杉木层状压缩的形成及其密度分布特征

实木层状压缩技术是以实体木材的定向定位压缩为目标,以最小的材积损耗,最大限度地提高木材力学性能的一种新型木材压缩方法。通过水热分布调控以及外力加载的协同作用,在调控压缩层的形成位置、厚度和多层压缩的基础上,分析压缩木材密度分布特征,研究层状压缩技术对于人工林杉木(Cunninghamia lanceolata)的适用性及其层状压缩形成的特点。结果表明:预热时间控制在0.5~30 min之间时,获得压缩层位置不同的层状压缩杉木。随着预热时间的增加,压缩层由表层逐渐向中心(厚度方向)移动,压缩层密度达到0.583 g/cm^(3)及以上;通过调控压缩量,获得压缩层厚度为3.00~8.07 mm的4种厚度的表层压缩杉木,压缩层密度提高率比木材整体密度提高率平均高28.7%;将表层压缩和中心层压缩工艺并用,实现形成3个压缩层的多层压缩。扫描电镜观察结果表明,无论压缩层形成于表层还是中心层,压缩层与未压缩层界线出现在早材区域或早晚材交界处,压缩层的早材细胞发生细胞壁屈曲变形,至细胞腔几乎完全消失,而晚材细胞壁及细胞腔仅发生微变形或不变形。依据压缩前后木材密度分布曲线及特征值计算结果,杉木压缩层部位的早材密度提高率最大值可以达到210.6%。

煤层采动巨厚松散层全断面监测及内部变形特征

开采沉陷是煤炭资源井工开发利用所面临的主要环境地质问题,尤其对于我国东部高潜水位矿区而言,巨厚松散层的移动变形控制与采动减损评价备受关注。为了研究巨厚松散层内部移动机制,明确其对地表移动变形影响,以淮南新集矿区某井田为研究区,通过采用分布式光纤与并行电法联合测试技术,构建超过600 m深度全断面钻孔监测系统,探究巨厚松散层变形特征和内部移动规律。全断面监测系统能够获取煤层采动区域巨厚松散层内部应变、位移信息及监测钻孔周围电阻率变化情况,量化地层监测断面松散层内部移动变形时空关系和渗流场变化数据,分析松散层内地层变形特征与发育形态。研究结果表明:多参量联合测试技术的应用,显著提高了对巨厚松散层移动变形的监测效率和变形定位的准确性,获得了工作面回采位置与松散层内部变形时空演变关系。并根据松散层变形特征,将采动影响过程划分为超前影响期、弱采动影响期、强采动影响期、采后沉稳期4个阶段,揭示了超前影响变形表现“台阶状”形态与采动影响期的“反向3字型”移动特征,同时分析了“反向3字型”移动模式的构成条件、影响因素。基于全断面监测数据,提出巨厚松散层变形多场可测信息量化评价方法,阐明了巨厚松散层在煤层开采过程中存在分层应力积累与释放的规律。研究内容为巨厚松散层内部移动变形的精细化监测分析提供重要的技术支持。全断面监测技术的应用,也可为采动损害过程监测与评价、矿山生态源头减损与减沉、沉陷区土地规划与复垦以及松散层内注浆改造等提供参考。

烧结矿预冷却技术及装备研究

为了对烧结矿的高品质余热进行充分回收利用,提升环冷机布料的均匀性和热量分布的合理性,进一步提高烧结矿显热回收效率,本文使用可实现烧结矿冷却和高品质余热回收的预冷却装置取代现有烧冷系统中的给料溜槽,并引入可提高换热效率和余热品位的气固逆流换热方式,形成烧结矿预冷却技术。同时,对预冷却装置进行结构设计,基于Fluent和EDEM仿真平台,对比分析两种不同结构方案装置内部的气流分布、料层阻力以及物料流动情况,并对装置的换热效果进行验证,从而获得最佳的预冷却装置结构方案和运行参数。烧结矿预冷却技术及装备在湘潭钢铁集团有限公司360 m^(2)烧结机1.5 a的实际运行经验表明,该技术可改善环冷机布料的平整度,将余热锅炉蒸汽产量由34 t/h提升至40 t/h左右,显著提高了烧结矿显热的回收效率。

超声NT及LC联合母血分子标志物评估高危妊娠产妇妊娠结局的价值

目的:探讨超声颈项透明层厚度(NT)、子宫颈长度(LC)联合游离人绒毛膜促性腺激素(B-HCG)、妊娠相关血浆蛋白(PAPPA)、D二聚体(D-D)评估高危妊娠产妇妊娠结局的价值。方法:回顾性选取2019年1月至2022年1月在我院就诊的高危妊娠产妇80例作为研究对象,根据是否发生不良妊娠结局分为有不良妊娠结局组和无不良妊娠结局组,比较两组NT、LC、动脉S/D、PI、RI以及血清B-HCG、PAPPA、D-D的差异,以及指标间的相关性和对不良妊娠结局的预测价值。结果:有不良妊娠结局产妇的B-HCG、PAPPA、D-D和NT分别为(2.28±0.62)mom、(0.72±0.16)mom、(351.12±82.80)mg/L和(3.78±0.81)mm,明显高于无不良妊娠结局产妇(1.75±0.41)mom、(0.57±0.15)mom、(295.33±85.52)mg/L和(3.31±0.64)mm(P<0.01),而LC为(24.49±4.53)mm,明显低于无不良妊娠结局产妇(31.01±5.12)mm(P<0.01)。B-HCG、PAPPA、D-D水平与NT呈正相关(P<0.05),而与LC呈负相关(P<0.05)。NT、LC联合B-HCG、PAPPA、D-D预测高危妊娠产妇不良妊娠结局的ROC曲线下面积为0.911(95CI:0.848~0.974),明显高于各指标单独预测,其灵敏性和特异性分别为79.20%和96.30%,P<0.01。结论:NT、LC及B-HCG、PAPPA、D-D与高危妊娠产妇不良妊娠结局有相关性,在预测高危妊娠产妇不良妊娠结局中有较好的价值。

影像变形的中空玻璃厚度测量与分析

选取某玻璃幕墙项目同一区域内已有影像变形的不同分格尺寸的中空玻璃,测量了中空玻璃空气层厚度和中空玻璃外片平面外凹陷,并对中空玻璃外片凹陷变形进行等效荷载作用校核分析,为影像变形的中空玻璃整改和安全使用提供了数据支持。

珠光体纳米摩擦学行为的分子动力学模拟研究

由于独特的叠层结构,铁素体和渗碳体能较好发挥协同作用,故珠光体组织表现出优异的摩擦学性能.然而,受试验技术限制,人们对珠光体优异摩擦学性能的机械起源认识仍不全面,尤其是在片层方向和片层厚度对珠光体摩擦学行为的影响方面.本文中采用分子动力学模拟方法研究了片层方向和片层厚度对珠光体划痕摩擦学行为的影响.结果表明:与平行于表面的片层方向相比,垂直于表面的片层方向表现出更优异的摩擦学行为,其塑性影响区深度更小,磨损原子数量也较少.对于具有垂直于表面片层方向的珠光体,片层厚度对塑性影响区深度基本无影响,但摩擦力、摩擦系数和磨损原子数目随着片层厚度的减小而减小.此处,片层厚度与磨痕形貌紧密相关.本工作有助于人们理解珠光体片层方向和片层厚度与摩擦变形微观机制之间的关联,可为设计具有更优异摩擦学性能的珠光体钢提供一定理论指导.

Pt/Co/Au多层膜中磁斯格明子的密度调控

磁斯格明子是一种拓扑自旋结构,凭借其尺寸小、结构稳定和驱动电流密度低等特性,有望成为新一代赛道磁存储器件的信息存储单元。在存有磁斯格明子的材料体系中,具有界面Dzyaloshinskii-Moriya Interaction(DMI)的铁磁多层膜可与现代纳米制造工艺兼容,并且这种铁磁多层膜产生的磁斯格明子在室温下可稳定存在,这为基于磁斯格明子研发的电子器件提供了材料基础。然而磁性多层膜中界面DM相互作用、交换相互作用和偶极相互作用等各种作用之间的竞争,导致了磁斯格明子密度的随机变化,降低了磁斯格明子器件的可控性。因此,系统的研究材料参数对磁斯格明子密度的调控具有重要的意义。本文通过改变磁性层Co层的厚度调控了磁性多层膜中磁斯格明子的密度。实验结果表明,随着Co层厚度的增加,磁斯格明子的密度先增加后减少,其中Co层为2.1 nm时磁斯格明子密度最大。理论计算表明,磁性层厚度的变化会引起磁各向异性的转变和内禀属性DM相互作用的改变,进而影响磁斯格明子密度的变化。

基于晶格大失配In_(0.58)Ga_(0.42)As材料的高效四结太阳电池

Ⅲ-Ⅴ族晶格失配多结太阳电池是实现高效太阳电池的主要途径之一,但面临晶格失配材料的高质量生长及其所导致的子电池光电转换效率下降的难题。重点针对晶格失配子电池结构中的(AlGa)InAs缓冲层开展台阶层厚度优化研究,设计了150、200和250 nm三组不同台阶层厚度的缓冲层结构,并完成三组样品的外延生长实验。通过材料测试和子电池电性能测试,系统分析了台阶层厚度对In_(0.58)Ga_(0.42)As材料外延生长质量和子电池电性能的影响。获得了晶格弛豫度为96.71%的In_(0.58)Ga_(0.42)As子电池材料,制备的子电池开路电压达到205.10 mV。在此基础上,结合GaInP/GaAs/In_(0.3)Ga_(0.7)As三结电池研制了晶格失配四结薄膜太阳电池,其光电转换效率达到32.41%(AM0,25℃)。

巷道顶板岩层连续强化控制技术研究

为控制复杂条件下巷道顶板岩层稳定性,以翟镇煤矿11503E工作面轨道巷为研究背景,对其支护方案进行研究。针对巷道支护密度大、支护可靠性不足等问题,提出巷道顶板岩层连续强化控制技术。由顶板岩层连续强化控制机理,提出“一级正常支护-二级强化支护-三级让压防冲”的多级厚锚固岩梁强化支护技术,确定支护技术参数。通过与原支护的性能对比和实际应用表明,优化后的支护方案能起到较好的支护效果,同时能有效降低巷道支护成本,提高企业经济效益,对同类型巷道顶板岩层控制起参考作用。

基于HVSR方法的上海市典型场地特征研究

上海市强震台网获取了2020年5月3日日本九州6.0级地震等多次强震记录。通过对地震记录进行分析处理,分别计算了每个强震台站的H/V谱比曲线,结合上海市地质调查研究院的基岩埋深分布图,得到了每个台站的基阶共振频率与沉积层厚度。结果表明:H/V谱比曲线峰值与沉积层厚度存在明显相关性,并且通过数据拟合建立了上海市沉积层厚度与基阶共振频率的经验公式,绘制了上海市场地基本周期分布图,可以为上海市抗震设防提供一定的参考;厚沉积层场地上地震记录的谱比曲线会出现多个峰值,第二个峰值代表了沉积层的高阶共振频率;通过数据拟合得到上海地区剪切波速与沉积层厚度的经验公式。

浮选槽液位高度和泡沫层厚度测量系统设计

在金矿浮选过程中,矿浆液位高度和泡沫层厚度是一个关键的技术参数,对金矿的出金率有很大影响。针对浮选槽中泡沫层厚度难以测量的问题,设计了一种基于阻抗测量的金矿浮选槽液位高度及泡沫层厚度测量系统。该系统使用32个电极测量31组阻抗数据,根据浮选槽矿浆与泡沫导电性能不同的特点,通过阻抗分析仪判断各电极所处位置并计算得出液位高度和泡沫层厚度。经实验验证,该系统可直接测量出液位高度和泡沫层厚度且效果理想,为金矿浮选中液位的实时控制提供了基础。

粉末冶金制备22Cr-ODS合金的高温氧化行为研究

采用粉末冶金热等静压工艺制备了氧化物弥散强化FeCrAl合金,探究在1000℃空气环境中合金的高温氧化行为。通过X射线衍射、扫描电子显微镜等对合金在1000℃氧化不同时间后的氧化层表面成分、物相及截面成分、厚度等进行研究,结果表明:该工艺制备的22Cr-ODS合金在1000℃空气环境中能够形成完整致密的α-Al_(2)O_(3)表面氧化层,氧化10 h、25 h、50 h、100 h、200 h后氧化层厚度分别为0.52μm、0.91μm、1.42μm、1.47μm和1.76μm,合金内部晶粒未发生明显粗化,表明该合金具有良好的高温抗氧化性能和组织稳定性。

山地枣树在不同土层厚度下的土壤水分状况变化

土层厚度作为土壤的关键属性,决定了生根空间、水分和养分储量等影响植物生长的一系列条件。为探究不同土层厚度下山地枣树土壤水分状况及耗水策略,构建足够大且可控制的土体空间,设置2、3、4、5、6 m共5种土层厚度的试验小区,对其土壤水分进行定位观测。结果表明,枣树耗水量随着土层厚度的增加呈现先降低后增高的变化趋势,浅土层抑制了枣树地上部分的生长而加强了细根的生长发育,越厚的土层枣树生长状况越好,细根生长发育随之得到加强;土层越厚,枣树土壤水分状况越好,2~4 m深土层在11 a枣树耗水下深层土壤水分已邻近凋萎湿度,此后枣树耗水仅能依靠降雨补充,5 m和6 m深土层因土壤储水充足其浅层土壤水分较2~4 m深土层更高;不同土层厚度下降雨补给量和补给深度不同,厚土层较浅土层降雨补给深度更深。因此,枣树在深层土壤储水严重缺乏的浅土层中会抑制自身生长发育而加强根系吸水能力,随着土层厚度与深层土壤储水的增加,枣树保持着深层土壤储水越多、生长状况越好、耗水量越多的规律。该研究阐明了枣树为适应土层厚度带来的土壤储水量差异其耗水机制的改变,揭示了深层土壤储水对枣树生长耗水的影响,研究结果可为干旱区植被恢复与重建提供一定的理论依据。

土层厚度与灌溉方式对寒地水稻节水生长及产量的影响

【目的】探究不同土层厚度与灌溉方式对寒地水稻生长的影响。【方法】于2020年在兴安盟乌兰浩特市科右前旗袁隆平水稻试验基地开展水稻田间试验,试验设置15~20 cm(H1)、20~25 cm(H2)和25~30 cm(H3)3种土层厚度,设置控制灌溉(K)、常规灌溉(CK)2种灌溉方式,共计6个处理,探究不同土层厚度与灌溉方式对寒地水稻生长的影响。【结果】K处理下的水稻株高相比CK矮,根长、茎粗、每穴有效穗数、千粒质量及产量相比CK均有不同程度的增加,H2和H3土层厚度下的水稻产量相比H1增加30.49%~32.91%和63.74%~76.33%,K处理下的总灌水量相比CK减少55.04%~56.84%,K处理下的灌溉水生产率相比CK增加1.55~1.86倍,H2和H3土层厚度下的水稻灌溉水生产率相比H1增加35.61%~38.62%和73.07%~94.14%。【结论】25~30 cm土层厚度下采用控制灌溉的水稻节水增产效果最优,适宜当地水稻种植,研究结果可为寒地水稻种植提供理论依据与技术参考。

16m级盾构始发筑岛围堰湖相淤泥原位固化试验研究

为满足城市内湖筑岛围堰内超大直径盾构始发作业需求,依托武汉两湖隧道(南湖段)PPP项目3标围堰淤泥固化工程,开展湖相淤泥固化剂适配性试验,探究固化剂成分配比、固化剂质量分数、喷搅工艺及浮淤对固化效果的影响;通过轻型动力触探试验、固化翻浆层厚度测试明晰淤泥固化效果,以获取最佳固化剂质量分数及固化工艺。试验研究表明:1)通过固化剂适配性试验、现场原位固化试验可知,湖相淤泥采用原位固化工艺是可行的,能满足施工承载力等指标要求;2)针对南湖湖相淤泥,考虑固化土强度及均匀性,选取m_(水泥)∶m_(工业废渣)=6∶4、固化外加剂质量分数为1‰及固化剂质量分数为10.5%的固化剂处理效果较好;3)采用“4搅4喷”固化工艺,可以减少翻浆浪费,且可以均匀加固淤泥地层。通过评估不同工况下筑岛围堰内试验田淤泥固化效果,提出了最佳固化剂质量分数及固化工艺,解决了淤泥固化强度不足、均匀性不良等质量问题。

元坝隔层型底水气藏水侵动态实验模拟研究

元坝长兴组生物礁储层纵向发育多期生物礁,不同期次礁体之间均发育不同程度的不渗透隔层、低渗透隔层,纵横向展布连续性差,隔层如何影响底水水侵动态是气藏开发关注的重点和难点.本文首次设计了7组无隔层、低渗透隔层、不渗透隔层型底水水侵全直径岩心物理模拟实验:主要包括无隔层型、不渗透隔层型和低渗透隔型底水水侵模拟对比实验,不渗透隔层型底水在不同衰竭速度下的水侵动态模拟实验,不同厚度低渗透隔层水侵动态模拟实验.实验结果表明,隔层型底水气藏水侵可划分为以天然气弹性能为主要驱动能的弹性气驱、受天然气弹性能与底水水体补能共同作用的水体补能及受水侵储层伤害控制的气水同产三类渗流阶段,隔层、低采速、高厚度隔层能够抑制底水过快水侵到井底,提高气藏开发效果.基于无隔层、有隔层型底水水侵渗流阶段的差异性建立了水侵模式诊断曲线,为明确底水气藏模式提供了理论支撑.

煤层亚临界/超临界CO_(2)吸附特征与封存模式

大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸附实验,并采用简化局部密度模型(SLD-PR)拟合,分析了温压变化下不同孔隙的吸附相密度分布特征,揭示了以吸附相密度和最大吸附层厚度协同变化为核心的煤层CO_(2)封存机理,最后通过准确划分孔内吸附空间与自由空间,预测了不同埋深下煤层CO_(2)封存量。研究结果表明:(1)不同温度下超临界CO_(2)吸附曲线均表现出典型的超临界气体吸附特征,过剩吸附量(最大值介于1·25~1·75 mmol/g)在达到最大值后下降;(2)孔隙内CO_(2)吸附层分为接触层、内层和过渡层,亚临界CO_(2)在孔内以单分子层吸附为主,而超临界CO_(2)吸附方式为多分子层吸附;(3)最大吸附层厚度随埋深增加而减小,与温度呈正相关,而与压力呈负相关;(4)CO_(2)平均吸附相密度随埋深“先增后减”,总封存量与绝对吸附量曲线在CO_(2)处于超临界状态下存在差异。结论认为:(1)在吸附空间与吸附相密度协变下,煤层CO_(2)微观封存模式随埋深可分为亚临界单分子层吸附、超临界类气态多分子层吸附型以及超临界类液态多分子层吸附3种类型,自由相封存量对总封存量的贡献随埋深增加,但吸附封存仍是煤层CO_(2)封存的主要方式;(2)研究成果揭示了原位煤层超临界CO_(2)封存机理,能够为深部煤层CO_(2)封存能力评价提供新认识。

弹体侵彻过程主动磁探测识别方法

针对现有主动磁探测侵彻过程识别方法存在双磁块体积大、安装一致性差,相对位置扰动对侵彻过程识别影响大的问题,提出利用单个磁块激发磁场的主动磁探测侵彻过程识别方法。通过安装于引信内部的单个磁块产生磁场,靶板内铁磁性的钢筋会使引信内部磁场产生变化,而磁场变化情况与侵彻过程中弹靶相对位置具有对应关系,可以此实现对弹体侵彻过程的识别以控制起爆。利用COMSOL软件建立弹体侵彻钢筋混凝土靶板的有限元仿真模型,通过对侵彻单层靶的弹靶耦合作用下的引信内部磁场变化情况进行仿真,确定磁块和磁传感器相对位置的放置方案。针对多层靶和厚靶的不同侵彻工况进行仿真分析,得到弹体侵彻多层靶和厚靶时磁场变化情况与侵彻过程的对应关系,分析了斜侵角度对主动磁探测的影响,侵彻角度越大,磁场强度变化滞后越明显。研究结果表明,利用单个磁块的主动磁探测方法可用于不同工况的侵彻过程识别并以此来控制起爆。

顾及土壤热传导-对流效应的InSAR冻土活动层厚度估计

冻土活动层厚度(Active Layer Thickness,ALT)的变化是反映青藏高原多年冻土发育情况及其状态的一个重要指标,监测活动层厚度变化对寒区景观稳定发展、碳循环等方面具有非常重要的意义.由于合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术具有大范围、高精度、高时空分辨率等优势,近年来逐渐被用于反演活动层厚度.已有研究中基于InSAR和土壤一维热传导模型的活动层厚度估计方法,没有充分考虑到冻土中土壤水分对流引起的热量传递.因此本文提出了基于InSAR时序形变及土壤热传导-对流模型的活动层厚度估计方法,利用土壤热传导-对流模型建立InSAR探测的最大融沉形变与最高地温之间的滞后时间与活动层厚度之间的相关关系,实现了由滞后时间直接推算大范围、高分辨率的冻土活动层厚度.本文以青藏高原五道梁多年冻土区为例,利用116景Sentinel-1影像图作为实验数据,估计了该地区2017—2020年的平均活动层厚度.结果表明,活动层厚度值范围为0~7.0 m,平均活动层厚度为3.06 m,与已有研究中相近时间段相关成果及观测数据结果一致.本文方法兼顾冻土水热过程,证明了土壤热传导-对流模型在冻土活动层厚度反演中具有良好的应用前景,可用于青藏高原其他偏远地区的高空间分辨率活动层厚度反演.

基于霍夫算法的薄膜印品墨层厚度研究

在印刷技术领域中,经常会因墨层厚度无法精准检测而产生印刷精度问题。现有的墨层厚度检测方法误差较大,为此本研究基于概率霍夫直线变换原理,提出了将激光三角测厚技术和图像处理技术相结合的墨层厚度检测方法。首先搭建墨层厚度检测系统平台,然后使用工业相机采集图像并处理采集的图像,最后基于概率霍夫直线变换方法获得激光偏移量,计算得到墨层厚度数值。本研究找到了适合该墨层厚度检测系统的激光入射角,并与传统测量方法进行对比测量实验。结果表明,测量误差小于3μm,验证了该方法能够有效测量透明薄膜印品墨层厚度。