壤碳库的科学管理及精确估算提供科学依据。【方法】选择分布在祁连山排露沟流域的青海云杉林、灌木林、草地等3种典型植被为研究对象,通过野外调查取样和室内测定分析,研究了3种植被类型土壤有机碳含量及密度的分布特征。【结果】3种植被类型0~60 cm土层平均有机碳含量为31.74~65.19 g·kg-1,青海云杉林土壤有机碳含量显著高于灌木林和草地(P <0.05),但灌木林与草地之间差异不显著(P> 0.05);0~60 cm土层平均有机碳密度为12.61~18.65 kg·m-2,青海云杉林与灌木林之间差异不显著(P> 0.05),但与草地差异显著(P <0.05);灌木林土壤有机碳含量及密度变异程度较为剧烈。随着土层深度的增加,青海云杉林土壤有机碳含量呈先增大后减小趋势,10~20 cm土层有机碳含量显著高于其它土层,而其它土层含量较为接近;灌木林和草地土壤有机碳含量呈减小趋势,具有明显的"表聚现象"。随着土层深度的增加,青海云杉林土壤有机碳密度也呈先增大后减小趋势,10~20 cm土层有机碳密度显著高于其它土层,表层有机碳密度明显低于其它土层;灌木林和草地土壤有机碳密度呈减小趋势。0~40 cm土层有机碳密度占整个剖面的66.99%~77.56%,40 cm以下土壤有机碳密度较小。【结论】祁连山区青海云杉林更有利于土壤有机碳的储存和积累,3种植被类型大部分土壤有机碳存储在0~40 cm土层。

运用Gash修正模型对祁连山北麓中段青海云杉林降水截留的模拟

选择祁连山北麓中段排露沟流域青海云杉林为研究对象,基于2019年生长季(5-9月)降水截留观测数据、气象数据和林地调查资料,对其降水截留过程进行分析,运用Gash修正模型模拟青海云杉林降水截留过程。结果表明:研究期间林外大气降雨总量为418.7 mm,降雨主要为中、小雨。穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量分别为284.5,6.7,127.5 mm,占大气降雨总量的比例分别为67.94%,1.60%,30.46%。根据Gash修正模型模拟结果,穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量值分别为302.2,3.7,112.8 mm,占大气降雨总量的比例分别为72.18%,0.88%,26.94%,与实测值相比,三者的相对误差分别为6.22%,44.78%,11.53%。通过对Gash修正模型参数敏感性分析,参数在-50%~50%的变化过程中对林冠截留率的影响排序为E>c>R>S>S t>P t。总体来说,Gash修正模型在祁连山青海云杉林降水截留的模拟运用中表现出很好的拟合效果,研究成果可为开展祁连山青海云杉林水分循环研究提供一定参考。

祁连山大野口流域典型灌丛土壤有机碳含量分布特征

【目的】探究不同灌丛土壤有机碳含量分布特征,为改善该地生态系统碳汇管理提供理论参考依据。【方法】以祁连山大野口流域的5种典型灌丛土壤有机碳为研究对象,通过测定不同深度土壤有机碳含量和土壤pH值、土壤密度、含水量和总孔隙度,并采用灰色关联法,分析5种典型灌丛0~60 cm土壤有机碳含量分布特征及其影响因素。【结果】1)5种典型灌丛土壤有机碳含量均值由大到小表现为吉拉柳(74.93 g·kg^(-1))>金露梅(62.05 g·kg^(-1))>鬼箭锦鸡儿(41.02 g·kg^(-1))>鲜黄小檗(34.71 g·kg^(-1))>甘青锦鸡儿(13.74 g·kg^(-1));2)5种典型灌丛土壤有机碳含量最高值均出现在0~10 cm,表现出表层富集现象,其中金露梅灌丛和吉拉柳灌丛表层富集现象更加明显,并随土层深度加深逐渐减小;3)pH值与鲜黄小檗灌丛、鬼箭锦鸡儿灌丛、吉拉柳灌丛为较高关联度,土壤密度与甘青锦鸡儿灌丛为较高关联度,含水量与鲜黄小檗灌丛为较高关联度,总孔隙度与金露梅灌丛为较高关联度。【结论】5种典型灌丛不同土壤理化因子与土壤有机碳含量具有中等或以上的关联度。因此,在研究祁连山排露沟流域灌丛土壤有机碳环境变化时,也应将不同植被类型和土壤理化因子作为影响土壤有机碳含量的主要因素进行测定和分析。

甘肃祁连山西水林区典型灌丛土壤C、N、P生态化学计量特征研究

【目的】探讨灌丛土壤生态化学计量比与土壤理化性质之间的关系,明确土壤理化性质对土壤化学计量特征的影响,为祁连山灌木林的科学经营和管理提供理论依据。【方法】选择甘肃省祁连山西水林区分布的甘青锦鸡儿、鲜黄小檗、金露梅、箭叶锦鸡儿和吉拉柳等5种典型灌丛为研究对象,通过在灌丛群落中设置固定样地,采集0~10、10~20、20~30、30~40、40~60 cm土层土样,测定土壤理化性质和计算化学计量比,分析不同灌丛类型土壤理化性质和土壤化学计量比的差异性,并探讨土壤理化性质与土壤化学计量比之间的关系。【结果】与低海拔灌丛(甘青锦鸡儿和鲜黄小檗灌丛)相比,高海拔灌丛(吉拉柳和箭叶锦鸡儿灌丛)的土壤养分含量、土壤含水量、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均较高,但pH值和容重均较小;金露梅、箭叶锦鸡儿和吉拉柳灌丛土壤C/N差异不显著(P>0.05),但均显著高于甘青锦鸡儿和鲜黄小檗灌丛(P<0.05);土壤C/P和N/P均表现为吉拉柳>箭叶锦鸡儿>金露梅>鲜黄小檗>甘青锦鸡儿;土壤碱解氮含量、土壤含水量和速效磷含量均对土壤化学计量比有显著影响(P<0.05),分别占土壤因子解释量的63.2%、22.0%和12.4%。【结论】土壤碱解氮含量、土壤含水量和速效磷含量是影响灌丛土壤生态化学计量比的主导因子,土壤N素是限制祁连山灌丛生长的主要因子。