DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 基于Fuzzy Rough Set的属性约简 基于Fuzzy Rough Set理论，对于其属性约简，设计其过程为[ 7 ] ： 如图1所示，采用模糊粗糙集对目标进行识别主要有四个步骤：模糊化预处理、约简、提取决策规则、规则匹配。 本文拟采用模糊C均值(Fuzzy C-means: FCM)聚类的来对属性进行模糊化。 模糊C均值(Fuzzy C-means: FCM)通过不断地优化目标函数来实现对对象集合的分类。FCM目标函数的一般化形式是[ 6 ] 。 (12) 其中， 为第 个对象与第 类中心之间的欧氏距离； 是n个对象组成的样本集合；c是事先指定的类别数目； 为每个类别的聚类中心值； 表示第 个对象对于第 类的隶属程度，它的范围区间为[0，1]；m为模糊加权指数，它可以控制聚类结果中隶属度值。 对于模糊C均值，它要求每个对象关于各个类别的隶属度的总和等于1 [ 7 ] ，即 (13) 在条件(13)式的约束下，对(12)式求极小值，令 对 和 的偏导数为0，得聚类中心为： (14) 和隶属度为： (15) 用迭代的方法，求解(14)式和(15)式，当算法收敛的时候，获得各个类别的中心值，还有每个对象属于各个类别的隶属度值，模糊划分过程便结束。这就是模糊C均值算法，该算法快速且简单。图2给出了基于FCM的单个属性模糊化的流程[ 8 ] 。 为考察某个条件属性相对决策属性是否重要，粗糙集理论的方法是：将该条件属性从决策表中删除，然后检查决策表是否有变化。如果这个条件属性对决策表来说是很重要的，那么决策表的分辨能力就会发生很大的改变，但如果这个条件属性对决策表来说没那么重要，甚至一点用都没有，那么这个决策表的分辨能力就不会发生太大改变，甚至没变化。通过这个思想就可以找到决策表的一个相对约简。通常，条件属性的重要度可通过该属性相对决策属性的正域来描述[ 9 ] ： (16) 图1. 基于模糊粗糙集的知识获取框架 图2. 基于FCM的单个属性模糊化流程图 基于模糊粗糙集条件熵(FRCE)的属性约简算法可以通过判断属性重要度来逐步添加属性到当前的约简集合中。由于条件熵是单调非递增函数，所以FRCE属性约简算法的思想是将使 减少最多的条件属性依次添加到约简集合中，图3给出了该算法的流程图，其中 为误差阈值。
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user: 4. 基于Fuzzy Rough Set的健康快速评估 粗糙集及模糊粗糙集理论在医疗领域最通常的应用是诊断或结果预测。通常通过生成决策规则完成，从而实现基于Fuzzy Rough Set的健康快速评估，其系统构建见图4 [ 10 ] 。 按照上述流程，本文对威斯康星大学医学院提供的乳腺癌数据库来进行测试。该数据库包含569个病例，其中，良性357例，恶性212例。每个病例的一组数据包括采样组织中各细胞核的10个特征量的平均值、标准差和最坏值(各特征的3个最大数据的平均值)共30个数据。 首先是进行模糊化流程，然后计算不同类别数目c下(所有条件属性的类别数目均设为c)划分后的不 图3. 基于模糊粗糙集条件熵的属性约简算法流程图 图4. 基于模糊粗糙集的SAR识别流程 相容度，其结果如图5所示： 通过上述分析，最终从10个特征中采用经过约简之后的三个属性来实现对数据的快速识别。按照此约简结果的基础上，提取决策规则，得到了包含53条的训练规则库，这相比原来的569条件规则来说，可以减少诊断时间，提高系统效率。然后依据图4所构建的快速评估系统对测试数据进行模糊化，并提取到测试对象的规则，从而完成与训练规则库的规则匹配，最终得到诊断正确率为80.29%。从上述的分析可以看出，本文提出的基于Fuzzy Rough Set的健康快速评估在满足识别率的情况下实现诊断的高效性，使得病人不需要进行太多的冗余生理检查而实现健康的快速评估。
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user: 5. 结论 本文在分析健康快速评估的需求上，提出利用Fuzzy Rough Set来实现对生理检测数据的属性约简和 图5. 乳腺癌决策表在不同类别数目c下的不相容度 快速评估算法。该算法利用了Rough Set在属性约简上的优势，同时也利用Fuzzy理论采用的模糊分类方式，从而在获得更好的分类效果上也同时实现来快速评估的结果。该系统可以有利于实现人们更为合理进行生理检测，用最少的检测结果来实现高效的健康评估，从而有利改善当前的医疗现状。
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user: 摘 要 本文简要介绍了吴江区通过完善湿地立法，建立健全湿地保护管理体系，科学规划，突出重点扎实推进湿地保护工作的情况。 关键词 :湿地保护，吴江区，东太湖
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user: 1. 引言 苏州市吴江区地处太湖流域下游，河道水网纵横交错、湖泊荡漾星罗棋布，素有“百湖之城”的美誉，面积50亩以上的湖泊共有320个，全区共有56个湖泊入选2005年公布的《江苏省湖泊保护名录》(全省137个)。根据全国第二次湿地资源调查结果，吴江区湿地总面积达43108.83公顷，占整个国土面积的三分之一以上(35.34%)，湿地资源极其丰富。水既是吴江天然禀赋和优势所在，也是生态保护的重点和困难所在。随着社会经济不断发展，城市建设和工业规模不断扩张，区域发展面临着环境污染和生态破坏的双重危机，湿地资源萎缩、生态功能退化等问题突出。苏州是湿地大市，吴江又是苏州的湿地重点区域，针对如此面广量大的湿地资源，如何尽最大努力保护好并可持续发展，是吴江的一大难题，为做好水文章、做美水天堂，吴江区把推进湿地保护建设作为统筹城乡发展、改善人居环境的重要措施来抓，主要做好立法、规划和突出重点三个层面的湿地保护工作，本文的目的在于总结近年来吴江区湿地保护的一些做法和体会，以利于和同行们进行交流。
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user: 2. 主要做法 2.1. 完善立法和管理保障体系 近年来，吴江区通过完善湿地立法，制定湿地保护相关法律法规和规章制度，建立健全湿地保护管理体系，加强湿地保护宣教，增加湿地保护的资金和技术投入，为湿地保护工作全面开展打下了坚实的基础。一、完善湿地保护法律体系。2009年苏州市就启动了湿地的立法工作，《苏州市湿地保护条例》是江苏省内出台的第一部湿地保护条例，苏州市还制定了《市级湿地公园管理办法》、《市级重要湿地认定办法》、《一般湿地认定管理办法》、《湿地恢复技术标准》、《人工湿地建设标准》等作为条例的完善和补充，对湿地保护具体工作和配套措施进行了细化和落实，强化了湿地保护的法律体系。二、完善湿地保护管理体系。2009年在苏州市成立江苏省首个独立建制的市级湿地保护管理站后，吴江成立了由编办批准设立的湿地保护管理办公室，各镇农服中心、绿化办公室有专人负责，重点围绕制定湿地保护和利用规划，组织实施湿地保护区、湿地公园建设、重要湿地和一般湿地认定，强化了湿地保护的管理体系。三、完善湿地保护保障体系。一是完善科研与技术支撑，近年来，我区系统开展了湿地资源调查、湿地资源监测和生物资源调查，进行湿地资源状况评价和湿地资源档案管理，并在太湖之滨的七都镇设立了湿地生态系统定位监测站，为开展湿地保护工作提供科学依据；二是加强湿地保护宣传，提高全社会对保护湿地生态环境的认识，形成全社会共同参与湿地保护的良好氛围；三是完善资金保障政策，2010年，苏州市政府出台了《关于建立生态补偿机制的意见》，苏州农委同时制定了《生态补偿专项资金管理暂行办法》，开展对公益林、湿地、水源地、水稻田的生态补偿。在此基础上，吴江还对湿地保护资金纳入政府财政预算，开展对湿地保护、生态恢复、湿地公园建设等进行财政补贴，强化了湿地保护的保障体系。 2.2. 科学规划并设立分级保护区 近年来，吴江区根据本地湿地资源分布特点、功能结构及区域经济和社会发展的关系，坚持生态优先，合理利用，突出重点，分步实施，可持续发展的原则，科学规划湿地资源保护，取得了明显成效。一是做好科学规划。在省、市出台湿地保护与利用总体规划的基础上，吴江区根据本地湿地资源分布状况，制定了《吴江湿地保护与利用总体规划》，为系统全面实施湿地资源保护提供了强有力的支撑。2009年吴江区水利局组织制定了《吴江湖泊保护与开发利用规划》，规划范围包括56个省保湖泊及264个非省保湖泊，总规划面积达156.55平方公里。二是做好分级保护，划定生态红线。吴江的生态红线区域以湿地生态系统保护、自然与人文景观保护、水源水质保护为主，共计24个，总面积337.62平方公里，其中一级管控区5.74平方公里，二级管控区331.88平方公里。通过湿地生态资源的规划与分级保护，好处在于建立了各相关部门之间协调和合作的管理机制，建立部门间的公共决策协商机制，以协调一致的行动保护湿地，从而实现了湿地资源合作共管。 2.3. 突出重点分步骤实施 由于湿地保护范围广、涉及到的部门多，且资金需求量大，由于必须突出重点，分步骤实施。吴江区根据本区湿地保护的实际情况，重点是抓好以下三方面：一是做好湿地恢复工程。2007年至今，实施湿地保护与恢复工程6项，投入资金2390万元，区财政配套4600万元。二是建设湿地公园。吴江现有湿地公园三处，试点建设了江苏同里国家湿地公园(试点)、江苏震泽省级湿地公园和吴江太湖绿洲湿地公园。总投资超过5.2亿元。三是设立湿地保护小区。设立了东太湖、白蚬湖、北麻漾等51个湿地保护小区，总面积15522.66公顷，新增受保自然湿地面积14040.75公顷。四是推进生态建设工程。以城乡统筹的规划、科学合理的布局、精致高端的品质推进实施“1058”工程，其中以建设太湖湿地公园、同里国家湿地公园、汾湖三白荡生态公园建设等八项生态工程，总投入预计47亿元。五是开展退渔还湖和围网拆除。实施了东太湖综合治理工程，总投资39.8亿元，退渔(退垦)还湖增加湖泊湿地面积1850公顷。开展全区湖泊生态治理，总投入约3.8亿元，实施湖泊围网拆除工程，大力发展生态养殖，严格控制渔业污染，维护我区流域水环境安全，确保湿地资源可持续利用。
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user: 3. 取得成效 湿地是地球上的碳汇中心，它与人类的生存、繁衍、发展息息相关，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，它不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而且具有巨大的环境功能和效益，因此湿地保护对于地方生态环境保护的重要性凸显，吴江区近年来湿地保护工作成效显著。一是通过多年来坚持不懈地开展宣传教育活动，公众和社会各界的湿地保护意识明显提高，随着湿地资源的不断开发和相关设施的不断完善，湿地也逐步成为广大群众休闲健身的理想场所，同里国家级湿地公园、东太湖湿地公园还吸引了大批周边城市的游客和摄影爱好者，使湿地的休闲娱乐功能得到进一步彰显。二是通过加强立法，以预防为主，严格依 法论证、审批并监督实施湿地保护和开发利用项目，同时严格执法，通过法律手段，坚决制止过度和不合理地利用湿地资源的行为，湿地保护有了较为完善的法律基础。同时，在制定和落实好法律法规的前提下，经过前期充分的湿地资源调查，基本摸清了本地的湿地资源，对湿地保护现状能够做到心中有数，为科学决策提供了科学依据；三是由于构建好湿地保护的组织保障体系和资金保障体系，并制定切实可行的分级保护政策，突出重点，，以重要湿地、湿地保护小区、湿地公园为抓手，初步构建了特色明显、布局合理、类型齐全、功能完善的湿地资源保护体系，恢复湿地面积287公顷，建设湿地公园总面积达2925.7公顷，受保护自然湿地总面积达15780.68公顷，自然湿地保护率从2010年的9.8%增长至72.9%，湿地保护区内鸟类的品种和数量也明显增多，其它生物资源也得到了有效保护。
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user: 4. 建议 水是吴江宝贵的生态资源，也是吴江可持续发展的关键资源，苏州市吴江区目前正步人快速城市化阶段，湿地保护不当滞后于城市发展．影响到城市生态安全和社会经济健康发展。湿地保护具有特殊性和复杂性。笔者建议下一步的采取的保护对策有： 4.1. 进一步加大宣传，形成全社会关注湿地保护的氛围 湿地保护牵涉面广，需要拥有广泛的社会基础，因此，必须坚持通过报纸、电视、网络、手机、标语及宣传资料广泛宣传湿地保护的重要意义，介绍湿地与生物多样性保护、土壤碳库积蓄的关联性，要发挥湿地作为教育基地的资源优势，形成全社会重视湿地保护的人文精神，使社会各阶层都能够懂得湿地与自己的生活息息相关，湿地保护也可以提高吸引社区参与的方法， 强化公众的湿地保护参与意识和生态忧患意识。 4.2. 要合理开发、保护好原生态 一方面在原有比较成熟的湿地建设的基础上(如同里国家级湿地公园，获得国家林业局试点授牌)，进一步完善行、宿、食、游、观、购等旅游设施，为发展湿地观光旅游提供条件，使民众尽快享受到湿地保护的各样实惠，由此带动保护区相关产业的发展，推进保护区产业结构调整，为湿地提供资金保障，实现可持续发展；另一方面要注意合理和适度开发，保护原始湿地的宁静自然状态，特别是为保护本土物种保留足够的空间，防止因为过度开发而削弱湿地应有的生态保护功能，特别是人为干扰，导致本土物种的消失，和原生境的破坏。 4.3. 进一步完善环境监测体系 湿地监测的主要内容包括以下几方面[ 1 ] ：l) 湿地的面积与分布；2) 湿地的水资源状况；3) 湿地土地利用状况；4) 湿地的生物多样性及其珍稀濒危野生动植物；5) 湿地周边地区的社会经济发展对湿地资源的影响；6) 湿地的管理状况和研究状况；7) 影响湿地动态变化的主要环境因子。吴江区要在原有七都镇湿地生态系统定位监测站的基础上，确立气象、水文、土地、人口、经济及生物多样性指标，逐步完善操作规程和技术方法，提高数据管理水平，特别是要有专人负责，动态监测和实时监控，以便及时准确掌握环境状况，科学地采取保护措施。 4.4. 以省保湖泊为重点继续做好分级保护工作 湿地保护是一个长期持续的过程，发达国家的许多城市湿地公园都获得了成功。但是目前大多数仍是人工湿地公园，具有很高生态学价值和美学价值的城市自然湿地公园是目前城市湿地保护发展的一个方向[ 2 ] 。要在原有建设成果的基础上，不断加大力度，使其生态功能不断加强，吴江区湿地面积大，分布比较分散，分级保护更具操作可行性，下一步要以省保湖泊为重点，继续做优生态湿地，特别是加快实施同里国家级湿地公园、桃源国家级森林公园、潜龙渠生态公园、太湖湿地公园、运河公园、三白荡生态公园、莺脰湖生态公园等工程建设，做亮城市生态名片。其中，桃源森林公园要在创建省级森林公园的基础上，进一步完善基础设施，探索创新运行管理机制，积极创建国家级森林公园，同里国家级湿地公园要在获得国家林业局试点授牌的基础上，按照整体规划要求，加快园内基础设施、湿地生态环境建设，争取早日正式挂牌成为国家级湿地公园。 4.5. 优先突出生态保护功能 无论是湿地恢复、建设湿地公园和湿地保护小区，都需要对原有的生态功能进行科学评估，在正确评估的基础上，优先突出生态保护功能，最大限度的保护湿地内的物种多样性，提倡保护乡土物种，同时还要保护好湿地的蓄水功能，必须突出“湿”字，才能真正实现维护湿地生态系统健康和实现湿地生态服务功能二者和谐统一，特别是在生态效益与经济效益发生冲突时要首先注重生态保护功能。 4.6. 要注重保护好人工湿地 吴江区稻田面积有20万亩左右，此外还包括一定的水生蔬菜面积，虽然人工湿地面积比较80年代下降了许多，但是对于维护生态平衡，改善生态状况，实现人与自然和谐，促进经济社会可持续发展，仍具有十分重要的意义。建议政府部门要在苏州市四个百万亩落地上图的基础上，加大各项生态补偿力度，完善相关法律，使种植户经济上不吃亏，确保水稻实种面积不下降，同时，要大力推广测土配方施肥和生物防治技术，严格控制二次污染。
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user: 摘 要 线粒体功能异常和外界刺激引起细胞内活性氧(reactive oxygen species，ROS)含量的长期增高会对脂质体、蛋白和DNA造成损伤，可能诱发癌症、心血管疾病、风湿性关节炎和各种神经性疾病等。日常食用和药用的植物中含有的维生素、胡萝卜素和多酚类化合物等种类众多的抗氧化剂能帮助清除过量ROS，是近年来食品化学、药学和生命科学等领域的一个研究热点。本文主要从化学角度介绍常见天然抗氧化剂的结构和抗氧化机理，重点是从化学检测实验、细胞实验和动物实验三个层面综述抗氧化性能的检测方法和化学反应机理。试图帮助读者正确理解抗氧化反应的化学本质，有助于合理组合使用抗氧化检测方法获得可靠的评价结果。最后对天然抗氧化剂研究中存在的主要问题以及未来的热点方向进行了分析和展望。 关键词 :天然抗氧化剂，活性氧，反应机理，检测方法，构效关系
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user: 1. 引言 Denham Harman在1956提出活性氧自由基致病假说：在一定条件下体内过量活性氧(reactive oxygen species，ROS)的长时间存在，可能造成蛋白质、脂质体甚至DNA的氧化损伤和变异，从而引发癌症、心血管疾病、糖尿病、白内障、风湿性关节炎和各种神经性疾病(阿尔茨海默氏症和帕金森综合症)等各种严重疾病 [ 1 ] [ 2 ] 。 ROS主要包括超氧阴离子(O 2 · − )、过氧化氢(H 2 O 2 )、单线态氧( 1 O 2 )、氢过氧自由基(HO 2 · − )、羟基自由基(OH . )、脂质氢过氧化物(ROOH)、脂质过氧自由基(ROO·)和脂质烷氧自由基(RO·)等。生物体内的活性氧主要有四个来源[ 3 ] [ 4 ] ：1) 线粒体是提供生物体能量的场所，动物和植物细胞在呼吸和生成三磷酸腺苷的过程中均会有大量活性氧作为副产物出现；2) 嗜中性细胞、嗜酸性细胞和巨噬细胞等吞噬细胞在氧爆过程中会释放活性氧；3) 过氧化物酶在生理条件下生成H 2 O 2 等；4) 细胞色素P450酶在氧化不饱和脂肪酸时产生O 2 · − 和H 2 O 2 等活性氧。 ROS是生理过程中的必然代谢产物，同时对细胞信息传导和细胞功能调节也发挥着重要作用[ 5 ] [ 6 ] 。但过量ROS的存在会对细胞膜上的脂质体、蛋白甚至细胞核内的DNA分子造成持续的伤害，因此维持体内ROS的平衡对保持人类的健康具有至关重要的作用和意义。正常情况下，生物体内的抗氧化剂如过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽酶(GPX)等能直接分解和清除各类ROS [ 7 ] 。另外，人类在饮食中获得的维生素C、维生素E、胡萝卜素和各种多酚类化合物，也能够清除一部分ROS。但是，这些天然抗氧化剂大都存在含量低、体内代谢快和生物利用度低等缺点。另外，随着人类生存环境的恶化，大量人群的生活环境受到辐射和有毒物质的污染，而且经常面临压力和紧张情绪，都可能产生过量的ROS [ 8 ] 。在人体自身系统不能完全清除这些ROS的时候，如何适量引入更高效的抗氧化剂有效清除过量的ROS，是预防癌症和心血管疾病等重大疾病的关键所在。基于人类对保持和改善健康的渴求和巨大的市场潜力，大量科研人员从事抗氧化剂的提取、制备和抗氧化特性研究，从2004~2014年以抗氧化剂为主题词的论文超过556，000篇，而且逐年呈快速增长趋势(如图1所示)，充分反映了抗氧化剂的研究热度。 由于研究人员背景不同，使用的实验方法和手段众多，经常导致不一致甚至相互矛盾的研究结论[ 9 ] 。如何正确评价这些天然抗氧化剂的抗氧化性能仍是一项很有挑战性的工作。对抗氧化剂性能的测试通常可以分为分子化学检测、细胞实验和活体实验三个层次：1) 通常先用化学检测来初步评价抗氧化剂的抗氧化能力，包括对特定自由基的清除能力，对脂质体、蛋白和DNA等生物分子过氧化的抑制能力，以及对被氧化生物分子的还原能力。但是，这些化学测定方法无法模拟真实的生理环境，没有涉及到抗氧化剂跨膜进入细胞的能力，在细胞内的分布以及与细胞器或酶的相互作用等。2) 通过细胞实验可以获得更多的信息，例如通过细胞毒性实验可以确定抗氧化剂的合理使用浓度范围，还能研究抗氧化剂的分布和代谢，特别是对细胞内抗氧化活性酶的调控性能等。3) 活体实验结果能更客观或接近反映真实的抗氧化效果。通过口服、静脉注射和经皮给药等不同给药方式，抗氧化剂进入人体后的循环途径有很大不同。而且进入血液的抗氧化剂可能通过肝肾被直接代谢掉，也可能在运输途中自身被氧化损失，因此还要考虑其生物活性和生物利用度。通过检测抗氧化剂对动物代谢毒性和血液中抗氧化活性酶或抗氧化产物的研究，能获得更真实的综合抗氧化性能以及生物利用度信息。但动物实验周期长，受动物个体差异和给药方式影响很大，可重复性相对较差。因此，根据天然抗氧化剂的分子结构和抗氧化反应特性以及各种抗氧化检测过程的化学反应机理对合理组合使用抗氧化检测方法获得可靠的评价结果具有重要意义。 关于天然抗氧化剂的种类、结构和抗氧化性能的综述已经很多[ 10 ] -[ 15 ] ，本文主要从化学角度介绍植物中常见的抗氧化剂的结构和抗氧化机理，重点是从化学检测、细胞实验和动物实验三个层面综述抗氧化性能的检测方法和化学反应机理。期望能帮助读者正确理解抗氧化反应的化学本质，有助于合理组合使用抗氧化检测方法获得可靠的评价结果。这对于正确研究天然抗氧化剂的构效关系，指导开发高效、廉价和低毒的天然抗氧化剂均具有重要指导意义。最后对天然抗氧化剂研究中存在的主要问题以及未来的热点方向进行了分析和展望。 图1. Web of Science数据库中以“antioxidants”为主题词从2004~2014年逐年发表的论文数量
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user: 3. 抗氧化的反应机理 抗氧化防御系统，主要包括抗氧化酶系统和非酶小分子抗氧化剂。抗氧化酶主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)。非酶抗氧化剂主要有抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(Car)和多酚类等天然抗氧化剂。 3.1. 抗氧化酶的抗氧化反应机理 抗氧化酶是人体自身的防御系统，能高效的利用氧化还原作用将过氧化物转换为毒害较低或无害的物质。例如，超氧化物歧化酶(SOD)能将超氧化物阴离子转化为过氧化氢和O 2 ，该反应速度是超氧化物阴离子自发歧化的10 4 倍。在还原过渡金属的存在下，如Fe 2+ 或Cu + ，H 2 O 2 发生Fenton反应，生成OH· (如图6所示)，这可能引发不饱和脂肪酸(PUFA)的自由基链反应和DNA损伤[ 4 ] 。过氧化氢酶(CAT)可进一步把细胞代谢产生的过氧化氢还原为水(如图7所示)，以消除其对细胞的毒性作用。 图5. 白藜芦醇、鞣、丹参素、咖啡酸、槲皮素、花青素的结构式 图6. SOD的抗氧化反应机理[ 41 ] 图7. CAT的抗氧化反应机理[ 41 ] 3.2. 非酶抗氧化剂的抗氧化反应机理 在还原性谷胱甘肽(GSH)的存在下，GPx作为电子给体能清除过氧化氢，得到氧化的谷胱甘肽(GSSG)和水[ 4 ] (如图8所示)。GSH和抗氧化酶都属于细胞的防御系统，用于保护细胞免受ROS的破坏。 维生素C的还原态和氧化态见图2所示。而多酚类抗氧化剂的抗氧化性能尤其突出，反应机制也比较复杂，主要有图9所示的三种途径[ 42 ] [ 43 ] ：1) 多酚类化合物主要通过酚羟基上氢原子的转移机制将高活性的自由基转变为反应能力很低的酚基自由基[ 44 ] ；2) 少数多酚类化合物也可能直接从高活性自由基上获得一个电子，将高活性自由基变成低反应活性的阴离子；3) 多酚类化合物还能和铁、铜等金属离子发生络合生成稳定的络合物，从而有效阻止金属离子参与下的Fenton反应(将过氧化氢变为高活性的O 2 · – 和·OH) [ 45 ] 。
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user: 6. 抗氧化性能的活体实验方法 对于天然提取物抗氧化性能的评价目前最成熟的方法就是前面综述的化学检测方法和细胞实验方法。但这些化学或体外的检测方法的检测条件与人体的实际生理环境相去甚远，前面的初步评估结果可能与实际的使用效果相差很多甚至相互矛盾。进一步通过活体实验能更客观或接近反映真实的抗氧化效果。但是活体实验的动物模型种类也很多，而且给药方式有口服、静脉注射和经皮给药等不同方式，可能导致抗氧化剂的利用度差异很大，另外模型动物个体状态的差异也会导致实验重复性较差。由于活体实验成本高、实验周期长，实验结果的可重复性较差，文献中报道的活体实验结果相对要少的多。但作为走向临床或市场的重要环节，活体实验又是必不可少的。这里根据文献和中华人民共和国食品药品监督管理局制定的《保健食品抗氧化功能评价方法》总结一些常用的检测内容和方法。 活体实验用到的动物模型主要是成本较低、饲养和实验都比较方便的大鼠、小鼠和兔子等小型动物，也可以选择猪、狗等大型动物，人体试食实验要尤其慎重。文献中多选取氧化损伤或老龄的大鼠[ 93 ] 或小鼠[ 94 ] [ 95 ] 作为模型，分组关在干净的笼子里，提供充足的可任意使用的水和食物(小麦豆粕)。氧化损伤动物模型的造模方法有D-半乳糖供给过量法和乙醇氧化损伤模型。抗氧化性能测试实验开始前，在受控的温度(24℃~26℃或18℃~22℃) [ 96 ] ，湿度(55%~60%)，和控制光照(光照12 h和黑暗12 h)的环境中饲养一周[ 97 ] 。可以通过静脉注射或灌胃不同浓度梯度的天然抗氧化剂进行给药。定期称量体重，治疗一段时间后，取血进行生化分析，并将动物通过颈椎脱位处死，于4℃切下小鼠的肝、肾、脾和脑等需要检测的组织，用冰冷的盐水清洗，浸入液氮中，并立即储存在−80℃ [ 98 ] 。 用前面介绍的各种比色法检测血清中MDA含量以及抗氧化酶SOD、GPx、GST及CAT的活性[ 98 ] [ 99 ] 。还可以特别对有氧化损伤的器官或组织进行进一步研究，例如PSOTOVA J等检测新抗菌药物sanguiritrin对外周淋巴细胞和肝细胞的DNA断裂损伤进行评估[ 100 ] 。G. Diaz-Araya等评价了1，4-二氢吡啶和亚硝基芳基衍生物对Fe 3+ /抗坏血酸刺激大鼠脑片的脂质过氧化的抗氧化作用并测定了大鼠脑切片的氧消耗量[ 101 ] 。整体来讲，抗氧化能力测试的活体实验还缺乏规范的实验内容，更缺少统一的操作和检测标准，现有报道方法的可靠性和局限性还有待于进一步验证。
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user: 7. 结论和展望 由于癌症、心血管疾病、糖尿病和各种神经性疾病等重大疾病都可能和体内过量ROS的存在密切相关，所以近年来对天然抗氧化剂的研究风起云涌，仅每年的研究性论文就高达数万篇。本文主要从化学角度综述常见天然抗氧化剂的结构和抗氧化机理，重点从化学检测方法、细胞实验和动物实验三个层面总结了抗氧化性能的检测内容、检测方法和化学反应机理。期望能帮助读者正确理解抗氧化反应的化学本质，有助于合理组合使用抗氧化检测方法获得可靠的评价结果。 对于植物中天然抗氧化剂的研究虽然已经取得了很多研究成果，但仍有一些重要科学问题亟需解决，未来的一些研究热点可能包括：1) 建立一套由操作简便、结果可靠、能被大多数科研人员认可的测试方法构成的抗氧化性能测试评价标准。对于细胞和活体实验还需要考虑选择合适和通用的生物模型和给药方式，增强不同科研团队的结果可比性。2) 天然的抗氧化剂容易被肝肾直接代谢掉，生物利用率很低。如何提高抗氧化剂的吸收率，提高其在血液中的循环时间，增强其进入细胞甚至特定细胞器的能力，是提高抗氧化剂的生物利用率的关键。3) 深入研究抗氧化剂的结构与抗氧化性能、细胞毒性、生物利用度、靶向性能等的关系，通过这些构效关系研究对抗氧化剂的结构进行综合优化，必将促进抗氧化剂的商业化和实用化，对提高人类的健康和生活质量有重要意义。
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user: 摘 要 礁滩相带是碳酸盐岩油气勘探的有利沉积相带，弄清台内礁滩相带的分布和演化规律，对川东地区台地内部油气勘探具有重要的意义。通过对广安华蓥天池涧水沟长兴生物礁进行剖面精细写实和详细研究，对其生物礁内部构成特征进行深入研究，精细刻画出礁滩内部构成和形成模式，指出礁体内部有利储层的分布规律。剖面上识别出三期生物礁生长旋回，均由粒屑滩沉积的礁基和障积礁或骨架礁组成的礁核构成，分别对应于三个向上变浅的准层序组，总体构成加积–进积型生物礁；其中第二期生物礁最为发育。各期生物礁生长旋回顶部的礁滩复合体白云石化强烈，有利于储层形成。 关键词 :川东地区，涧水沟剖面，长兴组，台内礁滩
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user: 1. 引言 近年来，川东及川东北地区发现了大量生物礁、滩气藏，特别是以普光、龙岗、元坝等为代表的一系列以长兴组礁滩相地层为储层的大、中型气田的发现，是中国南方海相碳酸盐岩油气勘探的重大突破，生物礁作为油气储集体也越来越受到人们的关注。川东地区长兴组主要为碳酸盐岩台地沉积，礁滩体主要发育于台地边缘和台内高点。该区野外出露较好的生物礁、滩剖面已经发现了盘龙洞、羊鼓洞、红花、涧水沟和老龙洞等众多剖面点，为长兴组礁滩的实地考察和礁滩储层研究提供了丰富素材。国内外目前对台缘礁滩储层的研究已经较为精细和成熟[ 1 ] -[ 3 ] ，而台内礁滩一般不如台缘礁滩油气储集岩发育良好，分布零散，但台内沉积区的面积远较台缘区大，使其油气储集能力不可被轻视。台内礁滩地形情况复杂，控制因素多样，使得目前对台内礁滩相的研究较少[ 4 ] 。本文拟以川东地区典型台内礁滩剖面为例，精细解剖台内礁滩结构及沉积特征，为进一步开展井下台内礁滩储层研究提供参考。
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user: 2. 区域沉积背景及剖面概况 长兴沉积期，四川盆地东部至中部地区主要以碳酸盐岩台地沉积为主。根据台内已知礁滩体分布与沉积相分析[ 5 ] -[ 7 ] ，认为在晚二叠世拉张背景下，台地内部也出现拉张坳陷，并提出在四川盆地中部地区存在两个适合礁滩发育的地貌高带：遂宁台内地貌高带和广安台内地貌高带，并认为台内高带之间可能为地貌上低洼的地区——蓬溪–武胜台凹，延伸至方斗山构造带南段。根据沉积地貌特征将川东地区开阔台地又划分为三个沉积地貌单元，即相对平坦水浅的台坪区、相对低凹水深的台凹区及二者之间的台坪边缘区(即台内地貌高带)，礁滩具有沿台坪边缘带发育的规律[ 8 ] 。华蓥涧水沟剖面位于台地内部地貌高带，发育以台内礁滩为主的储层类型(图1)。 华蓥天池涧水沟剖面地理位置处于广安市华蓥山旅游区东北部，交通比较便利。剖面长兴组地层发育完整，顶、底界线清楚，易于观测，与下伏龙潭组和上覆下三叠统飞仙关组均为整合接触，长兴组剖 图1. 剖面位置及区域岩相古地理背景 面厚130.6 m。长兴组可以划分为三段：一段为深灰色(含生物屑)泥–粉晶灰岩夹燧石结核灰岩，主要为低能沉积；二段以浅灰色生物礁灰岩、生物屑灰岩为主，局部白云石化形成良好储集岩，为主要储层发育段；三段礁滩相灰岩相对二段发育厚度要小，次要储层发育段(图2)。
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user: 3. 沉积相及层序地层特征 通过对该剖面长兴组岩石学、古生物特征及区域沉积背景分析，长兴组早期，海平面迅速上升，发生海侵，该时期还未形成台地，表现为缓坡沉积模式[ 9 ] ，以含生物屑泥晶灰岩、燧石结核灰岩或含硅灰岩等低能沉积为主。长兴组中–晚期，水体开始变浅，区域上转为开阔台地沉积，台内礁滩较为发育。开阔台地相进一步细分为台内礁、台内滩、潮下亚相，台内礁滩主要以浅灰色礁灰岩、生屑灰岩及颗粒云岩组成；潮下亚相以含生屑泥晶灰岩、泥晶灰岩等相对低能沉积为主(图2)。 根据该剖面层序界面识别及区域层序地层分析[ 9 ] ，将长兴组划分为2个三级层序(Sq1、Sq2)。Sq1底界面为上二叠统龙潭组与长兴组界面，二者之间为岩性—岩相转换界面，界面之下为龙潭组煤系地层，界面之上为长兴组底部斜坡相深灰色薄层状含生屑泥晶灰岩沉积。Sq2底界面位于长兴组内部，界面之下为一套浅灰色块状礁云岩，界面之上为浅灰色生屑灰质云岩，界面附近发育局部暴露溶蚀作用标志。长兴组台内礁沉积主要分布于三级层序高位体系域，尤以Sq1-HST最为发育。精细层序地层划分表明，Sq1由1~7层组成，进一步细分为3个四级层序：sq1、sq2和sq3；Sq2细分为2个四级层序：sq4和sq5 (图2)。 图2. 华蓥天池涧水沟长兴组沉积相和层序地层柱状剖面图
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user: 4. 生物礁滩内部构成特征 通过对礁体内部岩性、生物组合特征进行深入研究，不仅能识别出该礁体的内部构成特征，而且对于揭示其沉积环境演化、生物礁成因模式及有利储层展布有重要指导意义。 4.1. 四级层序sq1礁滩构成 sq1由1~7层组成，sq1-TST由缓坡低能沉积构成，代表水体较深环境，向上颜色变深，下部为褐灰色含生屑泥晶灰岩，上部变为灰色、深灰色含生屑、含燧石结核泥晶灰岩，代表水体向上加深。sq1-HST自下而上依次由开阔台地潮下中–厚层低能、深灰色生屑泥晶灰岩沉积(图3(a)，图3(b))——台内生屑滩块状、高能浅灰色生物屑灰岩组成，向上生物碎屑含量增加、白云石化作用增强，发育有孔虫、藻屑、腕足、棘皮、海绵碎屑等(图3(c))，反映向上水体变浅。该套沉积主要在高位体系域发育台内生屑滩沉积， (a) 残余生物屑泥晶白云岩，5层，对角线长度0.32 mm (-)；(b) 含生物屑藻屑泥晶灰岩，5层，对角线长度0.8 mm (-)；(c) 泥-亮晶生物屑灰岩，6层，对角线长度0.8 mm (-)；(d) 浅灰色海绵礁灰岩，串管海绵为主，含量30%左右，10层；(e) 浅灰色海绵礁灰岩，骨架支撑状，骨架孔洞发育，10层；(f) 附礁生物-菊石，10层；(g) 附礁生物-腕足，11层；(h) 生物碎屑海绵泥晶灰岩，11层，对角线长度0.8 mm (-)；(i) 灰褐色溶孔棘屑云岩，沥青充填溶孔，12层；(j) 残余生物碎屑粉-细晶含灰白云岩，12层，对角线长度0.32 mm (-)；(k) 泥-亮晶海百合白云岩，15层，对角线长度0.8 mm (-)；(l) 碎裂状泥晶生物碎屑海绵云质灰岩，16层，对角线长度0.8 mm (-) 图3. 涧水沟长兴组剖面台内礁滩典型沉积现象 构成了上覆生物礁沉积基底。 4.2. 四级层序sq2礁滩构成 sq2由8层和9层组成，沉积礁滩复合体，由2~3期台内礁–礁顶台内滩沉积构成，白云石化作用普遍。主要为浅灰色障积–骨架礁云岩与生屑云岩互层，造礁生物主要有串管海绵，少量苔藓虫及水螅，串管海绵最大至6 cm，障积骨架礁云岩原岩藻粘结结构明显，生屑含量多。生屑主要为棘屑、腕足构成，礁滩白云岩化程度强；礁晶洞构造可见，大小3~5 cm，方解石充填，广泛见残余沥青，上部白云岩化强。骨架礁云岩中的不均匀白云岩含油气性好于上部白云岩化较强的滩相云岩。总体该套台内礁滩沉积向上规模增大，白云石化作用增强，反映了水动力条件逐渐变强和水体逐渐变浅，生物礁逐渐繁盛特征。 4.3. 四级层序sq3礁滩构成 sq3由10层和11层组成。自下而上依次发育台内障积–骨架礁–台内生屑滩–台内障积礁沉积，向上白云石化作用增强，反映沉积水体变浅特征。下部的障积-骨架礁灰岩，以块状串管海绵礁体为主，总体向上礁体规模增大，骨架礁造礁生物主要为串管海绵，丛生状明显，障积礁古石孔藻包覆、粘结串管海绵形成(图3(d)，图3(e))，附礁生物可见有孔虫、腕足、菊石等(图3(f)~图3(h))。上部为浅灰褐色厚层至块状藻粘结生屑含灰云岩，向上白云岩化增强，下部晶洞发育，晶洞最大可达0.8 m，下部含沥青少于上部，主要富集于晶洞，构造缝、微裂缝、缝合线部位。 4.4. 四级层序sq4礁滩构成 sq4由12~14层组成，TST为台内滩生屑灰岩构成，HST为云化强烈的障积礁灰岩。12~13层下部为灰褐色块状棘屑云岩、障积骨架礁云质灰岩；中部为块状藻粘结生屑灰质云岩夹礁云质灰岩；顶面与上覆层间凹凸接触；底部棘屑云岩沥青浸染层(图3(i)，图3(j))，中上部残留沥青发育，沿晶洞、裂缝分布；近顶部晶洞发育，垂直层面、斜交层面晶洞大小可达30 cm，方解石充填，晶洞发育层厚0.5 m，晶洞围岩为藻粘结云质灰岩，中部骨架礁灰质云岩中发育1 × 0.15 m规模的礁间水道，黄灰色白云岩，充填棘屑。14层为褐灰色块状障积礁灰质白云岩。总体上该层序内水体较浅，自下而上表现为TST的台内生屑滩–HST的台内生物礁沉积特征，向上储层物性变好。 4.5. 四级层序sq5内部构成 sq5由15~16层组成，为暴露生屑滩的云化生屑灰岩、鲕粒灰岩，顶部淡水溶蚀作用强烈。下部棘屑灰质白云岩中晶洞发育，沿裂缝富含沥青；上部为浅灰色中层粉细晶白云岩，上部0.8 m为黄灰色薄层鲕粒含灰云岩。该层序以云化台内颗粒滩沉积为主，构成了下伏台内礁的礁顶沉积。
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user: 5. 台内礁滩发育模式 晚二叠世长兴早期，天池涧水沟剖面所处地区为一套碳酸盐岩斜坡沉积，随着相对海平面不断下降，该区形成了一套规模较大的加积–进积型台内生物礁组合。根据生物礁岩石特征、生物组合及沉积环境演化特征，长兴组的台内生物礁下伏碳酸盐岩斜坡低能沉积(图4)，剖面上识别出三期生物礁，发育于长兴组两个层序高位体系域即三级相对海平面下降期间，总体上形成加积–进积型生物礁组合。生物礁均依托一定的基底生长，在野外剖面上礁基和礁核比较明显的标志之一，即是礁基一般为呈层状的生屑滩，而礁核呈块状。第一期生物礁不太发育(8层和9层构成)，为造礁生物初期繁殖阶段，常以礁滩体互层出现形成礁滩复合体，白云石化作用强烈，该套礁滩体发育于由6~7层生屑滩组成的礁基之上，生屑滩的大量发育形成沉积水体较浅的沉积背景，继而在此基础上形成生物礁发育规模不大的礁滩复合沉积。第 图4. 涧水沟剖面台内生物礁滩演化模式图 二期生物礁是在第一期生物礁基础上持续发育(10~11层)，为造礁生物繁盛阶段，由障积礁–骨架礁的沉积旋回，可以进一步细分为两个次级旋回，第一个沉积旋回由10层构成，主要为礁灰岩，海绵、苔藓虫等造礁生物发育，呈块状，厚度大，骨架礁为主；第二个沉积旋回由11层构成，下部为台内生屑滩，上部为障积礁，云化作用强烈，代表水体变浅，本期生物礁逐渐消亡的特征。总体上，本期生物礁最为发育，造礁生物类型及规模、沉积厚度等均发育较好。第三期生物礁发育于Sq2高位体系域(13~14层)，下伏海侵体系域的台内生屑滩构成礁基，主要为障积礁，但其造礁生物的种类没有第二期那么丰富，礁岩厚度也变小。礁的形成与沉积模式具有规律性，从固结基底开始，然后钙质海绵、水螅等造礁生物开始繁茂生长成礁，再次经过波浪破坏、死亡、钙质藻类的粘结、重新生长等阶段，形成厚层的骨架礁。骨架礁暴露水面后停止生长，在顶部形成塌积岩、粒屑滩和小规模的骨架礁，至此，长兴组生物礁完成其演化。在全部的演化过程中，生物礁的生长速率大于相对海平面上升的速率，每个礁体演化的最终都是因海侵而结束。
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user: 6. 结论和认识 通过对川东华蓥天池涧水沟剖面长兴组礁滩内部结构及形成模式研究，长兴组生物礁属于台内生物礁沉积，发育于三级层序Sq1和Sq2高位体系域，剖面上识别出三期生物礁生长旋回，均由粒屑滩沉积的礁基和障积礁或骨架礁组成的礁核构成，分别对应于三个向上变浅的准层序组，总体构成加积–进积型生物礁；其中第二期生物礁最为发育，又可划分出2个进积型的次级生长旋回，该期也构成三期生物礁的主体。该剖面白云石化强烈，尤以各期生物礁生长旋回顶部的礁滩复合体白云石化更为明显，可形成良好储层，溶孔溶洞中常见炭化沥青充填物。
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user: 摘 要 岩堆是高山峡谷区较常见的一种地貌类型，公路、铁路、管线等工程穿过岩堆体时，可能成为一种不良地质因素。由于岩堆体物质组成的特殊性，常用的土力学和岩石力学理论方法在解决岩堆边坡稳定性等问题时遇到了一些困难。采用基于离散元法的PFC2D软件，在建模过程中模拟岩堆边坡的“自然”形成过程，研究颗粒表面摩擦系数以及岩石块体对岩堆边坡休止角的影响，以及两种类型岩堆边坡的开挖破坏模式。岩石块体一般可以显著增大岩堆边坡的休止角，但最终休止角的大小有较大的离散性；由岩石块体组成的岩堆边坡的开挖破坏模式更接近于整体式破坏，而均布颗粒的岩堆边坡则为表层的平移破坏。 关键词 :岩堆，岩堆边坡，离散元，数值模拟
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user: 1. 引言 岩堆是高山峡谷区较常见的一种地貌类型(图1)，如果公路、铁路或管线等工程在岩堆体通过，则可能造成危害，从而成为一种不良地质因素。虽然还没有关于岩堆分布的详细调查资料，但根据一些研究文献，我国的西藏[ 1 ] 、云南[ 2 ] [ 3 ] 、四川的一些高山峡谷地带都有岩堆体分布。当公路或铁路通过岩堆体时，常遇到的问题一是岩堆边坡的稳定性问题，一是岩堆路基的不规则沉降问题。针对岩堆路基变形沉降问题，赵明阶等[ 2 ] 和杨锡武等[ 3 ] 以水麻高速公路工程为依托，采用离心模型试验模拟岩堆路基在自重力及汽车荷载作用下的沉降变形，研究了不同组成、不同高度的典型岩堆体的沉降变形规律，取得了一些很好的成效。刘忠强等[ 4 ] 基于模糊数学的基本原理，建立了岩堆边坡危险性的模糊综合评价体系，根据边坡失稳的等级权重对岩堆边坡进行危险性评价，并根据评价结果给出针对性的治理措施。张雷等[ 5 ] 结合云南溪洛渡水电站专用线典型边坡工程，采用有限差分软件FLAC3D进行了三维数值模拟计算分析了抗滑桩、锚杆等对边坡稳定性的加固作用影响，给出了边坡的安全评价及处治意见。宋继宏等[ 6 ] 以宜巴高速三里花岩堆体为研究对象，采用大型直剪试验研究岩堆体的强度特性，发现岩堆体具有应变硬化特征，强度随干密度增加而增加。熊冰[ 7 ] 对四川某高速公路红层地区岩堆体特征及对路基工程稳定性的影响进行了分析，认为潜在滑动面一般为土石界面或两种土层的分界面，地下水对边坡稳定性有重要影响。国际上，前苏联地质学家杜别里尔较早进行了岩堆相关的研究，文献[ 8 ] 详细分析了岩堆形成的自然条件、机理及苏联在岩堆地区修筑与养护路基的经验及岩堆地区的一系列工程地质问题， 是对岩堆及岩堆路基系统研究的著作。Rapp and Fairbridge [ 9 ] 也是较早关注岩堆地貌现象的学者，他们给出了自己对岩堆的定义。最近，日本学者Obanawa and Matsukura [ 10 ] 在前人研究的基础上提出了一种岩堆形成演化的数学模型，运用该模型可以模拟岩堆的发展和崖壁退行，并进而给出地形变化的过程。 虽然岩堆这一特殊的地质地貌类型得到了国内外学者的关注，并有一些相关的研究成果，但由于岩堆体、岩堆边坡以及岩堆路基具有特殊的组成结构，表现出不同于一般的岩体和土体的工程力学特征，给工程设计和施工带来了很大困扰。本文在对岩堆成因特征分析的基础上，拟采用离散元数值方法研究岩堆边坡稳定性及破坏过程，岩堆路基变形破坏机理。
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user: 2. 岩堆 对于岩堆的定义，不同的文献资料有所差别，被中文文献引用最多的一种定义是铁路工程设计技术 图1. 典型岩堆边坡(照片拍摄于西藏加查–桑日公路工程) 手册——路基[ 11 ] 给出的，即岩堆是岩石山坡经过物理、风化作用，形成的岩石碎块、碎屑，通过重力作用或雨水搬运至山坡上或山脚下的疏松堆积体，岩堆的主要物质来源是崩塌和落石。公路路基手册[ 12 ] 没有对岩堆进行明确的定义，而是把岩堆和崩塌联系在一起，认为经常发生崩塌、碎落和落石的山坡坡脚，由于崩落物的不断堆积，就会形成岩堆。Rapp and Fairbridge [ 9 ] 采用源于法语的“Talus”一词描述岩堆，他们给出的定义为：由小型崩塌作用产生的靠近山坡的岩屑堆积体(an accumulation of rock debris， formed close to a mountain wall， mainly through many small rockfalls)。这一定义和我国的铁路工程设计技术手册的定义都明确了岩堆是崩塌作用形成的这一关键性问题，综合分析两个定义可以确定Talus和岩堆是指向的同一事物。文献[ 10 ] 给出了与岩堆相关的一些地貌学术语的定义，图2为他们给出的岩堆形成示意图以及相关词汇。根据图2，对应的中英文词汇为：岩堆(Talus)、岩堆边坡(Talus slope)、岩堆堆积体(Talus sediment)、岩堆原始坡面(Basal surface beneath the talus sediment)。国内文献对岩堆的英文翻译也存在很大的差别，如文献[ 2 ] 把岩堆翻译为rocky heap，文献[ 3 ] 翻译为cliff debris，文献[ 5 ] 则把岩堆体翻译为accumulation o f rock mass，这些翻译是根据岩堆的一些特征进行的字面翻译，并不是学术研究中使用的专有词汇。 岩堆大多为近代堆积，自然岩堆边坡的坡度一般接近组成岩堆的岩石碎块干燥状态下的天然休止角，岩堆的天然休止角与组成岩堆的岩体摩擦系数、岩块的大小和形状有关，一般在25˚~45˚之间。岩堆体结构一般比较松散，特别是由大块石组成的岩堆体孔隙率大，并且结构不均匀，或有软弱松散的夹层，因此在外荷载作用下容易产生不均匀沉降。稳定岩堆体在长期风化侵蚀作用下，表层有细颗粒的填充，并 图2. 岩堆示意图及与之相关的地貌学术语[ 10 ] 可能发育有植被，随着地表水入渗带入细颗粒，岩堆体内部局部有一定的胶结。岩块的颗粒级配是影响岩堆体稳定性的重要因素。颗粒均匀时，在加载或扰动下，其滑塌表现出较强的规律性；而当级配粒径差别大时，细微的扰动可能引起的滑塌是多值变化的、难以准确预测。因此，岩堆体级配的大差异性、大变异性导致其用常规理论进行稳定性分析的困难[ 11 ] [ 13 ] 。岩堆体的物质组成也对其稳定性有直接的影响，如碎屑岩类岩堆一般较松散，稳定性差，而碳酸盐类岩堆多呈半胶结状态，稳定性较好。岩堆体的物质组成也会影响其在受压时的力学表现。岩堆体压实过程中，压缩量部分来自岩堆体中的软岩块体在压实过程中发生破碎，小颗粒填充原有的空隙，孔隙率降低，发生压缩。另外一部分压缩量则可能来自于颗粒之间的滑移、旋转等产生位置的变化，从而实现颗粒重新排列，产生压缩。
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user: 3. 岩堆边坡稳定性数值分析 3.1. 离散元程序PFC 数值模拟采用的二维颗粒流软件PFC2D [ 14 ] ，基于Cundall and Strack首先提出的离散元法[ 15 ] 。PFC采用的是一种刚性颗粒和柔性接触的方法，即单元体采用刚性的圆盘(二维)或球体(三维)不产生变形，而柔性接触则允许在接触中发生变形，从而实现整个颗粒体系的变形。颗粒在力和弯矩的作用下发生运动，力和运动之间遵循牛顿第二运动定律。颗粒之间的接触有三种接触模型：刚性接触模型、滑移接触模型和粘结模型，分别描述法向的弹性接触、切向摩擦接触以及颗粒之间的粘结接触。相互接触的颗粒体可以通过接触点上的粘结接触模型粘结在一起形成一定形状尺寸的物体。PFC2D提供的粘结接触模型有两种，接触粘结模型和平行粘结模型。接触粘结可以传递压、拉和剪切荷载，平行粘结除可以传递压、拉和剪切荷载外，还可以传递弯矩。两种类型粘结均在法向和切向具有粘结强度，当受力超过强度时，粘结破坏，接触粘结破坏后除非重新建立粘结则不可恢复。PFC2D进行颗粒运动模拟基于以下假定[ 14 ] ： (1) 所有颗粒体均为刚体； (2) 颗粒之间的接触面积非常； (3) 颗粒之间的接触为柔性接触，刚性颗粒允许在接触点发生重叠变形； (4) 颗粒间接触重叠的大小与接触力相关，由力–位移关系控制，且所有的重叠相对于颗粒粒径来说很小； (5) 所有颗粒均为圆形。 3.2. 微观参数的确定 PFC数值模拟采用的材料微观参数通常采用已知的宏观参数进行校订得到。进行材料微观参数校订和反算最常用的方法是数值双轴试验[ 16 ] [ 17 ] 。基于本文研究对象岩堆的物质组成特点，采用单独的颗粒模拟岩堆中的小颗粒，采用多个颗粒粘在一起模拟岩堆中的大块石。需要确定的微观参数包括颗粒摩擦系数、颗粒–颗粒的接触刚度，以及粘结的刚度和强度参数。本文不以具体的岩堆为研究对象，重点在于通过数值模拟的手段分析岩堆的工程力学特性以及岩堆边坡稳定性，因此主要通过参考相关文献以及数值双轴试验试算的途径确定模型微观参数，见表1。 3.3. 岩堆边坡PFC数值建模 由于岩堆体是由高处岩壁发生的许多小规模崩塌形成的，因此建立数值模型时也模拟岩堆体这一自然形成过程。如图3所示，首先才用PFC2D的Wall单元建立原始边坡，然后在边坡上部生成一簇颗粒，然后这些颗粒在重力作用下滚落并在坡脚堆积，从而实现一次小型崩塌的过程。然后，在同一位置再生成另一簇颗粒，并重复下落和堆积过程。这样，通过反复的生成颗粒和重力下落堆积，实现岩堆边坡的“自然”堆积过程。 建模时，首先生成一定数量的单体颗粒，颗粒粒径在0.1 m~0.2 m区间内的均匀分布，然后随机选择部分“种子”颗粒，然后在这些“种子”颗粒四周生成相同粒径的颗粒并粘结在一起形成我们需要的岩块。为考虑块石形状的影响，模型通过颗粒数量和排列方式形成三种基本形状的块石，如图3所示，2个颗粒形成的长方形，3个颗粒形成的三角形，以及5个颗粒形成的梯形形状。根据块石颗粒数目，可以得出块石的粒径大致范围在0.2 m~0.6 m之间。颗粒摩擦系数体现岩石的表面摩擦特性，本文摩擦系数在0.3~0.7范围内取值，以研究颗粒摩擦对岩堆体稳定性的影响。崩塌发生位置高20 m，原始边坡坡度为75˚。原始边坡的陡崖后壁部分采用Wall单元模型，坡脚底部采用粘结固定颗粒作为边界。图4给出了两种堆积体模型，其中(a)由粒径均匀分布的圆形颗粒组成，用于模拟由较均匀的颗粒组成的岩堆体；(b)由岩石块体为夹少量圆形颗粒组成，模拟由大块石组成的岩堆体。图示为两种类型的堆积体边坡在天然自重作用下力链分布，可以看出(a)中的力链为比较规律的“树干+树枝”状分布，而(b)中的重力力链分布则具有更大的不均匀性，表现出重力沿少数几个链条上的集中传递。 3.4. 岩堆边坡的天然休止角 自然形成的岩堆边坡的坡度可认为即该岩堆体的休止角。岩堆边坡的天然休止角受岩石的表面摩擦系数、岩块的粒径以及岩块的形状影响，并可能受某几个大颗粒的影响，具有一定的随机性，可能与破碎均匀的同种岩石的休止角相差较大。图5为颗粒摩擦系数和岩石块体对岩堆边坡休止角的影响情况。从图5可以看出，无论圆形颗粒边坡还是岩堆边坡，颗粒摩擦系数对其休止角都有显著的影响。在颗粒摩擦系数相同的情况下，粒径均匀分布的圆形颗粒堆积边坡的休止角明显低于岩堆边坡的休止角。岩堆边坡的堆积过程具有很大的随机性，过程中的小小扰动可能对最后的结果有明显的影响。为考虑随机性的影响，对应于每一个颗粒摩擦系数值，对两种类型的堆积体边坡在形成过程中通过改变少量颗粒的初始位置加入微小的扰动，得到的休止角数据分别用圆形、三角形和正方形点表示。根据图5中的结果可以看出，粒径均匀分布的圆形颗粒堆积体的休止角则较集中，而岩堆边坡的最终自然休止角具有很大的离散性。 3.5. 岩堆边坡的破坏模式 边坡的破坏模式一般与边坡的物质组成有关，粘性土质边坡的破坏模式以圆弧形或对数螺线形滑面的旋转破坏模式为主，砂性土质边坡的破坏模式则可能是直线形滑面的平移破坏模式，而岩堆体边坡的破坏模式则与一般土质边坡不同。对图4所示的两种“自然”堆积形成的岩堆边坡，假设公路从距离原始坡脚4 m处通过，需要对边坡进行开挖。开挖后两个边坡均发生坍塌破坏，PFC数值模拟给出了破坏后颗粒累积位移矢量图(图6)。从图6可以看出，两种类型的岩堆边坡破坏模式有显著不同，(a)图所 Table 1 The micro-parameters used in PFC modelin 微观参数 值 颗粒法向刚度，k n 20.0 MN/m 颗粒切向刚度比，k s 20.0 MN/m 颗粒摩擦系数，μ 0.3~0.7 颗粒密度，ρ 2300 kg/m 3 颗粒粒径，m 0.1~0.2均匀分布 颗粒平行粘结法向刚度，k np 20.0 MN/m 3 颗粒平行粘结切向刚度，k ns 20.0 MN/m 3 颗粒平行粘结抗拉强度，σ np 2.0 MPa 颗粒平行粘结抗剪强度，σ sp 2.0 MPa 颗粒平行粘结半径系数，r pb 1.0 表1. PFC数值模拟分析采用的微观参数 图3. 岩堆边坡数值建模过程 图4. 岩堆在天然状态下的重力力链和休止角。在颗粒摩擦系数相同时，圆形颗粒堆积边坡(a)的休止角为24˚，块石堆积(b)的休止角为41˚ 图5. 颗粒摩擦系数及块体对岩堆边坡休止角的影响。有黑色填充的点为岩堆边坡，空心形点为圆形颗粒边坡 图6. 累积位移表示的岩堆边坡破坏模式 表示的圆形颗粒组成的岩堆体边坡的破坏模式是表层滑动/滚动破坏，滑面接近于直线形，总体接近于砂性土边坡的平移破坏模式。(b)所表示的由块石组成的岩堆体边坡的破坏则接近于整体式的破坏，从位移矢量图上难以确定破坏的滑面位置和形状，破坏过程接近于整体结构破坏和重组。
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user: 4. 结论 基于PFC2D的数值模拟方法在分析岩堆边坡中具有一定的优势，采用颗粒单元在数值建模时可以模拟岩堆体“自然”形成的过程，通过不同形式和数目的粘结颗粒，可以模拟不同形状的岩石块体。通过对两类岩堆体，即粒径均匀分布的圆形颗粒组成的岩堆体和由块石组成的岩堆体，进行对比分析发现，在颗粒摩擦系数相同的情况下，由块石组成的岩堆体休止角明显大于同种岩石的均匀颗粒堆积体，但随机性大。在边坡开挖时，两类岩堆体的破坏模式也有很大不同，一种是接近平移式的表层破坏，一种则是接近于整体破坏模式。
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user: 摘 要 随着对四川盆地碳酸盐岩储层的重视和大力勘探，中二叠统发育的滩相储层也构成了盆内有利的含气层位之一。本文根据岩心观察、野外剖面实测、镜下岩石薄片鉴定分析和其它测试资料，结合岩石学、古生物、沉积构造等沉积相标志的综合研究，认为研究区中二叠世主要发育浅水型碳酸盐岩台地沉积，细分为碳酸盐岩台地和台地前缘斜坡相及若干亚相和微相。以经典层序地层学理论为指导，通过以岩性–岩相转换界面为主的层序界面识别，确定中二叠统发育5个II型三级层序，每个层序划分出TST和HST两个沉积体系域。在沉积相和层序地层学分析的基础上，以各层序体系域作为编图单元和“单因素分析综合作图法”为技术方法，编制了各体系域的岩相古地理图并对其演化特征进行了分析。结合各相带储集物性特征，认为台缘滩和台内滩为最有利储集相带，尤以SQ2-HST和SQ4-HST沉积期形成的滩相颗粒灰岩经过白云石化作用改造后更具储集意义。 关键词 :四川盆地，中二叠统，沉积相，层序地层，岩相古地理
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user: 1. 引言 随着以普光气田为代表的礁滩相储层的陆续发现[ 1 ] ，四川盆地内针对碳酸盐岩储层的研究掀起了热潮，在石炭系古岩溶储层[ 2 ] 、长兴组和飞仙关组礁滩相储层等碳酸盐岩储层中已经取得了丰硕的成果。近年来，在四川盆地中二叠统的栖霞组和茅口组也取得了突破[ 3 ] [ 4 ] ，构成了区内重要的产气层系之一。以往研究认为，中二叠统碳酸盐岩储层主要储集空间为裂缝系统[ 5 ] ，钻探实践表明，在裂缝发育部位虽有较高钻井成功率，但获得的地质储量却较少，而在裂缝发育较差层段如浅滩发育区也钻获了不少储量规模较大的气藏[ 6 ] 。因而，查明盆地内中二叠统沉积相带分布规律，对四川盆地进一步开展中二叠统勘探具有重要的实际意义。 对于四川盆地中二叠统的储层研究，前人已做过大量工作，并提出了不同的观点，主要体现于碳酸盐岩台地和碳酸盐岩缓坡两种认识[ 3 ] -[ 9 ] 。本文拟在综合前人研究成果的基础上，结合大量岩心观察、野外剖面实测和测井资料综合分析，通过编制层序–岩相古地理图，系统剖析四川盆地中二叠统层序格架内岩相古地理特征和有利储层发育的相带分布规律，为该区油气勘探奠定了地质基础。