Design-Expert7.0在设计C60高抛钢管自密实混凝土中的应用研究

利用Design-Expert7.0软件对C60高抛钢管自密实混凝土进行配合比优化设计,并对试验结果进行模型拟合。通过扫描电子显微镜(SEM)、X衍射分析(XRD)、超声波法、钻芯法及现场模拟浇筑实验,研究了硬化钢管自密实混凝土性能。结果表明,通过Design-Expert7.0优化设计获得的C60钢管自密实混凝土拌合物工作性能较好,水化产物以球状颗粒的Ⅲ型C-S-H凝胶为主。优化设计有效减少了混凝土的收缩,避免了混凝土与钢管内壁粘结性能不良,完全满足工程应用要求。

基于Design-Expert的电链锯锯齿结构参数优化

为提高电链锯的锯切效率,对电链锯锯齿的齿形结构参数进行研究,以单位锯切功为电链锯锯切效率的衡量指标,通过对电链锯锯切过程的仿真研究,得出不同结构锯齿的单位锯切功。以电链锯锯齿中的外形前角、侧刃楔角和顶刃楔角等结构参数作为影响因子,采用Box-Benhnken中心组合试验方法设计多因素正交试验,使用Design-expert软件进行数据分析得出最优齿形结构参数组合。研究结果表明,所选取的齿形结构参数对单位锯切功影响程度由大到小顺序依次为外形前角、侧刃楔角、顶刃楔角,并获得最优齿形结构参数组合,外形前角为10.92°、侧刃楔角为45.7°、顶刃楔角为45.41°。

2013年岷县漳县M_(S)6.6地震和2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常空间分布机理分析

对甘东南地区2013年岷县漳县M_(S)6.6地震和2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常特征进行总结梳理。根据活动构造单元对地球物理观测台站进行区域划分,统计了相关构造单元上异常的数量和百分比,以及不同学科震前异常数量、百分比、异常持续时间等特征,并对异常的空间分布和机理进行分析,讨论了活动构造对异常分布的影响、异常强度与震源机制及断层应力之间的关系。结果表明:①2013年岷县漳县M_(S)6.6地震比2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前地球物理观测异常百分比高,两次地震的震前电磁异常和跨断层水准测量异常均较为显著,而流体异常不明显;②震前地球物理观测异常分布与活动构造相关,2013年岷县漳县M_(S)6.6地震震前异常主要集中在东昆仑-西秦岭断裂带和六盘山-海原断裂带,2017年九寨沟M_(S)7.0地震震前异常则主要集中在龙门山断裂带和东昆仑-西秦岭断裂带;③两次地震震前地球物理观测异常分布均与GNSS速度场分布特征有较好的对应关系;④安德森断层应力模式解释了2013年岷县漳县M_(S)6.6地震(逆冲型)比2017年九寨沟M_(S)7.0地震(走滑型)的形成需要更多的应力积累,因此2013年岷县漳县M_(S)6.6地震虽然震级较小但震前异常更显著。

华北平原中南部聊城-兰考断裂的第四纪晚期活动性探测——兼论1937年菏泽7.0级地震发震机制

华北平原是中国人口最多、经济最为发达的地区之一,也是受地震灾害影响最为严重的地区之一。对于该地区断裂活动性和大地震发震机制的研究有利于探索板内地震的发震规律、减轻地震灾害所造成的损失。聊城-兰考断裂是华北平原中南部一条重要的隐伏深大断裂。结合浅层地震勘探、钻孔勘探和第四纪测年方法,对聊城-兰考断裂的活动性进行了精细的研究。坝城寺钻孔揭示聊城-兰考断裂南段错断了全新统底界,为全新世早期活动断裂,揭露出该断裂晚更新世以来造成了4次古地震事件,单次事件的垂直位错为1.2±0.2~3.7±0.2 m。根据钻孔揭示的地层落差计算出该断裂晚更新世早期的平均垂直滑动速率约为0.1±0.05 mm/a,晚更新世晚期—全新世中期的平均滑动速率为0.35±0.04 mm/a。根据1937年菏泽7.0级和6(3/4)级地震的等震线和地表破裂分布特征认为,小留-解元集断裂和东明-成武断裂为该地震的发震断裂;聊城-兰考断裂对于该地区应力的积累、地震的发生具有很好的控制和约束作用,为区域控震构造。

青藏高原东南缘三维S波速度和径向各向异性及泸定M_(S)6.8和芦山M_(S)7.0地震孕震环境探讨

利用青藏高原东南缘布设的684个流动地震台和150个固定地震台的连续背景噪声波形数据,提取了周期5~50 s的Rayleigh波和Love波相速度频散,并反演获得了该区域下方0~70 km三维S波速度和径向各向异性结构.结果表明:(1)受川滇地块南部高速体的阻挡,东南缘中下地壳内存在两条空间分布独立的低速带.西侧(L1)从川滇地块北部向南延伸至滇西南地块,其中下地壳平均V_(S)小于3.4 km·s^(-1)并表现为正径向各向异性结构,反映了高原中下地壳可能存在部分熔融和韧性变形;东侧低速带(L2)沿着小江断层南北分布,受到红河断层的阻挡,弱物质不太可能进入滇西南地块,该区域下地壳和上地幔顶部均显示较强的正各向异性,推测其更可能是沿小江断层相互驱动的块体在横向挤压过程中引起的地壳部分熔融而导致.(2)芦山M_(S)7.0地震位于龙门山逆冲断层南段,泸定M_(S)6.8地震位于鲜水河走滑断层东南段,两者都发生在地壳浅层高低速异常过渡带上,但其深部孕震环境有所不同.芦山震区西北部中下地壳低速体为负各向异性,推测韧性物质沿着龙门山下方陡倾断层向上运移,上地壳积累应力并通过薄弱区域释放导致了芦山地震的发生;泸定震区为正各向异性的中下地壳韧性变形促进了川滇地块SE向的水平运动,受刚性的四川盆地阻挡,加剧了上地壳发震断层的滑动变形和应力积累,脆性上地壳突然破裂导致了泸定地震的发生.

九寨沟7.0级地震孕育过程中的地震学特征

以2017-08-08四川九寨沟7.0级地震为研究对象,使用地震前震中附近10个台站宽频带地震仪数据计算地面运动速度的排列熵,讨论地面运动排列熵的时空变化与大地震孕育之间的关系。结果表明,2017-07下旬,震中附近排列熵出现两次异常变化,幅度最大的一次出现在2017-07末。10个台站均存在熵减过程,其中马尔康台(MEK)、舟曲台(ZHQ)和迭部台(DBT)的排列熵下降幅度较大,熵值分别为0.75、0.76和0.79,与均值相比分别下降12%、12%和10%。多个台站熵值的降低表明,地壳运动中有序振动信号的占比增大。震中东北部和西南部低值区的空间演变图像也表明,熵值异常变化与此次大地震的形成有关。结合以往研究结果认为,青藏高原地块的东移与华北地块和华南地块的阻挡导致此次地震的能量积累,受阻后的中下地壳物质上涌和侧挤引发九寨沟7.0级地震。

基于Design-Expert的碱激发粉煤灰建筑外墙腻子配合比优化试验研究

为了拓展工业固体废弃物粉煤灰的回收利用途径,减少对环境造成的污染,增加其在筑材料中回收利用率。在建筑外墙腻子中加入碱性激发剂(Ca(OH)_(2)、Na_(2)SiO_(3))、粉煤灰,研究碱性激发剂的激发效果。同时通过Design-Expert设计试验,分析主要组分对腻子漆膜粘结强度、吸水量的影响。结果表明:加入碱性激发剂5%,粉煤灰32.5%时,吸水量减少14%,粘结强度增加43%。乳胶粉对吸水量、粘结强度的影响非常显著(P<0.0001),其次是粉煤灰的加入量。通过加入碱性激发剂、提高乳胶粉占比,粉煤灰掺量能达到32%~65%,原配比中水泥的掺量相对减少0%~16%。

基于ANSYS和Design-Expert的农用挖掘机斗杆机构优化设计

JKW-20山地农用挖掘机斗杆机构存在设计冗余,在保证安全可靠的前提下,为解决斗杆机构材料冗余问题,实现轻量化改进,建立了农用挖掘机挖掘装置斗杆机构耦合模型,通过ANSYS软件静力学仿真及拓扑优化,确定了斗杆机构拓扑优化新结构。由于拓扑优化结构不符合实际生产要求,基于优化结果设计斗杆变量,确定优化目标函数,利用Design-Expert进行斗杆机构尺寸优化求解。由优化结果对比可知:运用Design-Expert优化后的斗杆结构相对原结构具备更轻的质量和更大的强度,该方法不仅节约了JKW-20山地农用挖掘机的生产成本,还可为类似的机构设计提供优化思路。

丽江与芦山两次M_(S)7.0地震震例回溯研究及亚失稳特征探讨

基于川滇地区的跨断层观测资料,采用多种形变分析方法,针对川滇地区监测状况较好的1996年丽江、2013年芦山两次M_(S)7.0地震开展震例回溯研究,并以亚失稳理论及实验室结果为指导,归纳总结跨断层观测获得的断层运动在亚失稳阶段的时空变化特征及可能的表现形式,寻找区域范围内断层运动协同化现象,探索地震进入亚失稳状态的跨断层识别标志。结果表明:两次地震前,震源区在震前数年主要表现为弱变形的状态,可能是孕震晚期发震断层闭锁、断层近场应力应变积累趋于极限的表现。震源区边缘附近300 km范围内在震前数月至3年出现显著的断层形变异常,断层活动具有协同化现象,但仅个别跨断层场地观测到了与实验室岩石破裂失稳过程类似的图像,大多数场地仅仅观测到了稳态(线性阶段)、亚稳态(偏离线性阶段)特征,亚失稳态特征并不清晰,分析可能与跨断层场地所处的构造位置及观测周期有一定关系。

基于Welch谱分析的全球M_(S)≥7.0地震活动应变能周期特征

利用Welch平均法周期图谱对1700—2019年全球M_(S)≥7.0地震的活动周期进行提取,结果显示:M_(S)7.0~7.9地震的周期约为8 a、10 a、51 a、11 a、17 a、12 a、19 a、39 a;M_(S)≥8.0地震的周期约为10 a、46 a、22 a、8 a、20 a。为了与太阳活动周期对比,利用傅里叶去多周期方法提取1749—2019年太阳黑子周期,显著性最高的周期约为10~11 a(平均10.9 a),其次约为90 a、67 a、8~9 a、54 a。对太阳黑子活动周期与M_(S)7.0~7.9、M_(S)≥8.0地震周期进行线性回归分析,分2种情况:其一为10个显著周期相关计算,其二为8~22 a 7个显著周期相关计算,均显示具有较高的相关性,相关系数均在0.95以上,但在7级水平地震中,前者相关系数高于后者约0.03,8级水平地震相关性基本一致。将本文提取的活动周期与前人研究结果进行综合分析,认为不同计算方法、研究对象(强震周期、太阳黑子周期、地磁主磁场周期)得到的约8 a、11 a、50 a周期是一致的,更长的周期(约80~100 a)在强震活动方面显著性不强。

2013年四川芦山M_(S)7.0地震仪器烈度与调查烈度对比分析

基于2013年四川芦山M_(S)7.0地震宏观调查点、调查烈度和强震仪记录数据,采用四川省地震局强震动监测技术组计算得到的各台仪器烈度值,绘制了芦山M_(S)7.0地震宏观调查点与调查烈度等震线和仪器烈度等值线分布图,分析了芦山M_(S)7.0地震的仪器烈度与调查烈度的对应关系。结果表明:仪器烈度与调查烈度有较好的对应关系,仪器烈度Ⅵ度点在调查烈度Ⅵ度以上区域总体占比为88.24%,仪器烈度Ⅶ度点在调查烈度Ⅶ度以上区域内总体占比为81.82%;仪器烈度的等值线高值范围可较好展示出地震灾害的程度;仪器烈度区的空间分布特征可表征芦山M_(S)7.0的发震断裂的控制作用,仪器烈度的等值线区总体呈现沿龙门山断裂带方向相对于垂直方向衰减慢;仪器烈度的等值线区发震断裂上盘影响范围相对发震断裂下盘影响范围大;仪器烈度分布与调查烈度分布既有对应关系又存在差异,这在震后短时间内灾区的震灾信息尚不清楚的情况下,能够快速对可能的震害涉及范围、人员伤亡分布、经济损失和生命线工程等损失作出预估,仪器烈度分布可以为应急救援决策、救灾方案制定和救灾力量部署等工作提供重要依据。

7.0T超高场强MRI评估豆纹动脉病变与脑卒中相关疾病关系的研究进展

豆纹动脉是颅内的重要穿支动脉,分布于基底节区及深部核团,其病变会导致相应供血区域微循环障碍,是发生脑卒中的重要危险因素。早期有效检出豆纹动脉病变明确脑卒中的分类及病因,并对不良事件进行有效的预测,成为一个亟待解决的问题。由于豆纹动脉极其纤细、走行迂曲,目前临床常规使用的影像设备及技术在清晰度、全面显示上受到明显限制。随着MRI技术的不断发展,7.0T超高场强MRI目前已成为无创性诊断颅内豆纹动脉的最佳方法。本研究总结应用7.0T超高场强MRI探讨豆纹动脉及脑卒中相关疾病关系的研究进展。

基于Design-expert的醋酸纤维/煤基分级多孔炭制备优化

当前煤层气利用的主要方式是直接燃烧,该过程会产生大量温室气体(CO_(2))排放,且会造成稀缺资源的低附加值利用。为实现煤层气的高附加值利用,拟通过在煤中原位添加醋酸纤维和KOH活化的方法制备一种醋酸纤维/煤基分级多孔炭材料,并将其应用于煤层气直接裂解制氢,不仅可以获得高纯氢气,还能得到一定数量的纳米碳材料。醋酸纤维/煤基分级多孔炭在制备过程中需要考虑温度、碱碳质量比、溶剂量和其他碳源添加量对制备过程和转化率的影响,利用Design-expert软件对试验方案进行优化设计。通过响应曲面法和部分试验数据对各影响因素与转化率的关系进行分析,建立相应拟合回归方程,得出理论最优解。通过将最优解与试验结果进行对比分析,验证Design-expert软件在多因素多水平条件下的预测可靠性,同时也阐明最优条件下炭材料催化裂解煤层气的机理。结果表明,温度和碱碳质量比是醋酸纤维/煤基分级多孔炭制备过程的最大影响因素,建立相关因素与转化率之间的拟合回归方程并求出理论最优解。理论最优解与试验值之间的最大误差为3.05%,说明Design-expert软件对制备过程的优化准确可靠。醋酸纤维/煤基分级多孔炭催化裂解煤层气较原煤炭材料具有高的转化率和稳定性,前者反应后表面生成大量碳球,而后者表面则生成少量碳纤维和大量碳球。

基于7.0T磁共振成像及体素形态学测量对脑小血管病灰质体积变化及其与认知障碍的相关性研究

目的应用7.0T MRI及基于体素的形态学测量(VBM)探索脑小血管病(CSVD)认知障碍患者灰质体积改变脑区及与其相关的受损认知域。方法本研究回顾性连续纳入2021年9月至2023年6月“脑深部髓静脉形态与脑小血管病认知障碍的相关性研究”(注册号:ChiCTR2100045136)中数据,按照纳入与排除标准将CSVD伴认知障碍患者作为CSVD组,与CSVD组年龄、性别、受教育年限相匹配的健康者作为对照组。蒙特利尔认知评估(MoCA)量表(北京版)评分<26分为认知功能障碍。使用MoCA量表、数字广度测验(DST)、数字符号转换测验(DSST)、连线测试(TMT)A部分、词语流畅性测验(VFT)、波士顿命名测验(BNT)及听觉词语学习测验(AVLT)对所有受试者进行认知功能评估。采用7.0T MR系统对受试者进行全脑多模态图像采集,采集T1加权三维磁化强度预备梯度双回波序列(T1WI-MP2RAGE)数据用于VBM分析。比较两组受试者一般资料、认知功能评分、脑结构相关指标的差异。使用VBM分析两组灰质体积的差异,并提取CSVD组差异脑区的灰质体积与认知功能评分进行相关性分析。结果(1)对照组18例,年龄55~70岁;CSVD组19例,年龄57~70岁。两组受试者年龄、性别、受教育程度、体质量指数、冠心病史、高脂血症病史、吸烟史、饮酒史、总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇的差异均无统计学意义(均P>0.05);CSVD组高血压病史及糖尿病史占比高于对照组,组间差异均有统计学意义(12/19比5/18,7/19比0;均P<0.05)。(2)CSVD组MoCA量表[22.0(20.0,23.0)分比27.0(26.0,28.0)分,Z=-5.242]、DSST[(18±9)分比(40±4)分,t=5.212]、DST[(10.6±2.5)分比(13.9±2.0)分,t=4.364]、VFT[(38±11)分比(47±8)分,t=3.224]、AVLT-即刻记忆[(13±3)分比(21±4)分,t=6.877]、AVLT-短延迟回忆[(3.4±2.5)分比(6.9±2.2)分,t=4.555]、BNT[(22.7±3.6)分比(27.0±2.1)分,t=4.357]评分均低于对照组,执行能力测试耗时长于对照组[93.00(76.04,125.69)s比29.77(25.75,40.97)s,Z=-4.832],组间差异均有统计学意义(均P<0.01)。(3)CSVD组脑实质分数低于对照组,组间差异有统计学意义[(78.2±4.3)%比(80.9±3.7)%,t=2.079,P<0.05],总颅内体积、灰质体积分数、白质体积分数的组间差异均无统计学意义(均P>0.05)。VBM分析显示,与对照组相比,CSVD组患者右侧颞下回及右侧小脑半球Crus2区灰质体积减少,差异均具有统计学意义(均P<0.05,经错误发现率校正)。(4)相关性分析显示,仅CSVD组右侧颞下回灰质体积与AVLT-短延迟回忆评分呈正相关(r=0.543,P=0.036)。结论CSVD伴认知功能障碍患者右侧颞下回及右侧小脑半球Crus2区灰质萎缩,且右侧颞下回灰质萎缩与短延迟记忆损害存在相关性。本研究结果有待进一步验证。

滇南7.0级大震危险性分析与研究

以通海7.8级大震震中(E 102.68°、N 24.02°)为圆心,半径150 km区域范围的滇南地区M_(S)≥5.0中强地震活动,具备7.0级大震前中强地震活动图像中的地平静-活跃型特征,当前所积累应变能达7.7级地震水平.2018年通海5.0级双震后,滇南地区已进入M_(S)7.0级大震活跃期可能性较大的第五强震活跃期,而2015年以来滇南M_(S)≥4.0级地震活动图像具有滇南大震震前活跃特征,表明未来15 a滇南地区发生M_(S)7.0级以上大震可能性较大,且2018年通海5.0级双震震中(E 102°43′,N 24°11′)周边60 km左右区域作为潜在震源区的可能性较大.

7.0T MRI SWI序列对脉络丛静脉成像质量的评估价值

目的 探讨7.0T超高场强MRI SWI序列对脉络丛(choroid plexus,CP)静脉成像质量评估的价值。方法 采用前瞻性研究方法,于2022年5-8月在本院招募健康人群50例,所有受试者于同一天行7.0T和3.0T MRI磁敏感加权成像(susceptibility-weighted image,SWI)扫描。采用主观指标Likert5分量表法评估整体图像质量和脉络丛钙化显示质量;视觉四分法对脉络丛静脉显示质量进行评估。客观指标计算脑脊液与脉络丛静脉对比噪声比(CNR)。结果 共42例受试者纳入研究。整体图像质量的Likert5评分显示7.0T组优于3.0T组[5(5,5)vs 4(3,4),P<0.001],视觉四分法对脉络丛静脉的评分显示7.0T组优于3.0T组[0(0,1)vs 3(2,3),P<0.001]。42例受检者中,31人检出脉络丛钙化,钙化显示质量的Likert5评分表明7.0T组优于3.0T组[5(4,5)vs 3(3,4),P<0.001]。7.0T MRI组图像CNR值高于3.0T MRI组[(12.76±4.00)vs(-2.13±12.75),P<0.001]。结论 7.0T MRI超高场强SWI序列对脉络丛静脉成像质量的评估价值优于3.0T MRI。

2022年四川芦山M_(S)6.1地震前应力状态研究

为研究2022年6月1日四川芦山M_(S)6.1地震的孕育和发生过程,采用CAP方法反演了2013年芦山M_(S)7.0主震及M_(S)≥5.0余震的震源机制解,并基于应力张量方差与b值时空分布特征,探讨了芦山M_(S)6.1地震的力学机制和震源区的应力状态。结果表明:2022年芦山M_(S)6.1地震震源机制表现出与2013年芦山M_(S)7.0主震和5级余震相似的逆冲型破裂特征,压应力轴方位与龙门山断裂带南段区域应力场一致。2013年芦山M_(S)7.0地震后震中及附近的应力张量方差和b值长期处于低值状态,2022年芦山M_(S)6.1地震前震中及附近出现了应力张量方差和b值的低值异常,表明芦山余震区处于较高的应力水平。分析认为:巴颜喀拉块体持续东向运动受到华南块体的阻挡,震中所在区域长期受挤压逆冲作用,从而使芦山余震区长期处于应力积累的状态,芦山M_(S)6.1地震也是在这种动力学背景下发生的。

基于Design-Expert的UHPC强度及收缩率计算模型研究

为实现关键配比参数调整下超高性能混凝土(UHPC)的性能指标控制并得到各性能之间的相互影响规律,利用软件Design-Expert分析了UHPC的主要性能影响因素,基于主要因素对鮑罗米(Bolomy)公式进行了修正,建立了关于UHPC抗压强度、收缩率的计算模型。结果表明:对UHPC抗压强度、收缩率影响较大的三个配比因素分别为水胶比、胶砂比、粉煤灰掺量;基于主要影响因素,利用Design-Expert对UHPC配合比进行了优化,得到了抗压强度≥176 MPa,且收缩率≤320μm·m-1的UHPC试件;通过主要影响因素构建了Bolomy抗压强度及收缩率计算模型,并由计算数据与实验数据对比分析可知,修正后的Bolomy计算模型,可准确反映出抗压强度及收缩率与各主要影响因素之间的关系。

参梅含片成型工艺研究

目的:优选参梅含片的成型工艺。方法:采用单因素试验确定辅料种类。采用Design-Expert响应面法,以口感、崩解时限为评价指标,确定主要辅料的用量。结果:得到参梅含片的最优处方为参梅浸膏100 g,乳糖300 g,微晶纤维素100 g,甜菊糖苷4 g。结论:试验所得参梅含片的制备工艺合理、可行。

新集二矿承压水上开采底板破坏深度研究

为提高新集二矿1煤回采上限以及为水害防治提供依据,对新集二矿地质资料充分分析,采用UDEC 7.0进行数值模拟试验,模拟工作面推进时底板发育情况,得出工作面推进至120 m,底板达到最大破坏深度19.3 m。采用并行电法对煤层地板岩层破裂过程进行现场监测,通过观察电阻率变化趋势,判断岩体的形变过程,确定煤层采动破坏带深度为19.6 m。结果表明,数值模拟结果与电法测试结果基本一致,底板破坏带以下为底板岩层保护带,保护带以下岩层完整性较好,可以起到一定的隔水作用。研究成果对相似地质条件下的承压水上开采研究具有重要意义。