DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 耦合电感设计与纹波分析 5.1. 纹波分析 为了减小电感的体积和重量，本文选择使用耦合电感，电感的纹波可表示为 i L ˜ = 1 L + M ∫ V L ˜ d t (26) 其中，L为电感量，M为电感互感系数。 则电感纹波平均值可表示为 I L ˜ = 1 T ∫ 0 T i L ˜ 2 d t (27) 两相DC-DC变换器的输出纹波波形如图10所示。 图10. 两相DC-DC变换器的输出纹波 根据电感的电压电流波形，双向两相DC-DC变换器的输出纹波可表示为： I L ˜ = { E d f s ( L + M ) D ( 1 − 2 D ) 2 3                           D < 0.5 E d f s ( L + M ) ( 2 D − 1 ) ( 1 − D ) 2 3             D > 0.5 (28) V 0 ˜ = { E d D ( 1 − 2 D ) 24 f s 2 C ( L + M ) 1 + 4 D − 8 D 2 5                           D < 0.5 E d ( 2 D − 1 ) ( 1 − D ) 24 f s 2 C ( L + M ) − 3 + 12 D − 8 D 2 5           D > 0.5 (29) 同理可分析3至多相的DC-DC变换器的纹波。 5.2. 滤波器设计 LC滤波器的尺寸取决于其容量，当滤波器容量达到最小时，可得到最小设计尺寸。本文的LC滤波器设计如下 W = 1 4 L ( 1 + k ) I 0 2 + 1 2 C V 0 2 (30) 定义K = M/L，则有 L = V 0 f s I 0 ( 1 + k ) 2 E d V 0 ˜ f ( D ) (31) C = E d f ( D ) V 0 f s 2 V 0 L ( 1 + k ) (32) f ( D ) = D ( 1 − 2 D ) 24 1 + 4 D − 8 D 2 5 (33) 5.3. 耦合电感设计 为了减小电感的体积和重量，本文选择使用耦合电感。两电感共用同一磁芯。对于一个磁芯上的单个线圈，其磁通可表示为Φ = PNi，其中P为磁芯材料常数，N是线圈的匝数，i是通过线圈的电流。则线圈的电感可表示为 L = N Φ i = P N 2 (34) 对于DC-DC变换器中的电感，由于电路对称，可认为通过电感的电流总是相同。两个线圈在同一个磁芯上通过相同电流，其磁通可表示为Φ = 2PNi，则此时的电感可表示为 L = N Φ i = 2 P N 2 (35)
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user: 6. 实验与分析 基于上述分析，本文搭建了150 kVA的全数字控制的双向四相DC-DC变换器实验平台。选择采用DSP-320F2407作为控制器，IGBT作为功率开关器件，采用双闭环控制方法对系统进行控制。图11为DC-DC变换器在两相模式下工作的波形。 图11(a)中I L1 和I L2 为两个电感电流，输入纹波电流为I in 、输出电压V o 、输出电流I o ，经过滤波器的输出电压波动小于1%。两相电感电流有180°相位差，大大减小了输入电流的脉动，其输入电流脉动系数小于5%。图11(b)为当变频器负载增加或减少50%时，系统动态小信号性能波形，可以出两相电感有在动态过程中性能相近，且动态响应时间小于30 ms。这说明了该控制器的动态性能较好，且二相平衡，负载电流相等。图11(c)为当系统软启动和软停止时的瞬态大信号的响应波形，可以看出软启动/停止时间是3 s，表明了系统的可靠性。图11(d)为电容电流I C 、电感电流I L1 ，电感电压V L 和IGBT上的电压V igbt 。可以看出，变频器运行在CCM模式时IGBT上的峰值小于15%，说明变频器具有较低的功率器件额定设计要求，降低了功率变频器的成本，特别适用于大功率场合。
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user: 7. 结论 本文研究了双向多相DC-DC变换器的工作原理，对变频器的工作原理进行了详细的分析，并且通过信号流图模型对CCM和DCM模式下变频器正、反向进行了推导分析。此外，对电流/电压脉动和耦合电感进行了分析。以DSP-320F2407作为控制器，研制了150 kVA DC-DC变换器的控制器样机。通过实 图11. 两相运行时的实验波形 验验证了该变频器的有效性。结果表明，输出电压的波动小于1%，输入电流的脉动系数小于5%，对燃料电池有显著的好处。采用多相PWM及耦合电感，降低输入电感的重量和体积，大大降低了变换器的重量和体积。由于采用数字控制和双闭环控制器，其具有优秀的动、静态特性。变频器的动态响应时间小于30 ms，两相电流相互平衡，IGBT的峰值小于15%，这意味着变频器可采用更低额定功率器件设计，大大降低了功率转换器的成本。这种多相DC-DC转换器拓扑结构为燃料电池车的应用提供了更广阔的发展前景。
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user: 摘 要 合龙矿田位于南岭东部钨锡多金属成矿带雩山成矿亚带中部西侧，区内化探异常与蚀变组成“三环一冒一壳”的地球化学分带模式，成矿地质条件优越，成矿远景好，矿床(点)众多、矿种丰富。综合该区资源大调查等项目找矿成果，分析总结已知矿床成矿特征，认为矿田内已知矿床深边部及外围才逢寮等区具有大型–超大型钨矿找矿潜力。 关键词 :找矿远景，地质特征，钨多金属矿田，合龙 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 合龙矿田具有较为独特的成矿地质背景和丰富的金属矿产资源，包括钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、银(金)、钽铌(锂)及稀土等，矿产种类众多，尤其是钨、锡、钼、钽铌富集明显，是赣南为数不多尚需进一步勘查的几处最具钨多金属找矿潜力地区之一。区内除原已探明赖坑和长坑2个钨矿床(区)外，近年找矿勘查尚未取得大的突破。本文拟通过对该区地层、构造和侵入岩等成矿地质条件，矿床禀赋与化探异常等特征分析，总结其成矿要素、建立成矿模式，分析探讨找矿有利区域及找矿远景，为找矿突破提供指导。
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user: 2. 区域地质背景 矿田位处南岭东西向构造带东段与武夷山北东–北北东构造带南段的复合部位(图1(a))，隶属南岭钨锡多金属成矿带(东段)、雩山成矿亚带于都–赣县远景区之长坑–九窝矿集区内(图1(b))。 区域内地层尤其是南华系–寒武系基底地层及泥盆–二叠纪盖层出露分布广，侏罗–白垩纪断陷盆地沉积呈零星分布，区内各时代地层中W含量明显偏高，是钨地球化学省 [ 1 ] ；岩浆活动频繁强烈，富含钨锡等成矿元素的燕山早期岩浆岩广泛分布，成矿物质丰富；褶皱断裂构造发育，东西向、北北东向构造控矿规律明显，成矿地质条件优越。区内已探明一大批以钨为主的大–中型矿床，如铁山垅、黄沙(大型)、黄婆地、庵前滩、上坪、赖坑(中型)等，及众多小型矿床/点。其中，黄沙、铁山垅、赖坑等钨矿床具赣南脉钨矿床“五层楼+地下室”或“楼下楼”成矿模式，找矿远景较大，是赣南最具钨多金属矿找矿远景地区之一 [ 2 ] 。
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user: 3. 矿田地质特征 3.1. 地层 区内出露震旦–寒武纪基底和泥盆–石炭纪盖层二个构造单元，以广泛出露早古生代基底岩系为特征。前者为一套以变质砂岩、板岩为主的类复理石泥、砂质建造，震旦系岩性主要为变质杂砂岩、板岩、千枚岩、硅质岩为主，寒武系岩性为变质砂岩、砂质板岩、含炭质板岩，呈近南北分布于区域复式背斜的 图1. 江西赣南中部区域地质矿产图 核部，赖坑复式向斜两翼，倾角较陡；后者以碳酸盐岩、含煤碎屑岩建造为主，中泥盆纪云山组与下伏震旦纪地层呈不整合接触，岩性厚层状石英粗–细砂岩、中粒砂岩，底部为含砾石英砂岩，走向近南北向倾角较缓。地层岩石物理、化学及地层产状等性质有利于钨等沿裂隙富集成矿，地层中富含W、Sn等成矿元素，是重熔型花岗岩成矿物质的主要来源及钨矿床主要赋矿围岩之一(图2)。 3.2. 构造 本区历经多期构造运动，岩石变形强烈，构造形迹复杂多样，形成了以东西向、北北东向构造为主，叠加北东向、北西向、近南北向构造的格架。区内断裂构造主要以东西向、北东–北北东向构造为主，次有北西向、近南北向，各组断裂的交汇处往往有隐伏岩突上侵，也是成矿的有利部位(图3)。 东西向构造：为南岭纬向构造带的组成部分，主要由一系列挤压性断裂带，伴有东西向分布的花岗岩带等构成，断裂发育，长期活动特征明显，早期以张扭性为主，呈等间距自南向北叠瓦式分布，后期受燕山期构造叠加改造，表现为一系列规模不等、平行排列的压扭性断裂的硅化破碎带，并存在次级隆起与坳陷，是区内最重要的控矿构造–岩浆岩带，沿断裂两侧分布一系列大–中型钨多金属矿床及小型矿点。 图2. 江西合龙地区地质矿产简图 北东与北北东向构造：主要为燕山期形成的区域性断裂、断陷盆地及其伴生配套与低序次派生断裂，部分改造早期南北向褶皱断裂成北北东向展布，伴生北东东、北北西、北西西向断裂裂隙所组成，属雩山构造带组成部分。地球物物理、化学特征表现为明显的变异带，地表表现为硅化破碎带，如将军石北东向断裂斜贯矿区中央，出露长达千余米，宽十余至百余米，带内岩石破碎，硅化强烈，充填有花岗斑 图3. 断裂构造复合控矿示意图 岩脉，倾向北西或北北西，倾角陡。与岩浆活动及内生成矿关系密切，在各组断裂交汇处往往是成矿有利部位。 3.3. 岩浆岩 区内岩浆活动频繁、强烈，侵入岩体尤其是燕山早期岩体广布，如大面积出露的大埠岩基及小岩体(如铁山垅、庵前滩岩体、合龙岩滴等)，经钻孔揭露合龙深部也隐伏有花岗岩体。相关研究资料表明：区内表露及隐伏的岩体与大埠、铁山垅等岩体深部连成一片，同位素测年介于170~130 Ma [ 3 ] ，属燕山早期第二、三阶段侵入产物，以中细粒斑状或少斑黑云二长花岗岩为主，晚期为花岗斑岩，岩石化学成份以高硅、高碱为特征，铁、镁等暗色组份较低，属钙碱性硅过饱和酸性花岗岩(“S”型)，岩石中含稀土、稀有元素及钨锡较高，如W、Sn、Pb、Ag等成矿元素是黎彤花岗岩丰度值的数倍至数十倍 [ 4 ] ，燕山早期较印支期侵入的花岗岩W、Sn、Cu等成矿元素富集程度更强，为成矿提供丰富的物源，是区内钨等矿床的成矿母岩。 3.4. 矿产 区内矿产以钨为主，共(伴)生锡、钼、铋、铜、铅、锌、银(金)、钽铌(锂)及稀土等众多金属矿产，累计探明资源储量WO 3 约1.5万吨，资源量 [ 5 ] Sn 0.95万吨、Mo 1.046万吨、Bi 0.14万吨，矿化类型以石英大脉型钨锡钼多金属矿化为主，次有细晶岩型钽锡矿化及破碎蚀变带型金银多金属矿化，除探明的赖坑和长坑钨矿床外，还分布有才逢寮、嶂子脑、草坪嶂等钨矿点，以及南坑、黄泥坪、牛脊背、上留田钼钨多金属矿点，将军石银铅锌多金属矿点，牛岭坳钽铌锡矿点等。 3.5. 化探异常与矿产分布特征 本区共圈定化探异常4个，其中：甲类1个(长坑)、乙类3个(才逢寮、黄泥坪、上留田)，各异常面积较大、均具三级浓集分带特点(见表1)，异常中心与已知矿床(点)高度吻合，已知矿床(点)以赖坑–长坑为中心，形成了以钨为主，锡、钼、铋、铜、铅、锌、银及钽铌、稀土等矿产共(伴)生的矿化格局。
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user: 4. 典型钨矿床特征 区内探明有长坑和赖坑2处矿床(区)，二者在成因上具相似性，属以钨为主的石英陡倾斜脉状矿床， Table 1 The unexpected features of 1:50，000 stream sediments in Helong Min 类别 名称 形态 面积(km 2 ) 分带 组合元素 显示元素 矿床(点)分布 地质特征 甲 长坑 不规则状 44.8 三级 W、Sn、Bi、Cu、 Pb、Zn、As、Ag、 Be、Au、Li、Sb W、Sn 长坑、赖坑钨矿床， 嶂子脑、草坪嶂、 十二排、牛岭坳钨矿点 震旦–寒武纪地层分布广、 褶皱断裂构造发育， 深部隐伏岩体 乙 才逢寮 等轴状 14.5 三级 Au、Ag、Cu、 As、Li、W、 Pb、Zn、Sb W 才逢寮钨矿点 乙 黄泥坪 椭圆状 24.5 三级 W、Sn、Cu、As、 Pb、Mo、Ag、Au、 Be、Li、Sb W、Sn 南坑、黄泥坪、 牛脊背等钨(钼)矿点 分布花岗岩与地层， 以南北向及东西向 断裂为主，构造较简单 乙 春坳 等轴状 21.3 三级 W、Sn、Bi、Ag、 Be、Cu、Mo、Li、 Pb、As、Au、Sb W 上留田钨钼矿点 花岗岩区，构造较简单 表1. 合龙矿田1:50，000水系沉积物异常特征表 [ 5 ] 分布于合龙矿田中部。 4.1. 地质特征 区内出露震旦–寒武系地层，前者主要以变质杂砂岩、板岩、千枚岩、硅质岩为主，寒武系岩性为变质砂岩、砂质板岩夹含炭质板岩，地层中W、Sn、Bi、Pb、Zn、Ag等成矿元素丰度值较高，是地壳克拉克值(黎彤)1.5~3倍；南北向、北东向、东西向及北西向断裂发育，其中南北向、北东向及东西向断裂与矿化关系较密切；深部隐伏燕山早期侵入的中–细粒斑状黑云二长花岗岩，富含W、Sn、Pb、Ag等成矿元素，是黎彤花岗岩丰度值的数倍至数十倍，为成矿提供丰富的物源，既是钨矿床的成矿母岩，又是其主要赋矿围岩。含钨石英脉矿体赋存在变质岩与岩体内外接触带附近。 4.2. 矿体特征 4.2.1. 长坑矿区 地表圈定6条沿南北向近平行展布的由石英、云母细脉、薄脉组成矿化标志带，长约2000余米，宽约200~550米，地表石英云母细脉条脉幅较小、品位低，一般沿走向延伸十余米至数十米尖灭，沿倾向具尖灭或归并现象，数量变少、脉幅变宽、品位变富。坑、钻探工程揭露控制了19条石英薄–大脉型钨矿体，多呈半隐伏~隐伏产于震旦系变质砂岩或板岩中(见图4)，主脉两侧一般有几条平行密集的脉分布，每一组由数条脉组成，以主脉延深最大，在平、剖面上，矿体成组、呈带密集近等间距、右型侧列分布，其中主脉一般延长大于300米，最大控制延深约600米，脉幅介于0.05~0.5米，平均约0.2米，厚度变化系数多介于40%~85%，属较稳定至稳定类型；脉内以钨为主，伴生Sn、Cu、Mo、Bi及PbZn、Ag等，WO 3 品位0.12%~5.217%，品位变化系数介于55%~130%，属较均匀至不均匀分布；在垂向上显示上钨钼下铜银逆向分布的特点。 Re-Os同位素测定 [ 6 ] 的成矿模式年龄为157.1~159.9 Ma，等时线年龄为158.1 ± 1.2 Ma，属燕山早期，晚侏罗世。 查明储量：WO 3 9680吨，矿床平均品位WO 3 2.98%，伴生Sn 0.01%、Mo 0.015%、Cu 0.30%、Bi 0.051%、Ag 13.61 g/t。 4.2.2. 赖坑矿区 地表多为薄脉或石英细脉，矿(化)体分散，大多以2~3条含矿石英细–薄脉近平行展布，间距一般为5~30米，按石英矿脉走向划分为南北向、北东向、北西向组和南北向等4个矿脉组，以南北向和北东走向为主，空间上呈交叉网格状分布。 地表脉幅大于10厘米的石英矿脉21条，钻孔揭露到大于10厘米的矿脉有31条，走向延长100~600米不等，最大控制延深达900米，脉幅一般介于3~30厘米，往深部脉幅变大，少量脉幅达0.7~1.50米，最大达2.43米，深部隐伏花岗岩中揭露隐伏大脉富钨钼(铜)矿体(见图5)。以钨为主，WO 3 平均品位1.89%，最高达41.28%，伴生铋(包括赣南矿)钼、铜(银)及钽铌、稀土等。 查明储量：WO 3 550吨，矿床平均品位WO 3 1.89%。 图4. 长坑0线剖面示意图 4.3. 矿石特征 矿石矿物种类较多，以黑钨矿为主，少量白钨矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、辉铋矿、赣南矿(氟铋矿)、辉铜矿、锡石、毒砂、方铅矿、闪锌矿，还有含银的矿物。脉石矿物主要为石英，少量长石、萤石、白云母等。 矿石中有用元素有W、Mo、Cu、Pb、Zn、Be、Bi、Ag、Ta、Nb及REE等，以W为主，Bi、Mo、Cu、Ag等局部达伴生矿产综合评价要求。 矿石结构构造主要有自形晶、半自形晶结构和他形结构，交代形成的残余、熔蚀及包含结构等，以及块状、细脉条带状等构造。 围岩蚀变有硅化、铁锂云母化、云英岩化、电气石化、绿泥石化等，以前者为主，且与矿化呈正相关。 坑、钻探工程揭露证实，本区钨矿床具典型的赣南脉钨矿床“五层楼+地下室(即楼下楼)”成矿特点(如图4、图5)。 图5. 赖坑41剖面示意图 4.4. 成矿规律探讨 4.4.1. 成矿地质要素 根据本区成矿地质背景条件，以及已知勘查矿区矿床地质特征等分析研究，建立了本区钨矿床成矿要素表(见表2)。 Table 2 The ore-forming factors list by tungsten deposit in Laikeng and Changken 成矿要素 描述内容 成矿 要素 分类 储量 10，410吨 平均品位 2.92% 特征描述 与燕山早期岩浆侵入相关的石英脉型钨矿床 地质环境 岩石类型 震旦-寒武系深灰色厚层状变质细粒石英砂岩夹薄层状砂质板岩，为赋矿围岩之一。 必要 岩浆岩 燕山早期隐伏花岗岩体，为成矿母岩及主要赋矿围岩之一。 必要 成矿时代 燕山早期，Re-Os同位素年龄为158.1 ± 1.2 Ma。 必要 成矿环境 震旦系-寒武系之近东西向、北东向、北西向及南北向裂隙发育，为成矿提供有利空间。 必要 构造背景 南岭东西向复杂构造北缘的崇义–会昌二级构造带， 与兴国–安远北北东向构造带，宁都–信丰(龙南)北东向构造带复合处。 必要 矿床特征 矿物组合 金属矿物有黑钨矿、锡石、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、 辉钼矿、辉铋矿等。脉石矿物有石英、长石、萤石、云母等。 重要 结构构造 矿石结构主要交代结构、交代残留结构、交代网状结构、 自形半自形粒状结构；矿石构造为块状构造、条带状构造。 次要 蚀变 以硅化为主，次为云英岩化、少许绿泥石化、电气石化等。 重要 控矿条件 本区处于近南北向赖坑复式向斜轴部，震旦–寒武纪地层发育，基底褶皱构造发育， 东西向、北东与北北东向断裂构造发育，为岩浆岩和成矿热液运移、富集、 矿床定位提供了良好的构造条件，区内矿床受断裂构造，尤其是北东向、 南北向构造控制明显控。靠近矿区西部为大埠花岗岩体，为燕山早期侵入的花岗岩基， 同位素年龄为161.3~189.1 Ma。区内花岗岩脉、岩墙发育，揭示深部有隐伏岩体存在， 为本区的成矿母岩。 必要 风化 黄铁矿风化为褐铁矿形成铁帽，铜矿物风化成孔雀石 次要 表2. 赖坑长坑钨矿床成矿要素一览表 4.4.2. 成矿模式 根据本区钨矿床禀赋、成矿条件和矿化分布等特征，建立钨矿床成矿模式(图6)。
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user: 5. 找矿远景区 5.1. 已知钨矿床外围深边部找矿远景区 在赖坑钨矿外围，如西部插桑坑–山口–白石坳，北部龙脑、嶂仔脑，南部牛岭坳(兰地窝)及长坑深边部等均发现众多矿化线索或矿体。 插桑坑–白石坳区段，位于赖坑复式向斜西翼，出露寒武纪牛角河组中下段深灰色变质细粒石英砂岩、砂板岩，断裂构造较发育，外围及深部为燕山期花岗岩。主要发育近南北向含矿石英(细)脉。 北部龙脑–嶂仔脑区段，主要为赖坑钨矿体北延部分，以北东向、近东西向石英脉为主，钻孔深部揭露隐伏花岗岩体、且在接触带附近内带揭露含钨多金属大脉(如图4)，该组矿脉具脉幅大、钨(钼)等品位富的特点，找矿远景 [ 7 ] 较好。 南部兰地窝区段，地表圈定十余条含钨锡石英(细)脉，赋存在震旦系变质岩中，以近南北向及北北东 图6. 合龙钨矿成矿模式图 向含矿石英脉为主，次为北东向；而西侧地表出露钽锡(钨)矿化细粒花岗岩 [ 8 ] ，其中钽达工业品位，规模达中型，共(伴)生锡、钨。 长坑矿区及其外围，区内主矿体沿倾向未完全控制，外围石英细脉(带)工作程度及工程控制较低。2017年开展的长坑矿区(山)资源储量核实 [ 9 ] 钻孔控制的采矿证内矿体往证外深部仍有延伸，同时揭露多条石英脉型隐伏矿体，进一步验证本区仍有较大的找矿远景及找矿空间。 5.2. 草坪嶂–安嶂坪找矿远景区 草坪嶂–安嶂坪远景区位于合龙矿区北部、赖坑复式向斜东翼，区内主要出露震旦纪坝里组及老虎塘组变质石英细砂岩、千枚岩，受区域构造的影响控制，基底褶皱及断裂构造发育，以南北向褶皱，东西向、北北东向构造为主，后期叠加北东向、北西向、近南北向构造。1:50，000水系沉积物测量合龙综合异常区内圈定了草坪嶂、安嶂坪2个次级异常浓集中心，形态呈浑圆状，与区内异常标志带或矿化体展布相吻合。 草坪嶂，北部地表圈定了六个矿化标志带，地表矿化范围宽约 400 米 ，长约 1200 米 。标志带由石英云母细线脉组成，以北东向和北北东向两组最为发育，带内细线脉有分枝复合、尖灭再现的特征，受早期压扭性裂隙控制明显，向下归并脉幅渐变大。石英细线脉在地表矿化表现的较低贫，一般脉中较少见到黑钨矿和锡石，偶见有黄铁矿、黄铜矿等硫化物呈团块状集合体或呈细小浸染状不均匀分布于脉中。中、南部主要发育含矿石英薄–大脉，包括近东西向、北东向、北西向和近南北4个不同方向，以近东西向和北东向为主，多倾向北或北西，倾角陡立。单脉幅为5~30 cm，脉内主要见有黑钨矿、黄铁矿、黄铜矿等，以黑钨矿为主，WO 3 品位最高为0.880%，呈板柱状或它形粒状不均匀分布于脉石英中。 安嶂坪地表圈定数十条石英脉，走向以北东向为主，少量北北东向或近南北向，成组呈带分布，单脉幅介于0.05~0.4米，脉内以黑钨矿为主，品位介于0.024%~2.75%。 本区经钻孔揭露，地表石英细脉往深部脉幅变大、品位变富，且深部隐伏花岗岩体内发育含钨多金属石英大脉(如图5)，具“五层楼+地下室”成矿特点 [ 10 ] 。 5.3. 才逢寮找矿远景区 位于赖坑复向斜东北部，地表已圈定了6条由西向东呈帚状分布的矿化标志带和7条石英脉钨多金属矿(化)体，均赋存于震旦系上统坝里组浅变质岩中。矿化标志带地表矿化较差，且分布不均匀，黑钨矿常以长板状或放射状垂直脉壁生长。含钨石英脉矿(化)体，地表脉幅较小、往下明显较大，脉幅介于0.05~1.37米，平均0.7米，脉内以黑钨矿为主，钨品位介于0.016%~1.34%。区内化探异常与长坑等已知矿区异常特征类似，通过进一步查证，有望取得较大的找矿突破。
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user: 6. 结论 江西赣县龙钨多金属矿田成矿地质条件有利，化探异常面积与强度与周边已知大–中型钨多金属矿床的异常相类似，异常中心与已知矿床(点)高度吻合，W、Sn、Mo、Bi-Cu、Pb、Zn-Ag (Au)等地球化学元素的空间分布明显具内–中–外组合分带分布特征，与氟、氯、汞等挥发组分形成的帽和云英岩、伟晶岩组成隐伏花岗岩外壳等组成“三环一冒一壳”的地球化学分带模式，以钨为主的矿床(点)围绕燕山期侵入的岩体内外接触带分布，成矿地质条件优越，成矿远景好，通过初步分析，合龙矿田具有大型–超大型钨矿找矿潜力。 本区除查明的长坑、赖坑钨矿床外，在矿区外围及深边部仍发现众多矿点或矿化线索，但总体工作程度仍偏低，找矿思路还停留在第一空间，深部找矿未受重视或尚未启动，找矿潜力和找矿空间巨大。
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user: 摘 要 重载列车实际运行过程中受诸多不确定性因素影响，其相应仿真精度难度较大，使得其纵向动力学研究和操纵优化难度增加，因此仿真模拟准确性比较研究具有重要现实意义。本文根据朔黄2万吨试验数据，采用列车空气制动和纵向动力学联合仿真系统(TABLDSS)，计算了列车实际运行工况下的速度和纵向动力学水平，将仿真结果与试验结果进行比较。结果表明：仿真速度曲线与试验吻合很好，速度变化趋势基本一致，速度误差最大0.8 km/h，列车运行阻力、机车牵引/动力制动力模型准确性较高；空气制动减压特性基本一致，制动缓解时尾压基本吻合，制动出闸时间误差较小，最大为0.8 s，空气制动模型是准确的；仿真最大车钩力发生位置与试验一致，最大车钩力出现在列车缓解过程中部机车附近，制动距离和车钩力误差分别为2.4%和4.4%，仿真系统准确性较高。该工作为列车操纵优化提供了有利工具。 关键词 :重载列车，制动系统，空气制动，列车操纵，仿真分析 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 重载运输是铁路货运发展的主流方向。随着列车质量和编组长度不断增加，带来的运行安全问题不断凸显，在一些操纵困难路段可能会出现车钩断裂、纵向冲动大和列车脱轨等严重事故。因此，建立重载列车运行仿真系统，通过仿真计算来对列车运行情况进行分析和对列车操纵提出优化具有重要指导意义。 Uyulan [ 1 ] 采用Matlab-Simulink软件对机车机电系统进行建模仿真，并探讨了机车牵引和制动工况下系统参数对车辆纵向动力学的影响；Mohammadi等 [ 2 ] 通过建立仿真模型，模拟了重载列车紧急制动情况下，机车位置对列车纵向力的影响；刘华伟等 [ 3 ] 采用列车纵向动力学仿真程序计算分析了重载列车牵引启动时，不同车钩间隙对列车纵向冲动的影响并提出了列车在启动困难区段的较优启动方式；耿志修 [ 4 ] 通过建立重载列车运行仿真计算模型，研究了大秦线2万t不同编组组合列车的牵引、制动等技术参数，为大秦线组织重载列车试验、制订合理操纵方法等提供了技术依据；董克毓 [ 5 ] 分析了万吨列车在神朔段的实际操作情况，利用纵向动力学仿真系统对司机操纵进行优化，通过改变制动初速度、机车电制动力等参数，减少了列车循环制动次数；魏伟 [ 6 ] 开发了基于气体流动理论的列车空气制动与纵向动力学联合仿真程序(TABLDSS)，可以模拟列车实际操纵指令，模拟不同编组列车在给定线路上的运行过程，并仿真分析了两万吨组合列车制动特性，对两万吨列车纵向动力学性能进行了预测 [ 7 ] ；该仿真程序在国际列车纵向动力学仿真系统测评中取得优异成绩，测评结果表明TABLDSS仿真程序具有运算速度快、计算精度高等优点 [ 8 ] 。这些研究都是针对重载列车模型建立和仿真计算分析展开的，但重载列车运行仿真系统是一整套复杂的关联体系，包括机车牵引和动力制动能力、空气制动特性和缓解再充风能力等，而且列车实际运行情况受线路条件、编组方式、制动缓解能力、自然天气等诸多因素影响，相应仿真精度也存在巨大问题。因此，面对诸多影响因素，提高仿真系统准确性，使仿真结果与试验结果更接近才是关键所在。通过仿真系统真实模拟司机操纵指令，仿真列车实际运行概况，在此基础上分析列车纵向动力学性能和列车受力情况，为重载列车安全开行和对司机操纵优化，提供有力依据。 本文利用TABLDSS仿真系统，根据朔黄铁路实际运行情况，模拟列车在指定线路上实际操纵指令进行仿真计算，将仿真速度曲线、空气制动特性、车钩力等结果与试验结果进行比较分析，来进一步验证该仿真系统的准确性。
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user: 2. 仿真模型建立 2.1. 列车纵向动力学仿真模型 列车由机车车辆组成，列车纵向动力学仿真模型中将机车车辆简化为一系列集中质量，仅考虑每个质量的纵向自由度，各质量间通过弹簧阻尼连接，每个车辆受力如图1所示。 图1. 单个车辆受力图 车辆运动方程式为： m i x ¨ i = F G i − F G i + 1 − F A i − F B i + F L i − F C i − F W i ( i = 1 ， 2 ⋯ ， n ) (1) 式中：n为列车中包含的机车车辆总数； x i 、 v i 、 w i 分别为车瞬时位置、速度与重力； F G i 、 F L i 、 F A i 、 F B i 、 F C i 、 F W i 分别为车瞬时车钩力、牵引力或动力制动力、运行阻力、空气制动力、曲线阻力与坡道阻力； θ 为线路坡度； m i 为车辆质量。 其中，车钩力根据相邻车辆相对速度与相对位移由下列表达式计算： F G i = f ( v t i − v t i − 1 ， s t i − s t i − 1 ) ( i = 1 ， 2 ⋯ ， n ) (2) 在计算出车辆加速度后，根据下式计算速度： v t i − v o i = Δ v i = x ¨ i Δ t ( i = 1 ， 2 ⋯ n ) (3) 式中： v t i —第i车t时刻速度； v 0 i —第i车 t − Δ t 时刻速度； x ¨ i —第i车t时刻平均加速度。 由车辆速度，根据下式计算车辆位移： s t i − s 0 i = Δ s = v i Δ t ( i = 1 ， 2 ⋯ n ) (4) v i = ( v t i + v 0 i ) / 2 (5) 式中： s t i —第i车t时刻位移； s 0 i —第i车t−Δt时刻的位移； v i —第i车t时刻的平均速度。 在原有运行阻力模型 [ 9 ] 基础上，根据朔黄铁路实际运行情况，得到单位基本运行阻力模型： w ″ 0 = 0.9186 + 0.001 v (6) 式中： w ″ 0 为车辆运行单位基本运行阻力； v 为列车运行速度。 通过上述公式可以计算出各个车辆的位移、速度、加速度，进而获得各车辆在牵引与制动过程中所有参数。 2.2. 空气制动系统模型 计算管路内气体流动是建立空气制动系统模型的关键。制动系统内管路均为细长管，因此管内气体径向流动效应与纵向流动效应相比可忽略不计。假设管路的内壁是刚性的，管路内为一维、非等熵不定常的气体流动，而且在不计空气重力的情况下，根据气体流动的连续性、动量守恒定律和能量守恒定律建立方程组如下 [ 10 ] ： { ∂ ρ ∂ t + ρ ∂ u ∂ x + u ∂ ρ ∂ x + ρ u F d F d x = 0 ∂ u ∂ t + u ∂ u ∂ x + 1 ρ ∂ p ∂ x + 4 f D u 2 2 u | u | = 0 ∂ p ∂ t + u ∂ p ∂ x − a 2 ∂ ρ ∂ t − a 2 u ∂ ρ ∂ x − ( k − 1 ) ρ ( q + u 4 f D u 2 2 u | u | ) = 0 (7) 式中： ρ ， u ， p ， a ， k ， D ， F ， q ， x ， t 分别为气体密度、流速、压力、音速、比热比、管路直径、管截面积、传热率、距离和时间。上述方程使用特征线法求解，求解过程参阅文献 [ 11 ] 。 2.3. 机车牵引与动力制动模型 本文研究中试验算例所选机车全部为神华号交流8轴HXD 1 型电力机车，故只对此机车牵引与动力制动模型加以介绍。HXD 1 型电力机车牵引特性公式为： F max ( kN ) = { 760 779.05 − 3.81 v 34541 / v 0 v < 5 5 < v < 65 65 < v < 120 v > 120 (8) HXD 1 型电力机车牵引特性曲线如图2所示。 图2. HXD 1 型机车牵引特性曲线 HXD 1 型电力机车最大瞬时动力制动特性公式为： F V = { 153.3 v 460 34500 / v 0 v ≤ 3 3 < v ≤ 75 75 < v ≤ 120 v > 120 (9) F V 、 v 分别是机车瞬时动力制动力、列车速度。 HXD 1 型机车瞬时最大动力制动力如图3所示。 图3. HXD 1 型机车制动特性曲线
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user: 4. 结论 本文在建立列车仿真模型的基础上利用重载列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统(TABLDSS)，仿真模拟编组为1 + 1 + 可控列尾2万吨重载列车实际运行工况，得出以下结论： 1) 仿真模拟出的列车运行速度、制动缓解指令点、制动缓解时尾车副风缸压强等关键参数与试验结果吻合很好；仿真速度曲线变化趋势与试验结果基本一致，速度误差最大为0.8 km/h，尾车副风缸压强误差为1 kPa，说明仿真系统中列车运行阻力模型、牵引/动力制动模型和空气制动模型是准确的。 2) 仿真系统可以很好模拟列车开始空气制动列车管、制动缸压强变化过程，仿真空气制动出闸时间分布规律与试验规律吻合程度较高，说明仿真程序空气制动减压特性与试验基本一致，空气制动模型合适。 3) 常用制动停车工况下，仿真制动距离、制动时间和最大车钩力等制动参数与试验结果误差很小，制动距离误差为2.4%；最大车钩力发生位置与试验一致，车钩力误差为4.4%，说明仿真系统精度较高。
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user: 摘 要 以安峰隧道左线洞口段为研究对象，利用数值模拟和现场监测的方法，对强风化岩层浅埋偏压隧道在不同施工方案下的围岩变形和地表沉降规律进行研究。研究结果表明，浅埋偏压隧道施工引起的地表沉降曲线呈非对称分布，隧道深埋侧的地表沉降影响范围更广。经过方案比选，安峰隧道浅埋偏压段采用超前管棚支护下的双侧壁导坑法进行施工更有利于控制围岩变形。现场监测数据与数值计算反应的结果较为吻合，研究结果具有一定可靠性。 关键词 :公路隧道，浅埋偏压，变形特性，数值模拟 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 偏压式隧道与一般山岭隧道不同，由于山岭斜坡的存在，其地应力分布并不对称，造成隧道支护结构的受力和围岩变形也具有不对称性。如果偏压隧道的埋深较浅，施工过程中隧道周围岩体更难以维持自稳，容易造成围岩变形超限，甚至诱发塌方、冒顶等灾害。为了规避在此类隧道的施工过程中可能存在的风险，有必要对其围岩变形特性和不同施工方法对围岩的影响进行深入研究。 近年来，诸多学者针对浅埋偏压式隧道的施工关键技术进行了一定的研究。李宏利等 [ 1 ] 采用数值模拟的方法，对浅埋偏压隧道的支护结构的应力–应变特性进行了研究，指出拱脚处支护受力最大。徐前卫等 [ 2 ] 对浅埋偏压隧道施工过程中围岩内应力分布和支护受力的变化进行了研究，得出隧道深埋侧拱脚处和浅埋处拱腰容易产生剪切破坏，且隧道支护受力受地形影响呈现非对称性。王胜军等 [ 3 ] 利用数值模拟的方法研究了CD法施工的浅埋偏压隧道V级围岩段的围岩变形和衬砌受力情况。吴小萍等 [ 4 ] 采用现场检测和数值模拟的方法，研究不同施工方式下浅埋隧道的围岩应力分布规律。李跃强等 [ 5 ] 采用数值模拟的方法，对偏压大断面隧道不同坡度和不同工法施工下洞口边坡岩体的稳定性进行了研究，并提出了优化的施工顺序。刁心宏等 [ 6 ] 研究了不同开挖进尺对隧道围岩稳定性及其变形特征的影响。邱业建等 [ 7 ] 结合室内模型试验，推导了浅埋偏压式隧道围岩压力的极限上限解。钟祖良等 [ 8 ] 研究了双线偏压隧道的围岩应力分布规律和围岩与初期支护间接触压力随施工进展的变化规律。李林等 [ 9 ] 基于室内模型试验，对无偏压隧道和偏压隧道洞口段在地震荷载作用下的隧道结构的动力特性进行了研究，得出了隧道结构内力在不同地震荷载作用下的分布规律。马新民等 [ 10 ] 对采用三台阶七步法进行施工的湿陷性土浅埋偏压隧道的具体工艺进行介绍，并针对施工中存在的关键问题提出解决方案。 上述研究主要针对不同情况下浅埋偏压隧道施工中围岩应力的分布规律和支护受力，但对不同施工方案对地表沉降的影响规律的内容提及较少。并且由于洞口段围岩受风化程度高，岩体较为破碎，将大大增加施工风险，更需要对施工中造成的围岩变形和塑性区等特征进行进一步研究。因此，本文基于甬台温高速公路安峰隧道的左线出洞段工程，对隧道周边围岩变形、地表沉降和塑性区分布规律进行分析，并对目前浅埋偏压隧道采用过的台阶法、预留核心土法和双侧壁导坑法进行比较，得出适用于安峰隧道浅埋偏压段隧道的施工工法。
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user: 2. 浅埋偏压隧道变形分析与方案比选 2.1. 工程概况与计算模型建立 甬台温高速公路温苍段安峰隧道是设计时速为100 km/h的六车道高速公路隧道，隧道左洞里程ZK357 + 470~ZK361.695，左洞长4255 m；右洞里程YK357 + 470~YK361 + 725，右洞长4255 m。安峰隧道位于丘陵区，并在低山丘陵单面穿越，穿越丘陵部分的隧道上方为含碎石粉质黏土覆盖层工程地质条件较差。出洞口附近覆盖层厚度为7~15.5 m，覆盖层受构造影响较显著，岩体质量差，经鉴定属于V级围岩。根据现场地质和地形勘探结果，安峰隧道左线出口V级围岩段的对应长度约为25 m。利用有限元差分软件FLAC3D建立该隧道左线出口段强风化岩层浅埋偏压隧道在不同施工工法下的分析模型。隧道计算模型上方的横向坡度取20˚，纵向长度上选定隧道拱顶正上方的覆盖层厚度为10.7 m。为减少边界效应对计算结果的影响，模型的左右边界取为3倍的隧道洞宽(即48 m)，下边界取为3倍的隧道洞高(即36 m)。除了上部边界为自由边界外，其余各边界均采用法向位移约束。不同工法下的隧道计算模型如图1所示。 图1. 不同工法计算模型网格 2.2. 模型参数确定 在实际数值计算中，岩体采用理想弹塑性的Mohr-Coulomb本构模型，初期支护采用Shell单元，二次衬砌采用加强初支参数的Shell单元模拟，锚杆采用Cable单元，开挖岩体采用Null单元进行模拟，管棚加固区采用实体单元模拟。初支施作时的架设的型钢拱架、钢筋网以及超前支护中的管棚采用等效弹性模量进行模拟。岩体和支护的力学参数主要根据现行的《公路隧道设计规范》 [ 11 ] 和安峰隧道工程地质勘察报告进行取值，具体如表1所示。 Table 1 Mechanical properties of stratum and lining structur 密度(kg/m 3 ) 弹性模量(GPa) 泊松比 内摩擦角(˚) 粘聚力(kPa) 强风化岩 1900 1.2 0.38 24.0 60 喷混 2200 22.5 0.28 / / 二次衬砌 2250 25 0.26 / / 管棚加固区 2380 33 0.22 / / 锚杆 7850 210 / / / 表1. 模型中涉及相关力学参数 2.3. 进口段变形特性与方案比选 安峰隧道左线出口段具有埋深浅、存在偏压、围岩破碎(V级)且隧道断面大等特点，为了保证隧道开挖过程中围岩的稳定，根据工程特殊性和相关工程经验，现场计划选取台阶法、预留核心土法和双侧壁导坑法三种不同的隧道施工方案。其中，台阶法上下台阶分别高6.2 m、4.5 m，预留核心土法各层中轴线处高度自顶而下分别为3 m、3.9 m和3.8 m，双侧壁导坑法两侧跨度4.80 m。各工法的每段施工台阶的长度根据设计和工程经验取为4.0 m。本节从隧道周边关键监测点变形、地表沉降和围岩塑性区分布三个角度分析浅埋偏压隧道的变形特征，并对三种工法进行比选，以期得到适用于安峰隧道浅埋偏压段的施工工法。 2.3.1. 关键监测点变形 对拱顶沉降和边墙的收敛的控制是贯穿安峰隧道左线出口施工整个施工阶段的重点和难点，为了准确的获取隧道周边的变形情况，数值计算以及实际隧道施工中的对隧道拱顶沉降和左、右边墙收敛的位移监测点见图2。通过数值计算得到的不同施工方案对应的隧道拱顶沉降、边墙收敛和仰拱隆起的最终变形量统计情况见表2。 图2. 隧道变形监测点布置 Table 2 Deformation of monitoring points under different construction method 施工工法 拱顶沉降 左边墙收敛 右边墙收敛 仰拱隆起 台阶法 30.41 13.12 10.30 8.47 预留核心土法 25.77 10.94 7.27 8.21 双侧壁导坑法 20.91 9.09 5.21 7.12 表2. 不同工法关键监测点变形表(单位：mm) 从表2可以得出，各工法施工的隧道拱顶的沉降量比隧道的左、右边墙收敛值和仰拱的隆起量大。由于偏压的存在，埋深较深侧(即该模型的左侧)对应的隧道边墙的收敛值要明显大于埋深较浅侧的边墙收敛值，三种不同工法对应的右边墙收敛比左边墙收敛量分别小29.2%、44.3%和64.9%，可推测出隧道偏压主要存在于浅埋隧道隧道的埋深较深测。 三种不同施工工法在四个隧道关键变形监测点处引起的变形量均有双侧壁导坑法 < 预留核心土法 < 台阶法的规律，其中台阶法和预留核心土法造成的拱顶沉降要明显大于双侧壁导坑法，沉降量分别大9.50 mm和4.64 mm。可以得出，虽然在控制仰拱隆起上，三种工法的施工效果相差不大，但从控制拱顶沉降和左、右边墙收敛的效果而言，双侧壁导坑法要明显优于台阶法和预留核心土法。 2.3.2. 地表沉降 三种不同施工方案施工后斜坡地面的沉降曲线如图3所示。三种不同工法施工后的倾斜地面沉降的曲线规律基本一致。从图中可以发现由于偏压的存在，斜坡地表处的沉降量和沉降范围并不像无偏压式隧道呈现对称分布。就两侧距离隧道中轴线相同距离处对应的地面沉降量而言，埋深较深测要明显大于埋深较浅侧。从图中可以看出，浅埋测在距离隧道中轴线10 m外的地表沉降可控制在3 mm之内，浅埋测的地表沉降范围约为1倍洞径。而深埋测在距离隧道中轴线10 m处的沉降为10~15 mm，其地面沉降曲线斜率较平缓，其影响范围可达到40 m之外，即约3倍洞径。同时，地面最大沉降量并不发生在隧道拱顶处对应的地面处，而是在其拱顶偏向浅埋侧一定距离处，本模型三种工法施工后地面最大沉降发生在隧道拱顶右侧2.3~2.8 m范围内。 图3. 不同工法地表沉降曲线 另外，采用双侧壁导坑法施工的浅埋偏压隧道引起的最大地面沉降为19.4 mm，而台阶法和预留核心土法施工引起的倾斜地面最大沉降分别为28.08 mm和23.87 mm，相较双侧壁导坑法施工引起的沉降要分别大44.7%和23.1%。因此，从控制地表沉降的效果而言，选择双侧壁导坑法要明显优于台阶法和预留核心土法。 综合三种不同隧道施工工法对浅埋偏压隧道的关键监测点围岩变形、地表沉降两个个方面的影响，建议安峰隧道左线出口段浅埋偏压式隧道采用双侧壁导坑法进行施工。
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user: 3. 现场监测分析 甬台温高速公路复线温苍段安峰隧道左线隧道出洞段V级围岩部分的浅埋偏压隧道采用双侧壁导坑法配合超前管棚支护进行施工，该段对应里程标号ZK361 + 660~ZK361 − 685。由于该段埋深浅、岩体条件差，施工容易造成隧道塌方或隧道变形超限情况，因此在施工过程中对地面沉降、隧道拱顶沉降、边墙收敛等关键点进行监测。限于篇幅，本文仅对隧道关键点变形进行分析。 3.1. 隧道关键点变形现场监测 选取ZK361 + 683和ZK361 + 673 (以下简称断面1和断面2)两个典型的断面进行现场监测和数值模拟的对比分析，两个监测断面的拱顶沉降曲线和边墙收敛曲线如图4所示。 如图4所示，数值计算的隧道关键监测点变形结果与断面2更为接近，主要是因为隧道建模的埋深与断面2更为接近，说明数值计算的结果具有一定的可信度。而实际情况中隧道纵向方向上也存在一定坡度，即断面1对应的隧道埋深小于断面2，而在建模过程中仅考虑平面方向的偏压相关的坡度，因此断面1和断面2的相同测量量之间存在差异，但两者反应的趋势基本相近。从图4中可以看出，数值计算模拟的浅埋偏压隧道变形规律与实际情况相吻合，各断面处拱顶沉降和边墙收敛均在断面施工后35天逐渐趋于平缓。沉降量分别最终稳定在21.05 mm和24.9 mm，边墙总收敛量分别稳定在12.03 mm和21.73 mm，均在规范许可的变形范围之内。 图4. 现场监测隧道关键变形量 3.2. 地表沉降现场监测 两个断面处对地面的沉降监测点布置以隧道中轴线为中心，向两侧每隔2 m布置一个地表沉降监测点，每个断面共布置11个监测点，断面1和断面2监测的最终地面沉降曲线如图5所示。可以看出，两个监测断面地表沉降曲线相似且反应的规律与本文中图3所反映的规律相同。断面1和断面2拱顶处对应地面的沉降量分别为14.92 mm和17.61 mm，断面1监测结果与数值计算的结果相近，进一步验证了数值计算结果的可靠性。 图5. 现场监测地表沉降曲线
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user: 4. 结论 1) 浅埋偏压隧道施工造成的地面沉降曲线与无偏压隧道明显不同，其埋深较深侧的沉降曲线缓，地表受影响的范围大。根据数值计算和现场监测资料，安峰隧道左线出口段浅埋偏压隧道浅埋侧在距隧道中线10 m外地面基本不受影响，而深埋侧在距离中线10 m处地面沉降仍有10 mm。根据数值计算结果分析，该工程浅埋侧地表沉降范围约为隧道轮廓线外1倍洞径，而深埋侧地表沉降范围可达到轮廓线外3倍洞径。 2) 与无偏压隧道塑性区分布不同，浅埋偏压隧道施工中，围岩塑性区的分布并不对称，其主要沿着深埋侧拱脚和浅埋侧拱腰连线方向，呈现“/”形的分布规律，而在浅埋测的拱脚处塑性区的分布范围较小。 3) 利用数值计算方法分析台阶法、预留核心土法和双侧壁导坑法对强风化岩浅埋偏压隧道施工过程中，隧道周边关键点变形、地面沉降和塑性区大小差异的影响，得出双侧壁导坑法更适用于强风化岩浅埋偏压隧道工程的结论。数值计算的结果与安峰隧道现场检测数据较吻合，说明分析结果具有可靠性，可为相关工程的设计与施工提供参考。
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user: 摘 要 为了满足学生对于移动教学系统的需求，设计与实现了基于Android的数据结构教学辅助系统。该系统利用动画技术和XML绘图技术实现了算法执行的动态演示，并可以根据不同的初始数据演示不同的动画效果，比传统的Flash动画更加新颖流畅。该系统安装于手机上使用，便于随身携带，从而弥补了基于PC端设计和开发的辅助教学系统受时间和场所限制的缺点。学生可以根据自己的需求，时间和地点自主的学习，真正做到随时随地学习，从而提高学习效率。 关键词 :移动学习，数据结构，辅助教学系统 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 数据结构是计算机程序设计的重要理论技术基础，它不仅是计算机学科的核心课程，而且是其他理工科专业的热门选修课 [ 1 ] 。数据结构主要介绍了与计算机程序设计相关的基础知识，包括基本的存储结构、逻辑结构以及一些经典的算法，对于编程初学者来说极其重要。但由于数据结构的内容较为抽象，传统书本上的理论知识缺乏动态性和直观性，教师在授课时又不可能把每一个步骤都画图讲解，使得学生难以形象地理解相关知识点，学习效果欠佳。基于此需求，国内外出现了一些数据结构算法演示系统，旨在以动画的形式向学生展示算法的内部执行过程，帮助学生理解相关知识点，如文献 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。但这些系统大都采用Flash动画进行演示，且都是基于PC端设计的，导致学生的学习场所和时间受到了很大限制。随着高校大学生移动终端设备持有率的大幅上升，急需一款基于移动端的数据结构教学辅助系统 [ 6 ] ，以满足学生随时随地的需求。 本文基于Android动画技术设计与实现了数据结构教学辅助系统。该系统以动画同步结合代码的形式直观地展现了算法动态执行的过程，并可以根据不同的初始数据演示不同的动画效果，比传统的Flash动画更加新颖流畅。该系统安装于手机上便可随身携带，不仅可以辅助老师进行课堂演示，而且还可以让学生摆脱PC机的场所限制，真正做到随时随地的学习，从而提高了学习效率。
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user: 2. Android系统简要介绍 Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑，由Google公司和开放手机联盟领导及开发。该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。如文献 [ 7 ] 所述，安卓操作系统是开源的，其开源的初衷便是希望通过该措施整合所有的手机硬件提供商以及手机生产厂商，让安卓系统能运行于任何不同类型的硬件上。如果要让一个app (应用程序)能够在各种不同的平台设备上运行，开发语言就必须跨平台，通过跨平台屏蔽底层硬件的差异，而不必让程序员为了考虑底层硬件的不同写出不同的代码。因此，谷歌选择了java语言作为安卓系统的开发语言。 本文基于Android操作系统设计与实现数据结构教学辅助系统，适用于17及以上API的Android操作系统，软件界面设计风格遵循Material Design [ 8 ] 设计风格，软件编写语言为java。
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user: 3. 数据结构教学辅助系统的设计与实现 3.1. 系统结构 系统是基于Android设计和开发的，可以根据用户输入的初始数据以及对算法在执行过程中的控制来达到不同的演示效果。系统以触摸按钮作为驱动方式，每一个按钮对应一个操作，系统将一直处于按钮选择与动作执行的交互状态，直至用户退出程序。整个系统的控制流程如图1所示。 图1. 系统控制流程图 系统共需要设计章节选择(一级目录)、算法选择(二级目录)、算法演示这三个主要界面。对于部分需要输入初始数据的算法，可利用弹窗功能与用户进行交互，获取用户输入的初始数据。 3.2. 系统界面 系统是基于Material Design [ 9 ] 的界面设计与实现。Activity自带的标题栏Action Bar。由于设计原因只能限制于活动的顶部，从而不能实现Material Design的效果，故本系统一用Tool Bar控件来替代原有的Action Bar。在时下热门的手机APP中，滑动菜单已然成为新的潮流，受到不少开发人员的追捧。在系统中，一级目录作为系统主界面，除了显示算法章节以外必然还需要包含其他的程序功能，比如系统设置、用户指南、程序退出等等，用滑动菜单来收录效果颇佳。界面效果如图2所示。 图2. 目录主屏幕(左)与滑动菜单(右) 3.3. 动画演示界面设计与实现 系统的动画演示界面顶部为标题栏，显示当前正在显示的算法的名称。左侧为动画演示区和动画操作按钮区，演示区的动画元素为自定义的View，按钮区从左往右四个按钮的功能依次为产生随机数据、连续播放动画演示、单步播放动画演示、恢复数据初始状态；右上侧为伪代码显示区，高亮显示当前正在执行的代码，每一行代码为一个Text View控件；右下侧为算法变量显示区，动态追踪变量的值，每一个变量为一个Text View控件。演示界面的效果如图3所示。 图3. 动画演示界面 算法在演示过程中的逻辑控制包含连续播放、单步播放、更新数据和重置数据这四个基本操作，其流程如图4所示。 图4. 操作控制流程图 3.4. 更新数据 本系统采用随机数的方法来产生初始数据，每一个演示算法都有一个随机数产生函数，根据不同算法的演示需要，其内容会有所不同。更新数据的控制实现如图5所示。 图5. 更新数据控制流程(D代表Destroy)
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user: 4. 数据结构教学辅助系统实践运用情况 为了满足学生对移动学习的需求，解决数据结构课程内容多，学时少，受时间和地点的限制、学生自主学习等方面存在的问题，我们开发了基于Android的数据结构教学辅助系统，构成了一个“自主学习和协作学习”的课外数据结构教学环境。该系统便于学生利用生活中的间歇及零碎时间进行移动学习，从而提高学习效率和学习质量。 数据结构教学辅助系统已应用于暨南大学的本科生课程，是课堂教学的重要补充与拓展，深受学生和老师的欢迎。我们对学生做了问卷调查(78份问卷)，满意程度为93%以上。学生普遍认为该辅助教学系统，可以下载在手机上使用，不需要花费任何通讯费用，即使没有WiFi或没有网络连接的情况下，学生也能利用手机复习数据结构的问题，非常方便实用。 实践表明，基于Android的数据结构教学辅助系统很好地满足了学生的个性化和随时随地学习的需要，使数据结构辅助教学能够跨越时间和空间的限制，提高了学生的学习效率和学习质量。
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user: 5. 结束语 系统以屏幕绘制与Android属性动画为技术基础，设计出的动画效果丰富多彩，实现的算法涵盖了数据结构教学中的线性表、栈、队列、二叉树、图、查找以及排序等，符合国内各大高校学生的学习需求。未来在此基础上不断改进和完善，推广到全国各大院校，供有需要的学生使用，以提高学生的学习效率和学习兴趣，满足学生移动学习的需求。
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user: 摘 要 目的：探索原发性甲状旁腺功能亢进的临床特征及诊断。方法：回顾性分析1例以恶心呕吐为首发症状的原发性甲状旁腺功能亢进患者临床资料，并进行文献复习。结果：患者临床表现为恶心呕吐伴乏力，偶有心悸憋气等不适，但根据入院后查血电解质、PTH及甲状腺颈部淋巴结彩超，考虑患者为原发性甲状旁腺功能亢进症。结论：原发性甲状旁腺功能亢进早期症状各异，大部分无特异性，临床上误诊、漏诊率高，提高对该病的认识，做到早诊断早治疗是非常有必要的。 关键词 :原发性甲状旁腺机能亢进，甲状旁腺激素 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 原发性甲状旁腺功能亢进症 [ 1 ] (primary hyperparathyroidism， PHPT)是一种基于甲状旁腺自身病变所导致的甲状旁腺激素(parathyroid， PTH)合成及分泌过多，引起血钙磷代谢异常的疾病。病理多以单个甲状旁腺腺瘤最为常见，少数为甲状旁腺增生或癌变。PHPT早期症状各异，大部分患者发病时无自觉症状或症状无特异性，直至晚期累及骨骼、泌尿、心血管、神经系统出现严重并发症时才被确诊 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] ，而以消化道症状为首发表现的患者报道甚少。现将我院收治的1例以恶心呕吐等消化道症状为首发表现的PHPT患者报告如下，并结合文献复习予以讨论。