循环荷载下双裂隙砂岩弹性模量及裂纹动态演化

为研究不同岩桥倾角砂岩在循环荷载作用下的弹性模量变化和裂纹动态演化规律,对裂隙倾角固定为45°,岩桥倾角分别为15°,45°,75°,90°,105°的砂岩试件开展了单轴循环加、卸载试验和PFC^(2D)模拟.结果表明,不同裂隙砂岩的弹性模量随循环荷载作用得到了明显的强化;在循环荷载作用下,应力-应变曲线与离散元模拟得到的试件瞬时微裂纹演化曲线存在对应关系;岩桥倾角对砂岩的破坏模式有影响,PFC^(2D)模拟的裂纹动态演化可以合理地反映岩石中裂纹的萌生位置、扩展方向.基于微裂纹数目所定义的损伤与破坏模式很好地对应,岩桥倾角为45°时原始损伤是最大的.

基于t-SNE的多参数岩体结构面分步聚类方法

结构面聚类是进行岩体稳定性评价的重要步骤。常用聚类方法多以产状作为分组依据,忽略了结构面物理特性指标对岩体稳定性的影响。针对分组依据单一化的不足,综合考虑结构面倾向、倾角、迹长、张开度、填充状态和粗糙度的影响,提出一种基于学生分布随机邻近嵌入(student-distributed stochastic neighbor embedding,简称t-SNE)的多参数岩体结构面分步聚类方法。首先,利用t-SNE算法对除产状外的结构面特征进行数据降维;进而利用模拟退火算法搜索K-means算法的全局最优初始值,并采用分步聚类思想完成聚类。研究表明:所提方法有效地解决了高维空间样本稀疏的问题,同时保留了数据的局部结构与全局结构。新方法相比于传统方法能对空间分布相似区内结构面的物理特性进行精确划分,分组精度更高,且在避免复杂权重值计算的条件下,能有效区分产状与物理特性参数对岩体稳定性的影响差异。最后,将所提方法应用于中国新疆某露天矿坡结构面实测数据分析中,所得分组结果合理可靠,进一步证明该方法在实际工程中的有效性。研究方法可为多参数岩体结构面的分步聚类提供参考。

不同岩性岩石单轴压缩破坏共性前兆特征

煤矿中岩体往往是层状分布,多种岩性共存.单一岩性岩石失稳研究得出的前兆指标难以用于实际工程.探究煤矿中不同岩性岩石的破裂过程与声发射参数之间的关系,建立基于声发射参数的多种岩性岩石稳定性评价机制至关重要.鉴于此,利用声发射监测系统对取自煤层上方连续三种岩性岩石(细砂岩、砂质泥岩和粉砂岩)开展单轴压缩声发射试验研究.通过对声发射参数的相关性进行研究,选取了能量、b值、主频、视应力以及视体积这5种相关性较低的声发射参数作为岩石破坏前兆指标,建立了适用于三种岩性的稳定性评价体系.研究结果为实际工程中基于微震监测的煤矿灾害预警预测提供基础.

结构面抗剪强度各向异性研究中试样获取方法有效性分析

结构面抗剪强度的各向异性特征对工程岩体的力学性质、变形特性和稳定性分析都具有重要意义。结构面试样获取方法对抗剪强度各向异性特征的研究具有重要影响。为了对比不同试样获取方法在结构面抗剪强度各向异性研究中的有效性,分别对直接截取的圆形、方形和旋转截取的方形试样进行抗剪强度各向异性特征的对比分析。选取1 m×1 m的天然板岩结构面作为研究对象,采用三维激光扫描法获取结构面三维形貌特征,截取研究位置处圆形、方形和旋转方形试样进行对比评价。研究表明:直接截取的方形试样沿不同剪切方向产生的剪切面积不同,选用圆形试样更能反映结构面抗剪强度的各向异性特征;旋转方形与圆形试样的抗剪强度统计误差小于直接截取的方形与圆形试样的统计误差值,且旋转方形与等面积圆试样的抗剪强度各向异性特征最接近,两者统计误差最小、相似度最大,大于0.9987,当圆形试样不具备实验条件时,可选用旋转截取的等面积方形试样进行结构面抗剪强度的各向异性研究。该研究可为选取结构面试样获取方法提供参考和借鉴,为准确开展抗剪强度各向异性研究提供依据。

基于多约束DSI算法的GeoSMA-3D程序改进

针对传统边坡体建模精确度不高的问题,引入多约束离散平滑插值(discrete smooth interpolation,DSI)算法,通过改进团队自主研发的三维数值分析系统GeoSMA-3D,获得多约束DSI拟合建模新模块.利用原始钻孔和物探数据辅以离散结构面信息对边坡整体进行插值,通过互异的约束条件对不同特征的地质对象进行标定,进而采用改进的修正函数对边坡体进行拟合建模,通过高精度的三维边坡体模型获取结构面信息并进行聚类分组.结果表明:该方法提高了离散介质岩体分析的准确性,具有较好的理论意义及工程应用价值.

手性HPLC法分析双乙酰科立内酯对映异构体

建立了前列腺素中间体双乙酰科立内酯对映异构体的手性高效液相色谱测定方法。采用硅胶表面涂覆有纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)的手性色谱柱(OD-H,4.6 mm×250 mm,5μm),以正己烷-异丙醇(V∶V=80∶20)为流动相,流速1.0 mL/min,柱温40℃,检测波长205 nm,外标法测定对映异构体超量值。结果双乙酰科立内酯对映异构体分离度为3.5,(+)-双乙酰科立内酯在0.199~3.980 mg/mL(R^(2)=0.9994)、(-)-双乙酰科立内酯在0.198~3.960 mg/mL(R^(2)=0.9994)浓度范围线性关系良好。(+)-双乙酰科立内酯低、中、高浓度平均加样回收率(RSD)分别为99.38%(0.43%)、99.30%(0.88%)、100.10%(0.51%),(-)-双乙酰科立内酯低、中、高浓度平均加样回收率(RSD)为99.76%(0.86%)、100.07%(0.26%)、99.27%(0.20%)。3批样品平均对映异构体超量值为4.75%、70.10%、-75.33%。方法简便、快速,能准确测定双乙酰科立内酯对映异构体超量值,为前列腺素药物手性中间体提供新的分离和检测方法。

高水平开放背景下的生物多样性安全:现状、问题及展望

随着人类经济活动范围的增加,全球生态承载力日趋接近极限,生物物种数量锐减,世界各国的生物多样性面临严峻威胁。人们通过生产加工与商品出口的方式进行经济生产活动,也无形中破坏了生物原有栖息地,这直接导致了世界上30%的生物多样性损失。生物多样性资源是农、林、牧、副、渔业经营利用的直接对象,如果生物多样性受到破坏,则有可能引发第六次物种大灭绝的提前到来。生物多样性对人类社会特别是经济的可持续发展至关重要,受到了国际社会的高度重视。本文对生物多样性安全的研究文献进行了积极探索,针对生物多样性保护,从对外开放对生物多样性的影响、生物多样性评价、生态安全、生物多样性监测预警和生物多样性保护探索五个方面进行论述,以此提出完善生物多样性安全保护体系的有益思路。

柱前手性衍生化-HPLC法测定科立内酯二醇对映异构体含量

基于柱前手性衍生化-HPLC法,以联苯-4-甲酰氯为衍生化试剂,采用硅胶表面涂覆有直链淀粉-三(s)-α-甲基苯基氨基甲酸酯手性色谱柱(AS-H,4.6 mm×250 mm,5μm),以正己烷-无水乙醇(V∶V=80∶20)为流动相,流速1 mL/min,柱温30℃,检测波长275 nm,外标法计算科立内酯二醇对映异构体超量值。结果显示,科立内酯二醇对映异构体衍生物分离度为2.8,(+)-科立内酯二醇衍生物在2.07~41.40μg/mL、(-)-科立内酯二醇衍生物在1.95~39.06μg/mL范围有良好线性关系(R2=0.9991、R2=0.9991)。(+)-科立内酯二醇衍生物低、中、高浓度平均加样回收率(RSD)分别为99.36%(0.51%)、99.24%(0.89%)、100.24%(0.65%);(-)-科立内酯二醇衍生物低、中、高浓度平均加样回收率(RSD)为99.74%(0.89%)、100.02%(0.31%)、98.81%(0.63%)。方法简便、快速,能准确测定科立内酯二醇对映异构体超量值,为前列腺素药物手性中间体提供新的分离和检测方法。

产业集聚、技术进步与生物多样性损失

生物多样性损失与国际贸易密切相关,既是产业集聚的必然结果,又受技术进步的影响调节。产业集聚不仅会直接加重生物多样性损失,还会通过技术进步间接减缓生物多样性损失,即技术进步在产业集聚与生物多样性损失之间具有中介效应;发达国家的产业集聚会使生物多样性损失加剧,发展中国家则相反,发达国家的对外开放程度与生物多样性损失呈负相关,发展中国家则呈正相关;农业和采矿业的产业集聚会阻碍技术进步,技术进步会加重生物多样性损失,技术进步作为中介变量,在产业集聚对生物多样性损失的减缓作用中影响显著。

高温花岗岩水冷却后物理力学特性及微观破裂特征

为研究热储层建造时高温岩体水冷却后的物理力学特性及其微细观破裂特征,对常温、200、400、600、800℃5个组别的花岗岩样进行水冷却冲击后的岩样开展单轴压缩试验,结合超声波无损检测、XRD衍射和偏光显微镜观察等手段,对其宏、微观破裂特征进行分析。结果表明,随温度升高,高温花岗岩水冷却后的单轴抗压强度峰值不断降低,峰值应变不断增大,岩样破坏由突发性破坏向渐进性破坏转变;岩样的质量损失率、体积增长率和密度降低率均随温度升高而增加,波速随温度升高而降低,在400~600℃之间水冷却岩样体积膨胀率随温度升高显著增加,600~800℃岩样的波速衰减率幅度减小;温度梯度越大,热冲击导致的穿晶裂纹越多,大量沿晶裂纹和穿晶裂纹导致岩样单轴压缩破坏由张剪复合破坏转变为剪切破坏为主,破坏时伴有大量粉末状碎屑的主要原因。

马铃薯收获机现状及发展趋势

随着我国马铃薯种植面积的不断增加,使得马铃薯收获环节劳动强度增大,同时由于农村劳动力的短缺,导致人工成本高昂,传统的马铃薯收获方式已经不能满足实际需求,对马铃薯机械化收获的需求变得越来越强烈。从国内外的马铃薯收获机发展现状入手,阐述了马铃薯机械收获的重要性,分析了收获机关键工作部件,并对马铃薯收获机的发展趋势进行了展望。

基于微震反演裂隙的采动岩体损伤分析方法及其工程应用

采动条件下岩体发生渐进损伤诱使裂隙萌生、发展和贯通,继而形成导水通道诱发突水灾害。该过程涉及裂隙演化及岩石损伤等问题,使得突水灾害具有动态复杂性的特点。显然,从理论上准确解译突水通道及其演化规律是十分困难的,需要依靠现场监测和数值模拟手段。为此,从"岩体变形破裂过程中,微震现象的主要本质是裂隙的扩展"学术观点出发,建立了基于微震反演裂隙的各向异性损伤模型,并将该模型与FLAC^(3D)数值模拟分析相结合,期望将岩体宏观力学行为与裂隙发展相联系。最后,将研究成果应用到张马屯铁矿注浆帷幕突水通道分析中:对帷幕失稳区损伤系数及损伤张量进行了分析;标定了突水通道;并从渗流–应力–损伤角度建立三维数值计算模型,研究了帷幕与采场之间围岩应力及屈服特性,确定了岩体采动诱发突水通道特征及其形成机理,以期为矿山安全开采和水治理设计提供帮助。

慢性阻塞性肺疾病患者血气分析指标,FeNO,EOS%水平变化与CAT评分的相关性研究

目的探讨慢性阻塞性肺疾病(chronic obstruotive pilmonary COPD)患者血气分析指标,呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric FeNO),外周血嗜酸性粒细胞占比(eosinophil EOS%)水平变化与COPD评估测试(CAT)评分的相关性。方法选取2017年2月~2019年10月遂宁市中心医院收治的急性加重期COPD(AECOPD)患者127例(A组),COPD稳定期患者124例(B组),健康志愿者120例(健康组)。对比A组与B组CAT评分;对比三组及A组,B组不同GOLD分级患者FeNO,EOS%与血气分析指标;分析血气分析指标以及FeNO,EOS%与CAT评分的相关性。结果A组CAT评分高于B组(25.63±4.50分vs 16.39±3.04分),差异有统计学意义(t=16.938,P<0.001)。A组FeNO,EOS%,PaO_(2),PaCO_(2),氧合指数和pH值分别为45.84±8.10ppb,(8.15±0.62)%,61.05±6.82mmHg,60.20±6.71mmHg,278.52±24.08和7.28±0.05;B组分别为32.58±6.02ppb,(4.80±0.48)%,74.55±7.15mmHg,48.50±6.10mmHg,374.69±35.89和7.35±0.05;C组分别为26.25±3.06ppb,(2.51±0.32)%,94.56±9.13mmHg,40.01±6.02mmHg,452.46±46.93和7.42±0.06,差异均有统计学意义(F=96.752,49.803,36.955,37.982,125.406和52.844,均P<0.001)。A组FeNO,EOS%,PaCO_(2)均高于B组和健康组,且B组均高于健康组;A组PaO_(2),氧合指数,pH值均低于B组和健康组,且B组均低于健康组;A组,B组患者CAT评分,FeNO,EOS%,PaCO_(2)均随GOLD分级增加而增加(A组:r=0.812,0.835,0.796和0.743,P=0.007,0.003,0.012和<0.001;B组:r=0.759,0.762,0.731和0.702,P=0.015,0.009,0.023和0.004),而PaO_(2),氧合指数,pH值均随GOLD分级增加而降低(A组:r=-0.832,-0.845和-0.877,P=0.004,0.009和<0.001;B组:r=-0.796,-0.811和-0.836,P=0.005,0.017和0.009);A组,B组中PaO_(2),氧合指数,pH值与CAT评分均呈负相关(A组:r=-0.841,-0.791和-0.763,均P<0.05;B组:r=-0.806,-0.744和-0.722,均P<0.05);PaCO_(2),FeNO,EOS%与CAT评分均呈正相关(A组:r=0.836,0.812和0.704,均P<0.05;B组:r=0.820,0.836和0.758,均P<0.05)。结论AECOPD和COPD患者FeNO,EOS%,PaCO_(2)均偏高,而PaO_(2),氧合指数和pH值均偏低,且与病情密切相关。

现浇管廊接头力学行为数值模拟与分析研究

承插式管廊接头是地下综合管廊接头的常用结构形式,其受力性能及破坏形式对工程设计和施工至关重要.利用非线性有限元软件ABAQUS建立土-地下综合管廊结构数值模型.将管廊划分实体单元,提取接头处结点的变形量及应力值,研究管廊及管廊周围土体的应力分布和变形规律,最后通过计算得出管廊接头处的延性系数及开裂荷载.通过数值模拟和理论计算分析得出管廊接头处存在的安全隐患及其潜在破坏模式,为解决接头处的防水问题和不均匀沉降问题提供理论参考.

不同位置空洞条件下隧道的破坏模式试验研究

隧道空洞是影响隧道稳定性的重要原因之一,因此开展了空洞在拱肩、边墙、拱脚及拱底等位置的模型试验,总结出存在不同位置的空洞隧道的破坏形式和破坏顺序.试验结果表明:拱肩空洞模型在空洞的边界位置和拱脚处现受压破坏,底板出现开裂;边墙空洞模型在空洞位置相应的衬砌出现压溃及拱顶产生开裂;拱脚空洞模型是拱脚位置衬砌受压破坏以及拱顶产生开裂;底部空洞模型是在底板衬砌位置及相应拱肩衬砌受压破坏以及拱顶出现开裂,研究结果为隧道的顺利施工和后期维护提供参考依据.

预制管廊横向接头刚度理论计算模型及方法

基于已经完成的预制预应力管廊横向接头结构受力性能试验,在考虑预制混凝土应变影响、高强螺栓伸长和接头拼缝张裂形态的基础上,根据变形协调条件和内力平衡方程,提出了管廊横向接头的抗弯承载力以及刚度的理论计算模型.将理论计算结果与试验结果进行对比,两者吻合良好,由此验证了理论计算模型的正确性.该研究成果将为预制管廊安全性的评判以及设计优化提供理论依据.

预制矩形箱涵受力性能模拟及其潜在的破坏模式

以沈阳市浑南新城区综合管廊工程预制拼装施工段为研究背景,针对城市地下综合管廊预制矩形箱涵单个管节,通过通用有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟,研究分析其在不同埋深下的结构变形和应力分布规律.建模中为了尽可能地贴近预制箱涵的实际受力情况,参照实际工程应用对其进行了配筋.本模型中通过改变施加于顶板和侧壁板的荷载大小来模拟埋深的变化:对综合管廊顶板施加均布压力,对侧壁板施加线性变化的侧土压力,最终分析预制箱涵在不同埋深下的结构变形和应力分布,并提出结构安全隐患存在的部位和其潜在的破坏形式,为复杂条件下预制综合管廊的设计和施工提供理论参考.

城市地下管廊结构地震动力响应分析

地震安全问题是城市地下管廊设计中不得不考虑的部分.先使用反应位移法计算地震时管廊结构的内力,得出管廊薄弱部位.接着使用动力时程方法分析管廊的地震响应,建立土体与结构数值模型,在模型底部输入水平地震作用.采用土-结构界面接触单元,重点考虑土与结构之间的相互作用,得出结构与土之间的分离与滑移情况以及管廊在水平地震作用下的位移变形和应力分布.结果发现:地下管廊标准段结构在水平地震作用下发生明显的侧向位移,容易发生弯剪破坏,而水平方向未发生明显位移;管廊结构地震破坏时的薄弱环节在顶板、底板与侧墙的连接部位以及中隔墙的墙端,在抗震设计中需采取加固措施.

呼出气一氧化氮测定在慢性阻塞性肺疾病频繁加重表型中的作用研究

目的探讨呼出气一氧化氮(Exhaled nitric oxide,FeNO)测定在慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)频繁加重表型中的作用。方法回顾性分析2017年2月-2019年2月在本院就诊的COPD频繁加重表型56例患者(为频繁组)的临床资料,以同时期COPD非频繁加重表型56例作为对照(非频繁组),均空腹抽取静脉血,观察两组稳定期和急性期嗜酸性粒细胞数、嗜酸性粒细胞比值、C反应蛋白(CRP)、PCT、FeNO变化并比较。结果急性期频繁组嗜酸性粒细胞数、嗜酸性粒细胞比值、CRP、PCT、FeNO显著高于非频繁组,差异有统计学意义(P<0.05),而稳定期两组间上述各指标比较差异均不显著(P>0.05)。COPD频繁加重组与非频繁加重组急性期嗜酸性粒细胞数、嗜酸性粒细胞比值显著低于稳定期,而CRP、PCT、FeNO均显著高于稳定期(P<0.05)。FeNO异常者的嗜酸性粒细胞数、嗜酸性粒细胞比值均低于FeNO正常者,CRP、PCT均高于FeNO正常者,但COPD急性期及频繁组中FeNO正常者和异常者之间比较差异有统计学意义(P<0.05),而COPD稳定期及非频繁组中上述指标比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论COPD频繁加重表型气道内FeNO浓度增高和COPD内肺组织内炎症反应明显增强有关,且FeNO浓度下降和COPD病情转归相关,可作为COPD病情变化和预后作重要参考依据。

一种改进鱼群聚类算法在结构面分组中的应用

针对结构面产状常规分类方法存在的不足,提出一种新型的结构面分类算法.基于K-Means算法的结构面分类,将人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm,AFSA)与K-Means算法相结合,建立了AFSA-RSK结构面分类算法.利用鱼群算法强大的寻优能力,代替K-Means算法对结构面产状聚心集进行搜寻,并通过K-Means算法进行聚类.聚类完成后,选择相应参数指标对聚类效果进行评价.针对存在的问题,对鱼群算法的步长和视野进行修正,提高寻找聚心集的精度,动态地调整了聚类过程.将改进后的AFSA-RSK算法与其他算法进行比较,结果表明在迭代速度、聚类精度以及内存占比上,改进后的AFSA-RSK算法都要更优,更适合在结构面分组方面的应用.