矿山采空区边坡动态稳定性评价方法

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制,建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型,计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力,分析沉降对坡体应力场的影响,并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示,传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,导致稳定性系数计算偏大,为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息,计算得出锁固段稳定性系数为0.667,整体稳定性系数为0.979,与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比(SHDR)大于0.73时,采空区边坡稳定性会发生明显变异,因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价,为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考.

土体抗剪强度各向异性对边坡滑动模式与稳定性的影响

基于极限分析法中的上限定理,开展了考虑土体抗剪强度各向异性的边坡稳定性研究,通过参数分析研究了土体抗剪强度各向异性对边坡失稳滑动方式与边坡稳定性安全系数的影响规律.结果表明:边坡稳定性安全系数随着抗剪强度各向异性系数减小而减小,其影响程度随着土体内摩擦角和坡度的减小而增大;对于土体黏聚力较大、内摩擦角较小的缓坡,随着抗剪强度各向异性系数减小,边坡的最危险滑动面会由坡脚深层破坏转变为坡底深层破坏,滑动范围显著增大;基于计算结果绘制了稳定图(stability chart),实现了考虑土体抗剪强度各向异性影响的边坡稳定性安全系数的快速计算与最危险滑动方式的判别.

自旋-轨道耦合作用下极化激元凝聚中的调制不稳定性

利用线性稳定性分析方法,对存在自旋-轨道耦合(SOS)作用的二维极化激元玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)系统中的调制不稳定性(MI)进行了研究.分析了组分内部,组分之间以及SOC相互作用对系统调制不稳定性的影响.结果显示,当系统内部不存在SOC作用,组分之间的相互作用为0,组分内部存在排斥作用时,不会出现调制不稳定性,组分内部存在吸引作用时,会出现调制不稳定性,并且调制不稳定性区间长度随吸引作用的增强而增加;组分之间相互作用不为0时,组分之间的相互作用以平方形式出现,其正负不会对调制不稳定性产生实质性影响.存在SOC相互作用时,SOC相互作用会引起增益谱曲线的不规则振荡,破坏原来的调制不稳定性区间.

基于P3HT的有机薄膜晶体管环境稳定性提升

电子设备领域对高稳定性有机薄膜晶体管(OTFT)的需求日益增长。为了解决有机材料在环境因素作用下影响晶体管稳定性的问题,制备了一种新型OTFT,并同时采用两种方法来提高其环境稳定性:对晶体管进行表面钝化处理,利用钝化层的高化学稳定性隔绝空气中的氧分子和水分子;利用聚(3-己基噻)(P3HT)共混聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有源层获得高抗氧化性和抗水解能力。测试结果表明,经过60d后器件载流子迁移率仅降低到原始值的87.91%,电流开关比降低到原来的81.90%,说明本文提出的环境稳定性提升方法优于其他方法。

铝电解槽磁流体稳定性判定:基于垂直磁场B_(z)算术平均值的研究

研究了铝电解槽磁流体动力学(MHD)稳定性的判定标准,重点分析了垂直磁场Bz算术平均值(B_(z0))在评估中的关键作用。通过文献综述、理论推导和实证研究,验证了B_(z0)作为MHD稳定性判定指标的有效性。采用某500 kA铝电解项目为案例,结果表明B_(z0)对电解槽磁场设计具有显著指导作用。提出了基于B_(z0)的MHD稳定性判定模型,并对比了不同稳定性判据的优缺点,为铝电解槽的设计和优化提供了新思路和方法。

体相二硫化铼中点缺陷的形成与稳定性

二硫化铼是过渡金属二硫族化合物的成员,由于层间的范德华作用、合适的带隙、高的光吸收系数和长的载流子迁移距离在光电子研究领域引起广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而半导体的缺陷能级对电子结构具有重要的调控,且体相二硫化铼的缺陷研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对体相二硫化铼的铼空位、硫空位、钨掺杂(或替代)铼、钨掺杂硫、锝掺杂铼和锝掺杂硫的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:钨掺杂硫和锝掺杂硫形成深施主能级缺陷,铼空位形成浅施主能级缺陷.在富铼和富硫条件下,钨掺杂铼的缺陷形成能低且能有效降低体系总能,提高体系稳定性.钨掺杂硫的缺陷虽然能降低体系的总能提高二硫化铼的稳定性,但较大的缺陷形成能表明钨掺杂硫缺陷难以形成.上述研究结果有助于理解缺陷能级对半导体深浅能级和稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于二硫化铼的高效的光电子器件提供理论依据.

基于小尺寸模型分析氢氧旋转爆轰波传播的不稳定性机制

氢氧的高反应活性给旋转爆轰波的稳定传播带来了巨大的挑战,为研究氢氧旋转爆轰波传播不稳定性,通过改变当量比对小尺寸模型下二维氢氧旋转爆轰波进行数值模拟研究,揭示了氢氧旋转爆轰波复杂多变的传播特性,并分析了典型流场结构,探讨了传播模态的不稳定性以及爆轰波湮灭和再起爆机制。结果表明:随着当量比的提高,流场内分别呈现熄爆、单波、单双波混合3种传播模态,且爆轰波的传播速度随当量比的增大几乎呈线性提高,速度亏损为5%~8%。激波的扰动使得爆燃面失稳产生明显的扭曲和褶皱,氢氧的高反应活性让爆燃面明显分层且在2个分界面上呈现不同的不稳定性,上分界面为Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性,下分界面为Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性。单双波混合模态下爆轰波极不稳定,保持湮灭、单波、双波对撞3种状态之间循环。爆轰波有2种湮灭方式:一是双波对撞导致爆轰波湮灭,二是爆燃面燃烧加剧使得爆燃面下移导致爆轰波湮灭。再起爆的主要原因是:R-T不稳定性诱导爆轰产物与新鲜预混气在爆燃面上相互挤压产生尖峰和气泡结构,增强爆燃面上的反应放热,产生了局部热点并逐渐增强为爆轰波,实现爆燃转爆轰。

不同内固定系统治疗股骨转子间骨折的力学稳定性

背景:股骨转子间骨折的骨折类型和固定方式多样,各固定系统间的力学稳定性相差较大。使用有限元分析方法对各固定系统开展生物力学研究具有科学的临床意义。目的:通过有限元方法对比分析多种内固定应用于股骨A031-A2.1型转子间骨折的力学稳定性。方法:在已验证有效性的股骨有限元模型基础上,对模型进行必要的切割,造模成股骨A031-A2.1型转子间骨折,模拟临床手术方法置入不同的内固定系统,分别建立股骨近端防旋髓内钉、动力髋螺钉、经皮加压钢板和股骨近端锁定钢板固定模型。约束4组模型股骨远端下所有节点,在股骨头上施加700,1400和2100N的压缩载荷,通过计算分析,观察各组模型的等效应力分布和压缩刚度,比较各组模型之间的力学稳定性。结果与结论:①通过计算分析,对比各组模型的变形量计算压缩刚度后,在各级载荷作用下,各组模型上压缩刚度呈现的趋势:生理组>股骨近端防旋髓内钉组>股骨近端锁定钢板组>经皮加压钢板组>动力髋螺钉组;完整的生理组模型的压缩刚度明显高于所有的手术组模型;②观察应力指标,因存在应力遮挡效应,致使各固定组的应力峰值均高于生理组,最大峰值均集中分布于各内固定上;其中股骨近端防旋髓内钉固定组应力峰值最小,动力髋螺钉固定组应力最高,应力分布趋势呈现:生理组<股骨近端防旋髓内钉固定组<经皮加压钢板固定组<股骨近端锁定钢板固定组<动力髋螺钉固定组;③分布于骨质模型的应力,因内固定置入位置不同呈现不同的分布结果;④提示对于股骨转子间骨折,各种内固定均能起到有效的固定,结合有限元分析结果得出股骨近端防旋髓内钉组是较好的一种内固定选择,呈现变形量小、应力峰值低,应力分布均匀的特性;经皮加压钢板组和股骨近端锁定钢板组的力学效果优良,固定效果接近股骨近端防旋髓内钉固定;动力髋螺钉固定效果欠佳,同比于其他内固定,其力学稳定性较差。

肥胖与普通男性跨越不同高度障碍动态稳定性的差异

背景:肥胖对步行时的动态平衡产生负面影响,而跨越障碍是较为日常的功能活动,对控制身体姿势的稳定性要求更高。目的:探讨肥胖男性与普通男性动态稳定性的差异,采用相对更具挑战性的跨越障碍对肥胖男性的平衡能力进行评估。方法:招募24名男性青年,肥胖组与普通组(非肥胖组)各12名,分别以随机顺序完成平地行走和不同高度(4,11,15 cm)障碍物的跨越测试。使用Qualisys运动捕捉系统与Kistler测力台采集运动学与动力学数据。采用双因素(2组别*4动作类型)重复测量方差分析,对各指标进行统计分析。结果与结论:①肥胖组比普通组步速更低(P<0.05),跨越11 cm与15 cm障碍时第一单支撑期占比减小,第二双支撑期占比增加(P<0.05);②在平地行走时,普通组的内外方向动态稳度大于肥胖组(P<0.05);③在跨越4 cm障碍时,肥胖组前后方向动态稳度低于普通组(P<0.05);④在跨越11 cm障碍时,两组前后方向动态稳度无显著性差异(P>0.05),而内外方向差异有显著性意义(P<0.05);⑤在跨越15 cm障碍时,肥胖组动态稳度低于普通组(P<0.05);⑥提示肥胖使人体在跨越障碍过程中对身体的控制能力下降,动态稳定性降低,发生跌倒的风险较普通人群更高;此外,相较于平地行走,跨越障碍时肥胖组稳定性下降较普通人群更为显著。

单层Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)中点缺陷的形成与稳定性

Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)是卤化铅钙钛矿材料的新成员,由于其高的光吸收系数和长的载流子迁移距离等优异的光电物理性能,在太阳能电池、光电探测器、场效应晶体管以及发光二极管等领域受到广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而钙钛矿的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)中点缺陷的研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)的铯空位、碘空位、氯空位、铯替代铅、碘替代铯、碘替代铅、碘替代氯、氯替代铯、氯替代铅和氯替代碘的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:在富铅和缺铅条件下,碘替代氯和氯替代碘的缺陷形成能偏低,且氯替代碘能有效降低体系总能,提高体系稳定性.在缺铅条件下铯空位缺陷形成能低于富铅条件,在缺铅条件下更易形成铯空位;富铅和缺铅条件下对碘替代氯和氯替代碘的缺陷形成能基本无影响.上述研究结果有助于理解点缺陷对钙钛矿材料稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于Cs_(2)PbI_(2)Cl_(2)的高效的光电子器件提供理论依据.

大型地下厂房围岩稳定性及支护措施研究

为研究大跨度、高边墙地下厂房开挖过程中出现的围岩稳定性问题及不同支护措施效果,以西南地区某大型水电站工程为例,采用三维非线性有限元法分析地下厂房围岩稳定性,并建立三维地质模型,对比分析不同支护工况下地下厂房围岩变形、应力变化及塑性区的分布规律。结果表明:洞室顶拱、底板及拐角处易产生应力集中现象,洞室开挖面切割出的岩体存在塑性损伤的风险;相较于无支护措施开挖,采取支护措施后,不同工况下地下厂房围岩变形量、应力集中现象以及塑性区分布均有不同程度的减少;喷混凝土层+锚杆+预应力锚索系统支护的效果最为显著,对围岩变形和损伤的控制作用优于锚杆+预应力锚索支护和喷混凝土层支护。

老年特发性正常压力脑积水患者的姿势稳定性特征

背景:姿势控制能力受损是特发性正常压力脑积水患者发生跌倒、引发继发性损害的重要危险因素,现有研究大多是对患者直线行走时的步态参数进行分析,鲜有对患者在静态与动态活动中的姿势稳定性特征进行分析。目的:分析老年特发性正常压力脑积水患者的姿势稳定性特征。方法:选择2022年9月至2023年2月在上海市复旦大学附属华东医院神经外科临床诊断为特发性正常压力脑积水的患者22例作为患者组,同时选择健康陪诊家属18名作为健康对照组。分别采用计时起立-行走测试、多方向性伸展测试、Berg平衡量表和静态平衡功能测试(反应时间、移动速度、方向控制、最大偏移距离、端点行程)评估受试者的姿势稳定性特征。结果与结论:①患者组完成计时起立-行走测试所需时间及静态平衡功能测试的反应时间均长于健康对照组(P<0.05),前、后、左、右方向上的伸展测试手臂伸展距离均小于健康对照组(P<0.05),Berg平衡量表得分低于健康对照组(P<0.05),静态平衡功能测试的移动速度、方向控制、最大偏移距离和端点行程均小于健康对照组(P<0.05)。②结果提示,特发性正常压力脑积水患者表现出整体的姿势控制能力障碍,反应能力与执行能力受损使得这类患者在面对来自内部或外部的干扰时无法做出及时、准确的运动反应而出现姿势不稳,增加了发生跌倒的风险。

B位掺杂提升CsSnI_(3)钙钛矿结构和电荷稳定性的第一性原理研究

全无机CsSnI_(3)钙钛矿拥有理想的带隙宽度(1.3 eV),光电转化效率理论峰值达到33%.目前CsSnI_(3)太阳能电池的发展受制于的CsSnI_(3)的结构不稳定性和Sn^(2+)易被氧化为Sn^(4+)的问题.研究基于第一性原理,详细探讨了一系列金属元素对CsSnI_(3)进行B位掺杂改性的方案,旨在提升CsSnI_(3)结构稳定性,并抑制CsSnI_(3)中Sn^(2+)被氧化为Sn^(4+)的问题.计算结果表明,在CsSnI_(3)钙钛矿B位掺杂三价金属Sb、Bi能够阻碍CsSnI_(3)相变生成Cs_(2)SnI_6,并且抑制Sn^(2+)的氧化;尤其在晶格中存在锡空位缺陷时,Sb、Bi掺杂对于Sn^(4+)形成的抑制效果更为显著.同时,低浓度的Sb、Bi掺杂不会改变CsSnI_(3)的直接带隙特性,且带隙宽度变化较小,因此能够在维持CsSnI_(3)优良光电活性的基础上进一步提高结构和电荷的稳定性.研究结果为实现高效且稳定的CsSnI_(3)钙钛矿太阳能电池提供了重要的理论指导.

基于数值模拟的青杆林滑坡稳定性分析及评价

滑坡是一种易发的地质灾害,会对自然环境、工程建筑等造成重大的破坏;开展对滑坡稳定性分析的研究是十分必要的。文章以自贡荣县青杆林滑坡为对象,在通过对滑坡现场调研的基础上,分析滑坡的变形破坏机制,并使用Geo-Studio进行数值模拟,对其滑坡稳定性进行分析与评价。研究结果表明:青杆林滑坡在自然条件下属于基本稳定的状态,不易产生大规模的整体滑动变形,而在受到强降雨等不利因素的作用下,坡体的稳定性将进一步降低,易使滑坡处于欠稳定状态,从而失稳破坏。

基于幼儿注意力稳定性培养的游戏化教学研究

幼儿阶段是个体注意力发展与形成的关键时期,注意力稳定性对幼儿学习习惯的养成、认知能力的提升以及未来学业的发展具有深远影响。游戏化教学凭借其趣味性、互动性、情境性等优势,能够有效吸引幼儿注意力,促进其专注力的稳定和持久。基于此,文章从环境、生理和教法三个方面简要分析了影响幼儿注意力稳定性的因素,并指出了游戏化教学在培养幼儿注意力稳定性方面的重要意义,进而聚焦于游戏情境、游戏活动形式、游戏激励反馈等论述了有利于培养幼儿注意力稳定性的游戏化教学策略,以期在充分尊重和保护幼儿好奇心和兴趣的基础上,促进其注意力稳定性的发展。

组合梁斜拉桥稳定性分析

以一座组合梁斜拉桥为工程背景,采用有限元数值方法进行线弹性稳定分析。研究了裸塔状态、张拉一半拉索状态以及成桥运营状态下结构的稳定性,分析了施工线形误差对成桥运营状态稳定性的影响。结果表明,桥梁的稳定性满足规范要求,桥塔施工误差对成桥运营状态线弹性稳定安全系数影响较小。

降雨条件下泾川县不同坡形边坡渗流及稳定性对比分析研究

降雨是影响黄土边坡稳定性的主要原因之一,为了探究不同降雨强度和降雨历时条件下甘肃省泾川县不同坡形黄土边坡的渗流场及稳定性的变化规律,本文基于Midas NX有限元分析软件对研究区3类不同坡形边坡进行渗流及稳定性分析,结果表明:(1)降雨历时越长,临界降雨强度越长,边坡趋于饱和,此时此时边坡安全系数达到最小值。(2)越靠近边坡坡顶,土体孔隙水压力的变化速率和幅度越大。(3)在降雨入渗过程中,边坡表层土体的孔隙水压力在0~2h的变化速率最大,当降雨12h以后,边坡表层土体达到饱和状态,孔隙水压力基本不再发生变化。3类边坡中凹形边坡的孔隙水压力变化速率最大,凸形边坡的变化速率最小。分析得出的泾川县不同坡形边坡的渗流及稳定性变化规律,为后续泾川县地质灾害防控和治理提供了参考依据。

倾斜锚固桩提升含软弱夹层边坡稳定性的应用与设计优化

通过数值模拟方法研究了倾斜锚固桩在加固含软弱夹层边坡中的稳定性影响,探讨了软弱层角度及桩倾斜度对桩身位移及内力的影响规律。研究发现,软弱层角度和桩倾斜度对边坡稳定性具有显著影响。软弱层角度的增大通常导致桩身位移和内力增加,而桩倾斜度的调整则能有效控制桩身位移和内力,特别是当桩倾斜度调整至30°时,既能优化边坡的稳定性又能降低设计成本。通过对比分析不同倾斜度及桩长的桩体设计,提出了在保证边坡稳定性的同时,通过最小化内力峰值以降低设计成本的优化方案,为实际工程提供了理论依据和参考。

曲柄摇臂式开槽机截割稳定性分析

针对现有开槽机的不足,设计了一种曲柄摇臂式开槽机,对其工作过程中的稳定性进行了分析。在截割头卡死主臂以最大转矩输出条件下,开底槽过程中最小倾覆安全系数为1.78、开左帮槽过程中最小倾覆安全系数为2.27、开顶槽过程中最小倾覆安全系数为1.14、开右帮槽过程中最小倾覆安全系数为1.22,验证了极端工况下整机的稳定性和可靠性。

前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同特征与步态稳定性的相关性

背景:现有研究初步总结了前交叉韧带重建患者步行时患侧腿肌肉活动与步态稳定性的潜在关联,然而存在观测肌肉类别不全、观测步行动作阶段不完整、未考量多块肌肉间协同作用等问题,亟待进一步完善该研究。目的:监测前交叉韧带重建患者步行时患侧腿部肌肉协同信息,分析肌肉协同信息与步态稳定性的关联。方法:招募24例男性前交叉韧带重建患者,年龄(21.66±4.09)岁,采集受试者步行时患肢的肌电数据与压力中心数据,采用非负矩阵分解算法提取患肢的肌肉协同元参与数量、肌肉协同元峰值激活用时及肌肉相对权重指标,并与压力中心指标进行相关性分析。结果与结论:①累计解析出6类肌肉协同元参与步行活动,其中肌肉协同元参与数量与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度无显著相关性。在肌肉协同元峰值激活用时方面,主导步态承重反应期的协同元3峰值激活用时与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.413,P=0.045;r=-0.470,P=0.020),其余类型协同元的峰值激活用时与患者步态稳定性指标无显著相关性。在肌肉相对权重方面,主导步态承重反应期的协同元1的股直肌与患者步态压力中心横向位移距离、横向位移速度均呈显著负相关(r=-0.592,P=0.005;r=-0.529,P=0.014);主导承重反应期的协同元3的股二头肌的相对权重与患者步态压力中心横向位移距离呈显著负相关(r=-0.428,P=0.037)。②结果表明,前交叉韧带重建患者的中枢系统会系统调节步行时患肢肌肉协同活动以提升步态稳定性,具体表现为:延长主导承重反应期肌肉协同元激活时间,增强股四头肌的激活程度,以增强患侧腿落地时膝关节离心收缩控制能力,提升膝关节稳定性;增强承重反应期股二头肌激活程度,以增加患侧腿落地时膝关节屈曲程度,增强下肢落地缓冲功能。