Volume, Side-Area, and Force Direction of Berkovich and Cubecorner Indenters, Novel Important Insights

The iteration-free physical description of pyramidal indentations with closed mathematical equations is comprehensively described and extended for creating new insights in this important field of research and applications. All calculations are easily repeatable and should be programmed by instrument builders for even easier general use. Formulas for the volumes and side-areas of Berkovich and cubecorner as a function of depth are deduced and provided, as are the resulting forces and force directions. All of these allow for the detailed comparison of the different indenters on the mathematical reality. The pyramidal values differ remarkably from the ones of so-called “equivalent cones”. The worldwide use of such pseudo-cones is in severe error. The earlier claimed and used 3 times higher displaced volume with cube corner than with Berkovich is disproved. Both displace the same amount at the same applied force. The unprecedented mathematical results are experimentally confirmed for the physical indentation hardness and for the sharp-onset phase-transi- tions with calculated transition energy. The comparison of both indenters provides novel basic insights. Isotropic materials exhibit the same phase transition onset force, but the transition energy is larger with the cube corner, due to higher force and flatter force direction. This qualifies the cube corner for fracture toughness studies. Pile-up is not from the claimed “friction with the indenter”. Anisotropic materials with cleavage planes and channels undergo sliding along these under pressure, both to the surface and internally. Their volumes add to the depression volume. These volumes are essential for the exemplified pile-up management. Phase-transitions produce polymorph interfaces that are nucleation sites for cracks. Technical materials must be developed with onset forces higher than the highest thinkable stresses (at airliners, bridges, etc.). This requires urgent revision of ISO 14577-ASTM standards.

侧体尺度对小水线面三体船纵向运动影响研究

小水线面三体船主、侧体尺度相差较大,因此,理论上侧体尺度具有无数种方案。目前,多数学者侧重于对侧体位置的研究,而对小水线面三体船侧体尺度对其水动力性能影响的研究还不够广泛。采用基于势流理论的AQWA软件进行数值模拟计算。首先,为确保计算过程中参数设置的准确性,对AQWA软件计算船舶耐波性的可靠性进行验证;然后,研究系列傅汝德数Fr下侧体尺度变化对小水线面三体船的耐波性响应。结果显示,在波长船长比变化时,垂荡纵摇RAO随侧体尺度改变产生了非单调的变化。不同航速下,垂荡和纵摇性能最优的侧体尺度不一致。综合所有航速考虑,L_(c)/L为0.3和0.35的侧体方案耐波性能较好。研究结果可为小水线面三体船的设计提供借鉴。

黄土地区洞桩法地铁车站边桩和中柱的受力变形机理

[目的]为了确保黄土地区洞桩法车站施工过程中重要竖向承重构件的稳定性,需要对施工过程中边桩和中柱的受力变形机理进行研究,并对最不利受力阶段边桩和中柱提出变形控制措施。[方法]以西安地铁2号线何家营站为研究背景,通过数值模拟与现场监测的方法,对施工过程中边桩的水平位移、钢筋内力、水平土压力及中柱应变展开研究。[结果及结论]扣拱施作以及站厅层和站台层土体开挖是边桩水平位移最不利的三个阶段,在这些关键阶段施工时,应在结构内部架设钢支撑并适当加固已扰动的地层;在桩梁和扣拱施作中,边桩主筋承受轴向压力,而在站内剩余土方施工阶段,边桩背土侧的钢筋由轴向压力逐渐转化为轴向拉力,且随着边桩埋深的增大,钢筋的轴向拉压力增长变缓;在扣拱初期支护施作中,土压力在边桩埋深6.6 m处达到最大值34.5 kPa,且随着边桩埋置深度增大,边桩的桩侧压力增长速率显著,因此车站内侧的土方开挖是控制边桩迎土侧土压力大小的关键阶段,必要时对桩后土体进行注浆加固有利于提高桩基的承载力;中跨扣拱施工时,中柱的应变呈现出先减小、后增大的趋势。

供给侧结构性改革促进了城乡基本公共服务均等化吗?

在区域发展不均衡的现实背景下,政府能否通过深化供给侧结构性改革提升基本公共服务供给水平,进而促进城乡基本公共服务均等化具有重要的现实意义。基于2010—2021年268个地级市面板数据,利用熵权法分别测度城市与农村基本公共服务供给水平,并引入信息熵概念计算得出均等化程度,据此进一步进行回归分析。研究结果表明:供给侧结构性改革对基本公共服务供给水平的提升具有促进作用,并且供给侧结构性改革通过提升公共服务财政支出水平与加强数字基础设施建设两条作用路径提升城乡基本公共服务均等化程度。此外,对西部和低均等化城市而言,供给侧结构性改革对城乡基本公共服务均等化程度的促进作用更加明显。研究的政策启示在于:实现城乡基本公共服务均等化的目标,仍需持续推进供给侧结构性改革,尤其需要发挥公共服务财政支出的调节作用,并进一步提升数字基础设施建设水平及其赋能功效;同时根据区域发展情况、均等化程度实施差异化供给策略,提升公共服务供给侧结构性改革的精准度和有效性。

一种非常紧凑的掩码AES的硬件设计与实现

差分能量分析作为一种强大的侧信道攻击手段,已经严重威胁到密码算法硬件实现的安全性,目前防护此类攻击最有效的方法就是对密码算法进行掩码处理.在AES算法中只有S盒是非线性的,因此如何安全高效地实现S盒一直是密码学领域的研究热点之一.本文在De Meyer等人研究工作的基础上,提出了一种具有已知最小面积的掩码S盒的串行化实现方案.先将用于零值处理的Kronecker Delta函数串行化,接着通过共享一个8位乘法器模块用于求逆以及布尔掩码和乘法掩码之间的转换,最后加上仿射变换以最小的面积代价实现了S盒.本文将S盒应用于AES算法,并且提供了掩码AES的串行化实现方案,同时给出了该方案的面积下限,在此基础上,对S盒及AES算法的部分结构进行调整,为未来的工作提供了一系列权衡面积和延迟的手段.实验表明,在可比的随机数成本下,本文S盒的一阶掩码和二阶掩码实现以一定延迟为代价将面积分别降低了48%和70%, AES算法的一阶掩码和二阶掩码实现分别降低10%和21%,并且随着安全阶数的增大,本文实现方案对面积的优化幅度会进一步提高.最后,在实验中通过对从SAKURA-G板上获取的轨迹执行固定与随机的Welch T测试来验证实现的安全性,对于AES算法的一阶掩码和二阶掩码实现分别采集了多达50万条曲线,没有发现泄漏点.

黄河淤背区高等级公路路基沉降及其对大堤安全的影响分析

为评价淤背区新建道路沉降对黄河大堤安全的影响,基于黄河淤背区路用粉土试验结果,提出黄河淤背区粉土累积应变预测模型和路基沉降计算方法。结合路基内部应力计算结果,采用分层总和法对循环荷载作用下淤背区路基沉降与路堤填筑引发的施工期沉降进行计算分析。结果表明:车辆通行初期沉降发展较快,对大堤影响显著,沉降主要集中在路基上部50 cm内。沉降和大堤安全受汽车轴重和超载影响显著,车流量影响次之,路堤高度和地下水埋深影响较小,沉降与超重倍数成幂函数关系。路堤高度每增加1 m,施工期沉降增加约50 mm。路基总沉降量随车重、路堤高度、车流量、超载倍数的增大而增大,随地下水埋深的增大而减小;工后沉降比随轴重、超载倍数、车流量的增大而增大,随路堤高度增加而减小,且近似成反比例关系。为保证大堤安全,淤背区路段应控制车辆轴重、超载及车流量。

煤矿不规则残采区沿空巷道煤柱留设及支护研究

为更科学合理地留设不规则残采区沿空巷道煤柱与有效控制巷道围岩,本文基于山西某矿3306工作面工程概况,通过进行数值模拟与进行现场实测,确定出了沿空掘巷煤柱合理宽度;优化了巷道支护方案,采用了高强度高预应力锚网索进行联合支护,应用该联合支护方案后,该巷道的顶底板移近量变小,两帮移近量也大幅变小,符合了矿井安全生产要求,取得了较好的巷道支护效果,有效控制了巷道围岩变形,更好地保障了矿井安全生产。

边帮压煤井工开采诱发边坡变形破坏及失稳控制研究

露天开采因开采技术和地质条件限制会形成大量边帮滞留煤,造成资源极大浪费。基于此,提出采用井工开采方式对边帮滞留煤进行回收,但开采中易造成采动边坡发生变形失稳现象,影响矿山安全生产。为此,采用物理、数值模拟及工程监测等手段,对边帮煤井工开采边坡变形失稳及其控制方法进行分析,揭示了边帮煤井工开采采动边坡变形演化规律,及“横三区”和“竖二带”的形成机制,明确了边坡内部覆岩由初期“梁形”结构到末期“金字塔”结构的演变过程,及“横三区”和“竖二带”的分布形态,获得了对矿山安全生产存在影响的是1 360和1 400平盘,局部存在崩塌和滑移现象,提出了采用“回填压脚”对采动边坡变形破坏进行控制的思想,并通过数值模拟进行了分析,得出了此方法均能达到对采动边坡变形失稳的有效控制,基于此进行了工程应用和验证。

基于MaxEnt模型预测中华秋沙鸭在中国东北地区的潜在分布区

了解物种适宜生境的空间分布格局并准确地评估物种栖息地的适宜性对物种保护具有重要意义。通过野外调查、文献检索以及全球生物多样性信息平台(GBIF)获取东北地区中华秋沙鸭(Mergus squamatus)的87个分布点,利用ENMTools最终筛选79个有效分布点和10个重要环境变量,使用优化后的最大熵模型(MaxEnt)对中华秋沙鸭的潜在分布区进行预测。结果表明:东北地区中华秋沙鸭高适宜区主要位于长白山山脉和小兴安岭东部地区,较适宜区主要位于松嫩平原与辽河平原东部、长白山山脉西部地区,低适宜区主要位于三江平原、辽河平原与辽东丘陵地区。影响模型预测的主导环境特征变量是年降水量(61.2%)、降水量变异系数(14.9%)和等温性(10.8%)。此外,在地形因子中,距水源距离(5.9%)和海拔(1.7%)对中华秋沙鸭适宜生境选择同样有重要影响。其中AUC为(0.908±0.041),表明该模型可预测我国东北地区中华秋沙鸭的潜在分布区,可为制定中华秋沙鸭的保护政策提供理论依据。

踔厉奋发谋新篇 笃行不殆又扬帆 为广东实现高质量发展作出江门贡献

作为沿海经济带上的“江海门户”和“一带一路”重要节点城市的江门,要积极融入粤港澳大湾区建设这个国家级战略,围绕“双区驱动”“双城联动”和横琴、前海两个示范合作区建设的重大政策和现实问题,主动对标对表省内外先进行业产业水平,坚持“工业立市”“产业兴市”“先进制造业强市”的发展策略与前进方向,扭牢民营经济起市这个“牛鼻子”不放手、实体经济壮市这个“门把手”不松懈;统筹经济与社会两头兼顾、快速发展“大局”和充分利用国际国内“两种市场”“两种资源”,针对碳中和碳达峰国家庄重承诺,贯彻落实习近平总书记“两山理念”,推动绿色经济、循环经济落地落实,推进供给侧深度改革,高标准高水平推动工业产业转型升级,履践江门“为广东四个走在全国前列”和“为全省发展大局作出江门贡献”的政治要求,为中国式现代化广东实践书写江门锦绣篇章。

岩溶复杂发育区公路桥梁地基适宜性分析研究——以赤石特大桥为例

赤石特大桥是一座修建在岩溶复杂发育区的公路桥梁。大桥场地内由于构造作用与岩溶作用叠加,导致岩溶复杂发育,钻孔揭露最大发育深度超过100m。工程勘察采用钻探、物探相结合的勘察方法,揭示了场地内垂直岩溶与顺层面岩溶两种岩溶类型,查明了场地内岩溶发育的基本特征。从场地内的岩溶水文地质条件、岩溶充填物性状特征、桩基施工扰动影响等方面对场地岩溶地基的工程适宜性进行了详细分析和科学评价,提出了桥梁初始设计方案4×200m刚构桥的12号、13号主墩不适宜设置在岩溶发育深度大的溶塌角砾岩内这一重要地质问题,解决了桥梁结构需跨越的岩溶不稳定区域这一关键地质问题,并最终确定了主桥采用3×380m斜拉桥结构和4个主塔的安全位置。合理确定了5号主塔采用扩大基础,6号~8号主塔采用群桩基础,并评价了不同岩溶类型的桩侧摩阻力的确定原则。研究成果对岩溶复杂发育区的桥梁地基勘察具有借鉴价值。

一岛两侧站与单岛站十字换乘方案设计研究

为解决两线十字交叉换乘站设计中换乘易拥堵、建设地下大空间投资大以及施工期交通组织与管线迁改困难等问题,通过吸取前人研究成果,结合自身设计实践,提出采用一岛两侧站台、增加楼扶梯数量及点位、扩大站厅十字交叉区域面积、优化换乘路径等方式,使上下车乘客流线分离、换乘客流单向循环,最大程度减少客流交叉、加大缓冲区域,有效缓解换乘便捷与拥堵的矛盾;同时,借助客流仿真进行优化设计,达到大客流车站换乘的最佳效果;针对常规十字换乘站地下空间压抑、视线不通透的问题,在节点区域采用组合结构,实现大跨度、大层高设计,改善空间尺度和乘客舒适性。在节点区域采用小埋深、大空间,是在提高换乘功能、空间效果的基础上节约投资的有效途径。在十字路口下方的节点区采用盖挖逆作法,可提高深基坑的安全性,显著减小工程建设对道路交通、市政管线等外部环境的影响,并可节约大量混凝土支撑等临时结构,是一种安全、环保的建造方法。研究和实践表明:针对城市核心区的两线十字交叉大客流换乘站,综合利用一岛两侧站台、组合结构、盖挖逆作法等方法,可以达到车站设计综合效果最优的目的。

古冲沟区域下沿空留巷稳定性控制技术研究

以锦界煤矿古冲沟区域下的31116和31117沿空留巷为研究背景,采用数值计算、理论分析和现场监测的方法,对古冲沟区域下沿空留巷稳定性控制技术展开研究。研究结果表明,冲沟区域下岩层软弱且易产生应力集中,原有支护强度不足,沿空留巷充填墙体失稳加剧。根据巷道失稳原因,提出分区域管控巷道围岩,采用主被动支护配合补强支护的围岩控制方案,现场实测结果显示,采用该方案后古冲沟区域下沿空留巷的断面最大收敛率为3.70%,满足了工程需求。

断层发育区桥梁桩基的承载性能分析与优化设计

通过分析桥梁桩基的受力原理、竖向承载力的影响因素和计算方法,采用自制模型箱进行模拟操作,测试断层发育区与桥梁桩基水平距离对桩基竖向承载力、桩身轴力和桩侧阻力的影响。研究结果表明,当断层发育区与桥梁桩基水平距离≤2 d_(1)时状态不稳定,≥8d_(1)时,断层发育区对桥梁桩基竖向承载力影响可忽略不计;覆盖层厚度占桩长比例增加时,桥梁桩基竖向承载力增大;相同竖向荷载力作用下,断层发育区与桥梁桩基水平距离越小,桥梁桩身轴力变化越小;水平距离越小,桥梁桩身中上部桩侧阻力可分担大部分桥梁顶部荷载,因此桩身下部分桩侧阻力较小。因此,针对断层发育区桥梁桩基的优化设计方案,可以提高桩基的承载能力和稳定性。

中心城区不同高程管道侧接联通施工技术研究

在上海市中心城区施工暗挖管道及其工作井多位于市政道路上,地下管线错综复杂,常常存在不同方向管道汇流处存在高差的难题。故结合龙华污水处理厂初期雨水调蓄工程LH1.2标的7号工作井及与管道连接的工艺,提出一种不同高程管道侧接联通工艺。在有限元模拟和受力分析结果可行基础上,从施工技术角度具体分析一座占地面积小的钢壳沉井联通不同高程上的顶管管道和盾构管道的施工方法,实现不同高程管道的联通,从而创建一种中心城区应用于狭窄道路上管道联通的绿色施工技术。

微震监测揭示的C型采场空间结构及应力场

为研究开采强烈冲击倾向煤层解放层的卸压效果,采用微地震定位监测技术,对三面采空长壁工作面(解放层)的开采进行覆岩空间运动结构及应力场分布的监测。根据岩体在三维空间的破裂成像,揭示采场覆岩空间破裂与采动应力场的关系,得出以下结论:(1)工作面三侧采空区老顶上方的岩层形成C型空间结构,微震事件分布在C型结构的外侧,构成岩体破裂区,在C型结构的内侧为高应力区,并对高应力区域的转移及不同区域的应力状况进行了描述;(2)C型结构的最凹部在煤柱上方,煤柱最小时的支承压力分布为:在靠近上顺槽的区域,老顶以上的厚硬岩层已经发生断裂,形成卸压带;靠近下顺槽的区域,老顶以上的厚硬岩层未断裂,形成应力集中区。因此,通过监测确定被解放层的解放范围,对圈定的冲击危险区域预先采取防治措施,可实现安全开采。

关于Neuberg-Pedoe不等式高维推广的一个注记

将Ｎｅｕｂｅｒｇ－Ｐｅｄｏｅ不等式推广到ｎ维Ｅｕｃｌｉｄ空间。

广西泗顶—古丹铅锌矿田地质特征成矿规律及找矿标志

论述了泗顶—古丹铅锌矿田地质特征 ,总结成矿规律及找矿标志 ,指出古丹—泗顶 SN向断裂为导矿断裂 ,NW。

导电(Cu,Mn)_(3)O_(4)接触层在SOEC阳极侧的应用

固体氧化物电解池(SOEC)中铁素体不锈钢合金连接体和电解池阳极之间存在界面接触、连接体表面氧化以及氧电极“铬毒化”等问题,是导致电解堆性能衰减的重要影响因素之一。本工作利用反应烧结工艺在连接体与阳极之间制备了多孔的(Cu,Mn)_(3)O_(4)导电接触层,形成了粘结强度高的连接体/接触层/电解池界面结构。所得试样在750℃下表现出优异的电性能,整个500 h测试过程半电池的面比电阻(ASR)值稳定保持在20.13~20.32 mΩ·cm^(2)。通过微观结构表征技术证实,多孔(Cu,Mn)_(3)O_(4)接触层与相邻的电解堆部件具有良好的兼容性,并可以抑制连接体表面的氧化薄膜增长,同时阻止铬元素的迁移。(Cu,Mn)_(3)O_(4)接触层也降低了电解池与集流体之间的接触电阻,提高了电池电化学输出性能。

近代齐鲁民间大襟服装的技艺及民俗文化

针对近代齐鲁民间大襟服装及其技艺"挖大襟"进行了研究分析,探讨了与之相关的民俗文化。通过实地考察和民艺采风,结合民俗文献及地方志资料,从民俗和技术角度对大襟单褂"挖大襟"技艺的工艺流程和技术特点进行了研究。对6大工艺流程铰衣身、开大襟、补底襟、挖拓肩、绱领子及后处理逐一进行分析,并部分做了详细图示。在此基础上,总结出相关联的民俗文化内涵:服装实用、简洁与保守的特点反映了齐鲁耕作文化和当地民族性格特征;着装行为和民间禁忌的传承表达了齐鲁人们趋吉避灾及向往美好生活的民俗心理;技艺的高低不仅表达了齐鲁劳动妇女的思想情感,更决定了其在家庭中的地位。