mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于粉体特征物理性质的中药饮片分类研究

中药因其药用部位和富含成分的不同,其粉体表现出明显的显微鉴别特征和特定的物理属性。以此为基础,将常用中药分为粉性料、纤维料、糖性料、油性料、脆性料等类别,对中药临方制剂技术的研发具有重要意义。但是目前现有的分类方法主观性较强,难以满足高质量中药临方制剂技术开发的需求。该文选择山药、益母草等代表性中药55味,采用粉体综合性质测定仪、转矩流变仪、物性测定仪等,对其粉体的物理属性进行系统表征,构建了代表性中药粉体的物理性质数据集,并进行多元统计分析,绘制了粉性料、纤维料、糖性料、油性料、脆性料等各类物料的典型物理指纹图谱。在此基础上通过计算主成分得分图中各中药与典型值间的欧氏距离对其进行分类。此外,对于部分因兼有多重物料性质导致分类界限模糊的中药,以欧氏距离为基础,并结合粉体性状、显微鉴别特征及化学成分组成,计算不同类别物料在整体中的占比,从而实现基于粉体特征物理性质的中药的多元定量分类,为进一步构建中药临方智能化制剂技术奠定基础。
近20年我国煤与瓦斯突出事故时空分布及防控建议

防治煤与瓦斯突出是保障煤矿安全高效开采和国家能源稳定供应的前提条件。近期频发的煤矿瓦斯突出事故(2021年3月25日左权煤矿突出事故、4月9日东风煤矿突出事故)造成12人死亡,再次表明实现"零突出"的目标还有非常艰巨的路程要走。针对当前突出机理不清、突出事故频发现状,开展我国2001-2020年突出事故统计分析,数据显示,20年共发生突出事故484起、死亡3 195人,尽管近年来突出事故得到有效控制,然而在煤矿事故中仍处于相对较高水平且愈加突显。在此基础上,进一步从突出事故等级、发生地点、发生时间等方面分析2011-2020年突出事故时空分布规律,结果表明:12个省(直辖市)近10年共发生突出事故93起、死亡645人,其中较大突出事故持续占据主导地位、特别重大突出事故死亡人数常年居高不下、一般突出事故占比逐渐上升;突出事故具有"分布范围广、分布较为集中、南多北少、南重北轻"的地域分布特点,其中贵州省、湖南省、云南省、河南省4省最为严重,累计占总事故起数和死亡人数的68%和79%;突出事故集中发生在每年的5-7月和11-12月,每月的4-6日、15-17日和28-29日,每日的1-2时、5-6时、10-12时和17-20时等时段。针对突出事故呈现出高低交替的周期性发展规律,从安全管理的角度指出,必须将防突措施落实到每一天、每一班的生产中,越是突出事故低发期,越要加强安全管理,长期保持"安全意识增强-事故低发期-安全意识增强"的良性循环是突出防控的核心思路。
鄂尔多斯盆地北部深埋煤层工作面涌水量预测方法

鄂尔多斯盆地北部侏罗纪深埋区中生代地层以河流相沉积为主,呈分阶段的多旋回演化特点,导致煤层顶板含隔水层交替分布;由于地表大部分为毛乌素沙漠,降水入渗补给系数大,第四系松散层储水能力强,充足的补给水源造成煤层顶板直接充水含水层富水性较强,其中最主要的充水含水层为七里镇砂岩,以七里镇砂岩为关键层,将煤层至七里镇砂岩概化为一个直接充水含水层。承压水井大降深抽水时,当井中水位低于含水层顶板,井附近的含水层会出现无压水流区,形成承压-无压水井,采用分段法计算流向井的流量,包括无压水区和承压水区。实际工作面回采过程中,井中水位已降低至煤层底板;传统的承压-无压水井公式假设条件为井径较小(≤m级),而实际工作面回采过程中,随着覆岩导水裂隙带对七里镇砂岩关键充水含水层的破坏,导致整个煤层顶板形成巨大的采空区疏水井(102~103 m级),且该采空区疏水井半径逐渐增大,传统公式适用性不高。基于《地下水动力学》中的承压-无压水井公式,结合鄂尔多斯盆地北部深埋煤炭开采过程中采空区疏水井演化过程,建立适合于深埋区开采扰动下的采空区疏水井承压-无压水公式;以葫芦素煤矿首采工作面为研究对象,利用地质勘探和井下揭露获得的相关水文地质参数,计算葫芦素煤矿首采工作面回采过程中涌水量。结果表明:工作面回采初期,由于导水裂隙带未充分发育,尚未沟通七里镇砂岩,此阶段实际涌水量偏小;中后期导水裂隙带发育至七里镇砂岩,涌水量计算值与实际值较为接近,证明深埋煤层工作面涌水量计算公式可较准确地预测研究区工作面回采过程中的涌水量。本次建立的深埋工作面涌水量计算公式,广泛适用于我国西部侏罗纪煤田区,可为深埋煤田区煤炭资源安全开采提供科学的水害防治依据。
井下瞬变电磁仪硬件对致灾水体分辨能力的评估

井下瞬变电磁随掘探测技术是探测掘进面前方致灾水体的有效方法,从硬件方面评估仪器对致灾水体的分辨能力,是仪器能够在井下正确使用的重要手段。通过比较二次场绝对差和仪器分辨率、叠加后背景噪声之间的大小关系,分析含水致灾体识别的硬件条件和评估依据;提出从硬件方面评估井下瞬变电磁对致灾水体分辨能力的计算方法:根据致灾水体结构建立三维地质模型,推导梯形波关断与负阶跃波关断二次场感应电压的关系,在GPU上采用全空间三维有限差分并行算法计算了致灾水体二次场响应;测量某瞬变电磁仪的关断时间和综合噪声,根据致灾水体的硬件分辨依据,从硬件方面评估井下瞬变电磁仪对导水陷落柱、充水采空区的分辨能力。为井下瞬变电磁探测仪器的研制和现场准确探测提供技术参考,具有重大的研究意义。
煤层采动条件下断层活化研究的现状分析及展望

采动条件下断层活化易于诱发冲击地压、底板突水等动力地质灾害,如何对采场断层活化引起的一系列动力地质灾害开展超前防治预警,一直是煤矿安全开采面临的科学技术难题。从数值模拟、相似物理模拟及现场测试三个方面,概述国内外采场断层活化方面的研究现状;围绕断层活化的监测预警方法,包括微震监测技术、声发射技术、视电阻率监测技术、光纤监测技术、注水试验等,从方法原理、研究现状、技术特点等方面对现有的主要测试与评价方法进行了总结;结合当前国内断层复杂区的煤炭资源开采,重点分析断层活化诱发的几类典型动力地质灾害形成机制及其内在联系;当前,对于采动诱发下的断层活化多维多尺度全程精细化监测技术等研究工作仍然不足,基于煤矿开采精准化、智能化需求,指出断层复杂区煤层开采研究应向多场耦合、精细化模型构建、多手段综合探查、智能预警等方向发展。认为通过进一步开展断层活化的基础理论、精细化模拟、多维多场多尺度监测预警的技术系统研究,可为煤矿智能化引领下的矿井地质保障工作提供坚实基础。
亚油酸通过调节TLR4/NF-κB信号通路减轻大鼠类风湿关节炎

目的探讨亚油酸对大鼠类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的影响,并揭示通过TLR4/NF-κB信号通路抑制RA的机制。方法构建RA大鼠模型,分为对照组、模型组、亚油酸(0.1 mL)组、亚油酸(0.2 mL)组、亚油酸(0.4 mL)组和甲氨蝶呤(MTX)组,连续灌胃给药7 d,对照组和模型组给予生理盐水处理。测定大鼠关节肿胀的变化;HE染色分析关节病理损伤;ELISA法和qRT-PCR测定TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-10的蛋白表达水平和mRNA表达水平;免疫组化学法和Western blot分析TLR4、p-p65的蛋白表达水平。结果与模型组相比,亚油酸明显缓解了RA大鼠的关节肿胀,对关节病理损伤有明显的抑制作用,降低了TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-10的蛋白表达水平和mRNA表达水平,同时抑制了TLR4/NF-κB信号通路蛋白TLR4和p-p65的蛋白表达水平。结论亚油酸可能通过抑制TLR4/NF-κB信号通路TLR4和p-p65的蛋白表达水平,进而抑制炎性因子TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-10的表达有关。
地堑构造区冲击地压发生机制及矿震活动规律

针对地堑构造区域发生冲击地压的灾害问题,基于地堑结构的特殊性及覆岩赋存特征,采用现场调研、理论分析和数值模拟等手段,分析了地堑构造区域覆岩运动特征及煤岩体应力演化规律并建立了相应的力学模型,研究了地堑构造区域冲击地压发生机制。同时,分析了冲击地压前后微震能量、频次的演化特征,得到了地堑构造区域冲击地压微震前兆信息时序规律。研究结果表明:楔形体的滑移下沉与采空区宽度密切相关,地堑构造区内采空区的存在会打破楔形体的稳定状态,FD6和FD8断层的局部滑移错动导致楔形体滑移下沉,而地堑构造区的悬顶结构也对未开采煤体有相应挤压作用,两者的共同作用为冲击地压发生提供了高静应力条件,悬顶结构的破断为冲击地压的发生提供了动载扰动条件,静荷载和动荷载的共同作用导致地堑结构内部的上平巷和三联巷发生冲击显现;在冲击前的一定时间内微震能量和频次期间呈现明显的偏差,且微震日平均能量具有明显的突降和突升现象。基于分析结果结合现场实际,提出了“断链增耗”的防冲技术,为地堑构造区工作面冲击地压防控提供一定的理论参考。
岩石结构面基本摩擦角测试仪的研制与应用

倾斜试验法是获取岩石基本摩擦角的常用方法,但是现有倾斜测试技术未形成公认的规范,导致同种岩石材料测试结果差异较大。在现有试验仪结构及测试机制的基础上,研制出可通过倾斜或推拉方法获取岩石基本摩擦角的测试仪。它可测试尺寸长为50~150 mm、高为25~75 mm的系列多尺度试样,通过伺服电机和高速比减速器实现了角速度范围为6~ 60(°)/min的高精度匀速转动控制,并可实时监控并记录试样滑移距离、倾斜转角等试验参数。提出了测试基本摩擦角的操作流程,分析了试样尺寸及粒度、旋转角速度、滑移距离设置、结构面干燥度等影响测试结果的主要因素,给出了花岗岩、辉绿岩等11种结构面尺寸为100 mm×100 mm的试样基本摩擦角,为完善基本摩擦角测试仪的试验规范提供参考。
真三轴应力路径花岗岩卸荷破坏力学特性研究

开展某洞库花岗岩真三轴加载破坏试验和卸载破坏试验,分析花岗岩的特征应力、破坏形式和能量演化特征。试验结果表明:真三轴加、卸荷应力路径下,花岗岩的破坏方式均为张剪复合破坏,表现出高损伤应力特征和明显的脆性特征;利用体积应变曲线提出新的脆性指数评价岩石脆性,发现卸荷条件下花岗岩的脆性指数更高;真三轴加荷试验中,总能量-轴向应变曲线经历缓慢增大、快速增大、稳定增大3个阶段;真三轴卸荷试验中,卸荷瞬间耗散能迅速增加,在能量分配中所占的比例迅速提高,成为消耗能量的主体;加荷试验中花岗岩破坏时的耗散能量值明显大于卸荷试验,表明加荷路径下需要消耗更多的能量才能发生破坏,且卸荷路径下可释放弹性应变能多,相较于加荷路径更加危险。
藜麦NLP转录因子家族的鉴定及表达分析

NLP转录因子是植物特有的一类转录因子家族,在植物氮素吸收、转运和同化过程中发挥重要作用。为了解NLP基因在藜麦中的全基因组特征和表达模式,利用生物信息学方法在藜麦基因组中鉴定出9个藜麦NLP基因家族成员,并对其理化性质、染色体定位、基因结构、蛋白保守结构域、保守基序、系统进化以及在不同氮素水平处理下的表达模式进行了分析。结果表明,藜麦9个NLP基因分布于7条染色体上;每个成员含有4 ~ 5个外显子、3 ~ 4个内含子以及上游非翻译区;启动子中包含有大量激素和胁迫响应的顺式作用元件,其中,在CqNLP3和CqNLP4的启动子区域均预测到1个氮素响应元件GCN4。藜麦NLP蛋白长718 ~ 952个氨基酸,分子质量为80.48 ~ 104.86 ku,等电点5.31 ~ 6.50;每个成员都含有RWP-RK和PB1共2个保守结构域,其在蛋白中的位置具有很高的相似性,保守基序的分析进一步证实了这2个结构域的保守性。系统进化分析表明,9个藜麦NLP家族成员可分为Class Ⅰ,Class Ⅱ和mlass Ⅲ共3组,其在进化关系上与拟南芥的亲缘关系更近。在缺氮条件下,CqNLP2、CqNLP3、CqNLP5和CqNLP8表达受到抑制,低氮下则诱导表达;低氮处理后期,CqNLP9的表达量急剧增加。荧光定量PCR表达趋势与转录组数据一致。研究结果可为后续CqNLPs基因克隆和氮素胁迫分析提供参考依据。
东农冬麦1号TabZIP2基因的克隆及低温和ABA作用下的表达调控

东农冬麦1号( Dn1)是首例能够在黑龙江地区安全过冬的强抗寒冬小麦品种,目前其体内很多相关抗寒基因已被研究。为了探索外源ABA对冬小麦TabZIP2基因在低温胁迫下的影响,以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号( Dn1)为试验材料,克隆了TabZIP2基因的CDS序列全长,并且利用生物信息学手段对其进行了预测分析。之后又以弱抗寒冬小麦品种济麦22( JM22)为对比材料,应用RT-PCR技术对TabZIP2基因进行逆境下不同冬小麦品种的组织表达分析,并且探讨不同温度下外源ABA对Dn1分蘖节和叶片中TabZIP2相对表达量的影响。生物信息学分析结果表明: TabZIP2基因包含759 bp的完整开放阅读框,其编码的蛋白由252个氨基酸组成,是一个分子量为26.595 6 ku的不稳定蛋白;二级结构预测α-螺旋( H)和无规则卷曲( C)占大部分;该蛋白无跨膜区和信号肽,亚细胞定位表示该蛋白在细胞核中,亲水能力较强,并且与
基于能量耗散的煤岩三轴受压损伤演化特征研究

在煤矿资源的地下开采工程活动中,煤岩处于轴压、围压和瓦斯气体相互耦合的复杂应力环境。为探究煤岩受压过程中的损伤变形及能量演化特征,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,开展煤岩在不同围压及不同瓦斯压力条件下的三轴压缩试验研究。基于连续损伤力学理论,从能量角度理论推导由非均质威布尔函数、能量耗散函数及塑性应变函数构成的损伤应力-应变函数,并在此基础上建立基于能量耗散的煤岩损伤本构模型。研究结果表明:(1)不同围压、不同瓦斯压力下煤岩应力-应变变化趋势及塑性变形行为具有阶段性特征。(2)对应不同的变形破坏阶段煤岩的能量演化趋势呈阶段性变化,应力峰值点处煤岩吸收的总能量随围压的增大而增大,弹性能及耗散能也呈现增大的趋势;随着瓦斯压力的上升,煤岩吸收的总能量和弹性能在应力峰值点处呈下降趋势,耗散能呈上升趋势。(3)构建围压及瓦斯压力效应下基于能量耗散的煤岩损伤本构模型,并通过试验验证该模型具有较好的合理性。(4)不同围压及瓦斯压力下煤岩能量耗散与损伤演化均呈“S”型演化趋势。
冻融环境下不同饱和度砂岩损伤演化特征研究

为探究冻融环境下不同饱和度砂岩的损伤演化规律,通过冻融循环、CT扫描和单轴压缩试验,结合三维可视化软件及分形理论,对冻融过程中自然含水、不完全饱水和完全饱水砂岩的孔隙率、渗透率、孔喉参数、分形维数及宏观力学指标的演化过程进行定量分析。结果表明:(1)冻融作用下含水饱和度决定了岩样冻融损伤的程度,完全饱水砂岩损伤劣化最为剧烈,自然含水状态损伤程度最低,饱和度是造成岩石冻融损伤的主因;(2)完全饱水砂岩细观结构具有高度非均质性,其孔隙率、渗透率、孔隙参数、喉道参数及分形维数均随冻融次数增加呈指数型增长,自然含水和不完全饱水状态呈直线型增长,孔隙率、渗透率均与分形维数成正相关,冻融损伤为产生小孔隙和增加原喉道长度;(3)3种含水状态砂岩强度、弹性模量随冻融次数增加均呈直线型降低,150次冻融后,完全饱水岩样强度下降了98.53%,分别是自然含水、不完全饱水的1.68和1.26倍,宏观力学强度与孔隙率、分形维数成负相关,岩石细观结构是影响宏观力学特性的关键;(4)初始冻融荷载损伤变量即为对应冻融次数下的冻融损伤变量,损伤演化曲线有明显的阶段特征,加载过程中损伤变量由下凹形上升到上凸形增长再到平缓增加。研究成果将为科学评价寒区冻融环境下岩体工程的长期稳定性提供理论依据。
基于非线性储能与释放特征的煤冲击倾向性指标

煤的冲击倾向性是煤矿冲击地压灾害发生与否及致灾程度的重要影响因素,冲击倾向性指煤积聚应变能并产生冲击破坏的性质,因此,峰值强度时刻弹性能量积累是冲击倾向性评价的关键。因煤富含结构缺陷,破坏过程和能量演化更加复杂,针对此种煤样峰值强度时刻弹性能量无法准确求得的难题,对标准煤样进行单轴循环加卸载试验,以获取煤样不同应力状态下弹性应变能积累量,发现弹性应变能积累与应力-应变曲线变化趋势一致,在峰值强度时刻达到最大值。能量输入、弹性能量积累及能量耗散随煤样受载变形呈非线性演化规律,但在任一时刻应力的平方与弹性能量积累表现出良好线性关系。基于此改进峰值强度时刻弹性能量积累量计算方法,更加准确获取试件峰值强度时刻弹性应变能积累量。进一步提出综合考量煤体强度、能量演化及破坏时间的有效弹性能释放速率指数K_(ET)评价煤的冲击倾向性,并结合现有指标给出冲击倾向性分类临界值。最后采用远场碎屑质量占比w及平均粒径da表征的煤样破碎程度验证评价结果合理性。研究结果表明:K_(ET)可有效解决现有各项指标评价结果离散性大且相互之间存在冲突的局限性;冲击倾向性K_(ET)评价结果与煤样破坏状态对比,发现K_(ET)与w及破碎程度正相关,与da负相关,评价结果更符合实际。
岩体结构面抗剪强度尺寸效应联合试验系统及初级应用研究

岩体结构面抗剪强度尺寸效应及其机制是岩石力学及工程地质等相关领域研究的基本问题。目前国内外无成型的可用于大范围系列尺度试样直剪试验的仪器,使得岩体结构面抗剪强度尺寸效应研究进展缓慢。为此,开发岩体结构面抗剪强度尺寸效应联合试验系统与技术,采用多尺度结构面试样快捷切换、荷载测控系统分级和重叠试样等效性校验、测试过程动态检测及结构面剪损测量等关键技术和方法,为结构面抗剪强度尺寸效应等关键科学问题研究提供基础试验支撑平台。该试验系统以两级直剪设备联合试验的初步应用表明:能满足10 cm×10 cm~100 cm×100 cm相差100倍的岩体结构面试样自动切换问题,涉及系列多尺度试样的输送、定位、加载、复位等工作流程;能满足荷载值范围从2~1 000 kN相差500倍的测控系统精度和稳定性,检测机构鉴定试验系统精度等级达到0.5级,通过对30 cm×30 cm和40 cm×40 cm重叠试样在两级直剪设备的抗剪强度试验结果对比,结果表明两者的衔接性良好;通过对相同结构面尺寸的试样在不同载荷条件时的抗剪强度测试,结果表明切向荷载峰值与施加的法向载荷相关;通过对不同结构面尺寸的试样在相同载荷条件时的抗剪强度测试,结果表明切向荷载峰值/法向载荷的比值总体变化趋势稳定,但在某一结构面尺寸范围内出现小幅波动。
岩体力学发展的一些回顾与若干未解之百年问题

在讨论若干岩体力学概念的基础上,较全面地回顾与分析了全世界岩体力学发展中科学与应用2个方面的重要成就及不足,其中,在岩石力学试验机与试验方法方面,介绍了围压三轴试验机、刚性试验机、真三轴试验机、流变试验机、动力试验机、高温高压试验机、多场耦合作用试验机、CT-岩石试验机、现场原位岩体试验及试验标准等;本构规律方面介绍了岩石全程应力-应变曲线、围压三轴与真三轴力学特性、时效与尺寸效应特性、动力特性、渗流特性、多场耦合特性、结构面力学特性、岩体变形破坏的声光电磁热效应等;岩体力学理论方面介绍了岩体力学介质分类、块裂介质岩体力学、强度准则、本构规律、断裂与损伤力学、多场耦合模型与裂缝分布模型;数值计算方面介绍了数值方法与软件、位移反分析与智能分析方法。清晰地论述了工程岩体力学与灾害岩体力学分类、概念及其应用领域划分,分析、梳理了大坝工程、隧道工程、采矿工程、石油与非常规资源开发工程等重大工程的岩体力学原理,以及各个历史阶段工程技术变迁与发展的工程岩体力学的重要成就,分析、梳理了滑坡、瓦斯突出、岩爆与地震等自然与工程灾害发生及发展的岩体力学原理,以及各个历史阶段的预测防治技术的灾害岩体力学重要成就。详细分析、讨论了8个岩体力学未解之百年问题,包括岩体力学介质分类理论、缺陷层次对岩体变形破坏的控制作用和各向异性岩体力学理论与分析方法3个岩体力学理论问题,岩体尺度效应、时间效应、岩体系统失稳破坏的灾变-混沌-逾渗统一理论、完整岩石试件与岩体系统失稳破坏的时间-位置与能量三要素预测预报5个非线性岩体力学问题。
禁飞区影响下的空天飞机可达区域计算方法

针对禁飞区影响空天飞机再入可达区域问题,基于极限绕飞轨迹提出一种不限禁飞区位置的可达区域求解方法。首先,考虑空天飞机规避禁飞区后的剩余飞行能力评估,从极限绕飞轨迹与禁飞区的切点出发,提出绕过禁飞区后的子可达区域计算方法,在此基础上获得禁飞区影响下的可达区域和不可达区域的边界。然后,考虑禁飞区在经度/纬度剖面内可能出现的位置,分类讨论不同情形并给出对应子区域的求解算法,使用射线法判定目标点是否位于可达区域内,并应用分段预测校正制导方法实现面向可行目标点的导引。最后,在仿真中,给出了对经度/纬度剖面内散布的圆形禁飞区分类结果,并针对每一分类的禁飞区开展了可达区域求解计算分析。仿真结果表明,对不同种类的禁飞区情况,均能稳定实现可达区域求解,同时对于可达区域以内的目标点,通过应用分段预测校正方法可以满足再入制导精度要求。
基于区域差异化视角的资源型城市绿色基础设施网络构建与优化——以大庆市主城区为例

科学识别生态源地、合理构建绿色基础设施(GI)网络是维持生态系统稳定、促进资源型城市绿色转型的重要措施。基于区域差异化视角,以大庆市主城区为例,通过景观指数法与风险“源(source)-汇(sink)”法的协同使用,识别出大同区、红岗区、龙凤区、让胡路区和萨尔图区的区域生态源地。基于多层级网络构建原则,使用最小成本路径(LCP)方法生成城市生态廊道,整合多级廊道的空间结构,优化大庆市主城区的GI网络布局。结果表明,区域差异化源地筛选耦合多层级网络构建的研究思路契合了地方性研究的特殊性,有效改善了资源型城市各区之间源地分布不均、网络结构偏倚的传统布局,优化了区域尺度下生态源地的连通性及城市生态空间保护的可持续性。
去卵巢小鼠股骨微结构的动态变化研究

目的探究去卵巢骨质疏松小鼠术后不同时期股骨微结构的动态变化。方法8周龄C57雌性小鼠分为去卵巢组(ovariectomy,OVX)和假手术组(sham ovariectomy, Sham),并根据术后不同时间将每组小鼠又分为1周、1个月及3个月组,分别代表绝经早、中、晚期。称质量后取小鼠股骨进行HE染色、免疫组织化学染色及Micro-CT扫描分析,评估各组股骨远端松质骨、股骨中段皮质骨微结构及成骨相关蛋白水平变化。结果小鼠松质骨形态参数:与Sham组相比,OVX组术后1周骨微结构未见明显破坏,术后1~3个月骨小梁断裂,骨髓腔增大,CT骨参数除Tb.Th无明显变化外(P>0.05),BV/TV,Tb.N和Tb.Sp均出现显著改变(P<0.01);Sham组中,直到术后3个月才出现较1周组骨量显著减少的表现(P<0.01);OVX各组中骨丢失情况随时间增加而加重(P<0.05,P<0.01)。Runx2表达水平与Micro-CT松质骨分析结果基本一致。皮质骨形态参数:各时段OVX组均未出现较Sham组的明显差异(P>0.05)。结论8周龄C57小鼠在OVX术后1周至1个月松质骨微结构明显受损,早于皮质骨变化,可作为骨质疏松病理机制和防治研究的重点阶段。
应用无人机影像提取毛竹林立竹度

采用无人机航拍影像,依据毛竹冠幅几何特点,依据面向对象多尺度分割原理构建毛竹株数量识别单元,比对分析K邻近法(KNN) 、支持向量机(SVM) 、随机森林(RF)的提取效果,确定毛竹立竹度提取的最优算法。结果表明: 1株毛竹几何形状趋近圆形,2株趋近于长椭圆形,3株以上近似于长条形,与图像中毛竹的冠层形状特征与毛竹识别单元类型具有一致性。验证结果KNN、SVM、RF提取立竹度总体精度平均值分别为90.70%、 89.64%、94.56%,对应的Kappa系数分别为0.859 7、0.830 6、0.945 6,其中RF的精度最高。整体上,基于毛竹立竹度识别单元的构建,结合RF分类方法比其他两类分类方法更具优势,实现了有效的毛竹林立竹度提取。
光伏板间距对近表面流场和沙尘沉积量的影响

积尘是影响荒漠光伏电站发电量的重要因素之一,光伏板表面沙尘沉积量的确定对于光伏电站设计、真实发电量的预测以及制定除尘决策都有着十分重要的意义。光伏板周围的流场结构会直接影响沙尘的沉积量,因此,本文以两块大小相同、倾角均为35°的光伏板组成的小阵列为研究对象,利用流体动力学的方法探究不同板高-板间距之比对光伏板表面及其周围流场结构和板面沙尘沉积的影响规律。结果表明:不同安装间距下,前光伏板近表面风速大小基本相同,而后光伏板近表面风速发生不同程度的改变,且两光伏板间距越小,前板对后板近表面风速的影响越大。另外,两板间距为0.45m时前后两光伏板表面沙尘总沉积量最小,对光伏板输出功率影响最小。本文研究结果可为荒漠化地区光伏阵列的设计和除尘决策提供一定的理论依据。
浅水波方程的高精度隐式WCNS格式

设计了高精度隐式WCNS格式,用于数值求解浅水波方程。方程通量导数采用四阶隐式紧致差分格式计算;半节点通量采用五阶非线性加权插值方法计算。对于含源项浅水波方程,采用特殊的源项处理,使得隐式WCNS格式具有和谐性,即在静水条件下保持流速为零,水位为常数。通过线性算例及几个经典的无源项和含源项数值算例对WCNS格式进行测试,结果表明:该格式在光滑区具有四阶精度,在间断处具有良好的捕捉激波能力,同时对于含源项问题具有保持静水条件下定常解的和谐性。
基于矿渣粉与氧化石墨烯协同效应的水泥基材料冻融损伤力学性能研究

单掺氧化石墨烯(Graphene Oxide,简称GO)会造成水泥基材料流动性劣化,而将它与其他矿物如矿渣粉(Slag Powder,简称SP)掺合时,可协同增强水泥基材料的流动性和力学性能。为此,本文通过复掺GO和SP制备了一种新型水泥基材料,并对其流动性、冻融损伤特性、力学性能及微观结构进行了系统研究。结果表明:SP的加入可有效改善GO/水泥基材料的流动性;随冻融循环次数增加,复掺GO和SP水泥基材料的质量损失率、相对动弹性模量、抗折和抗压性能等因素劣化趋势明显降低,尤其在75次冻融循环后,复掺GO和SP对抗折和抗压强度的衰减表现出较强的抑制效应。这表明GO和SP协同作用可有效提高水泥基材料的冻融损伤力学性能。从流动性、冻融损伤力学性能测试结果可知,掺量分别为0.05%和50%的GO和SP对水泥基材料的协同效应最为明显。基于SEM观测可将以上结果解释为:GO和SP可协同优化生成物的形貌和结构,有效减少微裂纹、孔洞等微观缺陷,使得微观结构更加致密,从而大幅提高水泥基材料的耐久性和力学性能。研究结果可为该水泥基材料的理论研究和工程应用提供参考。
粗粒氯盐渍土动态回弹模量试验研究与理论模型

为探究粗粒氯盐渍土动态回弹模量受荷载、盐分及湿度影响下的变化规律,借用室内动三轴试验,研究了不同应力状况、含水率及含盐量条件下粗粒氯盐渍土动态回弹特性。结果表明:动态回弹模量随围压和体应力增加而增大,随偏应力、盐分及水分的增大而减小;粗粒盐渍土中含盐量和含水率越高,围压、偏应力和体应力对其动态回弹模量影响越明显;同一应力水平下,含盐量和含水率的增加引起动态回弹模量的降低幅度逐渐增大,且盐分较水分影响更显著。基于三参数理论模型对试验结果进行回归分析发现,该模型具有较高的决定系数,并建立了精度较高的模型参数预估公式,可有效预测粗粒氯盐渍土动态回弹模量。
外源褪黑素对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化能力以及光合作用效率的影响

紫花苜蓿为多年生豆科优良牧草,土壤盐碱化是其产量的重要限制因素。该研究以‘中苜1号'紫花苜蓿为材料,在盐胁迫浓度和褪黑素浓度筛选试验基础上,设置盐(150 mmol/L NaCl)和褪黑素(30、50、80μmol/L)单独及复合处理,采用水培根灌褪黑素的方法,探究外源褪黑素对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗生长特性、膜透性、渗透调节、抗氧化物酶以及光合作用指标的影响。结果表明:(1)紫花苜蓿幼苗生长受到盐胁迫的显著抑制,而在单独褪黑素处理下无显著变化;各浓度褪黑素处理均可有效缓解盐胁迫对紫花苜蓿生长造成的伤害,并以150 mmol/L NaCl+80μmol/L褪黑素处理(NaCl+MT2)效果最佳,其幼苗根长、根鲜重和根干重分别比盐胁迫处理显著增加了34.52%、41.93%和19.61%。(2)盐胁迫显著增加了紫花苜蓿幼苗细胞膜系统的透性和膜脂过氧化程度,NaCl +MT2处理幼苗叶片的相对电导率和MDA含量分别比盐胁迫处理显著降低了27.18%和30.24%,同时使幼苗叶片的相对含水量显著提高,脯氨酸含量却显著降低,表明外源褪黑素有效缓解了盐胁迫下细胞失水危害和细胞膜损伤的程度。(3)NaCl+MT2处理幼苗叶片的POD和SOD活性分别比盐胁迫处理显著提高31.45%和41.41%,其mAT活性却无显著变化,表明外源褪黑素可显著增强紫花苜蓿幼苗叶片POD、SOD活性,提高其活性氧的清除能力,减轻盐胁迫诱导的过氧化伤害。(4)盐胁迫显著抑制了紫花苜蓿幼苗光合作用效率,而NaCl+MT2处理幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较盐胁迫处理分别显著增加了30.27%、45.1%、42.15%。研究发现,盐胁迫致使紫花苜蓿幼苗叶片的活性氧积累显著增加,抗氧化物酶活性显著降低,显著降低了其光合作用效率,外源褪黑素通过提高紫花苜蓿的抗氧化能力和光合作用效率来促进幼苗生长,从而增强了紫花苜蓿的耐盐性。
TMD控制高架轨道箱梁结构振动的模型试验研究

高架轨道桥梁结构的振动与噪声问题已成为制约轨道交通发展的重要因素,为研究调谐质量阻尼器(TMD)控制高架轨道箱梁桥振动的效果,以铁路32 m简支箱梁桥为原型,以10 ∶ 1为几何缩尺比,设计制作了轨道箱梁结构相似试验模型,并制作了可调谐TMD减振装置。在验证试验模型可靠性的基础上,分别附加控制1阶、2阶模态振动的TMD,通过对试验模型进行单点激振试验得到测点减振前后的振动响应,分析了TMD对箱梁桥的减振性能。研究结果表明:安装1阶、2阶TMD之前,在模态自振频率附近,振动响应出现了明显峰值;安装TMD之后,翼板和腹板的加速度有效值在模态频率附近得到了明显的抑制,并且激振频率越接近自振频率,TMD减振效果越好;当TMD质量比为0.02时的减振效果优于0.01。
基于SPH - FEM耦合算法的后混合磨料水射流冲击破岩数值模拟研究

采用SPH - FEM(smoothed particle hydrodynamics with finite element method)模拟了后混合磨料水射流在喷嘴中的混合过程,并研究了射流速度、磨料浓度以及岩石围压等因素对后混合磨料水射流破岩效果的影响规律。研究结果表明:在柱塞推动下,水与磨料在喷嘴的混合段、收敛段与直线段分别获得加速,最终磨料的速度可增加至纯水速度的80%;岩石破碎深度随射流速度呈近似线性增加,而破碎宽度随射流速度变化不大;磨料射流较纯水射流的破岩损伤更加明显,岩石的损伤随磨料浓度呈先增大后减小的趋势;岩石的破碎深度随着围压的增加呈近似线性减小的趋势。数值模拟结果与破岩实验现象基本吻合,该研究结果可为磨料水射流破岩的应用提供一定的理论支撑。
某小型潜航器的声散射特性研究

运用目标回声强度预报的板块元方法,研究某小型潜航器的水下回声特性。计算并分析了入射波频率和方位对其声散射特性的影响规律;利用板块元法得到的散射特性,根据频域间接法仿真出水下声成像结果;完成外场试验,将试验结果与计算结果进行对比,吻合较好。研究表明潜航器中的桅杆结构对其散射有较明显影响。
外来鱼类雀鳝与本地斑鳢功能反应的比较

为评估外来鱼类雀鳝对本地鱼类资源的捕食效率及与本地肉食鱼类摄食的差异,研究对眼斑雀鳝(Lepisosteus oculatus)捕食鲮(Cirrhinus molitorella)、广东鲂(Megalobrama terminalis)和草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的功能反应进行了实验研究,并与本地生态位相似肉食性鱼类斑鳢(Channa maculata)的功能反应进行了比较。研究分析了雀鳝和斑鳢的功能反应类型,建立了功能反应曲线,估计了资源消耗率相关的参数,并结合功能反应模型和食物转化效率模拟了2种鱼类的种群增长趋势。结果表明:雀鳝与斑鳢的功能反应类型均为Type-Ⅱ型;2种捕食者的袭击率(P=0.383)及食物处理时间(P=0.663)均无显著性差异,表明2种捕食者在单位资源消耗率上并无明显差别;雀鳝的相对生长效率显著高于斑鳢(P<0.05),而食物转化效率则无显著差异(P=0.132);雀鳝的种群增长快于斑鳢且具有更高的稳定种群密度。研究为系统评估外来鱼类雀鳝的生态影响提供了基础,采用的量化功能反应的方法可为其他外来鱼类生态影响的评估提供借鉴和参考。
池塘内循环流水养殖模式对养殖塘上覆水-沉积物-间隙水磷时空分布特征及释放通量的影响

为了揭示池塘内循环流水养殖模式(Inner-circulation Pond Aquaculture, IPA)上覆水-沉积物-间隙水不同磷形态时空分布特征,探讨沉积物-水界面磷的释放通量及其主要影响因素,在IPA一条水槽前后端设置6个采样点,共设置4条,同时对常规传统池塘(Usual Pond Aquaculture, UPA)设置5个采样点,采用SMT(磷形态标准测试程序)法测量沉积物中磷的形态组成,对上覆水-沉积物-间隙水磷时空分布特征进行了分析,统计了磷释放通量及主要影响环境因子的关系。结果表明:(1)从整体上, IPA上覆水及间隙水中不同形态磷含量低于mPA,且IPA水体磷空间分布差异较大,水槽后端沉积物向上覆水释放,水槽前端则表现为上覆水向沉积物汇集;(2)在养殖中后期,空间上, IPA水槽后端沉积物不同磷形态随着距离增加逐渐降低,且均低于UPA;时间上, 2种模式TP、IP、OP和Fe/Al-P随着养殖的进行而显著增加, Ca-P呈先降低后增加的趋势;(3)UPA基本表现为沉积物对磷的吸收,而IPA磷释放通量时空差异较大,养殖初期,水槽前端表现对磷的吸收,水槽后端10 m内则少量释放;至养殖中后期,槽后端10 m内表现对磷的大量释放;而后端20和30 m在养殖初期磷通量较小,至养殖中期均转变为对磷的吸收,至养殖末期则转变为对磷的释放;(4)2种模式磷通量和环境因子的关系基本一致, TP、IP释放通量和pH呈显著正相关,各形态磷释放通量和沉积物Eh呈显著负相关,其中温度的升高对各沉积物不同形态磷的释放有显著的促进作用。综上所述, IPA沉积物磷组分时空差异较大,主要集中分布在水槽后端10 m内,且在养殖中后期向上覆水大量集中释放。研究旨在为IPA改进固体颗粒物拦截方法、提高残饵和粪便的收集效率及养殖水环境调控提供理论依据。
文登区浅层地下水化学演化与海水入侵研究

作者采用水化学演化图(hydrochemical facies evolution diagram, HFE-D)和海水入侵地下水质量指数(GQISWI)对山东威海文登区地下水的化学演化和海水入侵情况进行了分析。Piper图的结果表明文登区从北到南地下水的化学组成分别是Ca-HCO_3、Ca-Mg-Cl、Na-Cl。HFE-D表明沿海地区的含水层中海水占主导地位,并且地下淡水补给不足,无明显淡化趋势;内陆地区含水层中的淡水多数处于海水侵入期,有咸化趋势。运用GQISWI、地理信息系统和空间插值法结合,得到了文登区浅层海水入侵现状图。另外,作者考虑渗透系数对离子浓度的影响,运用反距离加权插值算法并结合渗透系数分析了文登区浅层地下水海水入侵程度。结果表明文登沿海地区已经发生了极其严重的海水入侵现象,结合HFED可知咸水有向内陆继续扩散的趋势。研究结果对文登区地下水资源的利用和海水入侵的防治具有重要意义。另外本文是HFE-D和GQISWI在国内文献中的首次应用,为国内其他地区的海水入侵评价提供了参考。
鄱阳湖不同水文期浮游生物群落结构特征和影响因素及水质评价

为阐明鄱阳湖不同水文期浮游生物群落结构特征及其影响因素,研究于2017年8月(丰水期)和12月(枯水期)在鄱阳湖湖区典型水域设置5个采样点进行浮游生物采样调查。研究期间共鉴定浮游植物8门75属186种,丰水期与枯水期均以硅藻门和绿藻门为主。共鉴定浮游动物4类76种,丰水期与枯水期均以原生动物和轮虫为主。方差分析显示:浮游植物密度与生物量在不同水文期之间的差异均为极显著(P<0.01),浮游动物丰水期密度高于枯水期,但无显著差异(P>0.05),浮游动物生物量(P<0.05)在不同水文期差异显著。冗余分析(RDA)显示:丰水期透明度和浮游生物呈显著负相关关系,电导率和浮游生物呈显著正相关。透明度、电导率与营养盐是影响丰水期浮游生物群落结构的主要环境因素,枯水期水温和溶解氧是驱动鄱阳湖浮游生物群落生态分布的主要环境因素。基于Shannon-Wiener(H')、Margalef(d)和Pielou(J)等生物多样性指数的水质评价结果表明:鄱阳湖研究区域水质状态处于寡污-中污之间。研究揭示了2个水文期对通江湖泊浮游生物的影响:季节变化不改变湖泊浮游生物的物种组成及优势种,但显著影响浮游生物的丰度及多样性。
新疆南疆不同灰枣产区果实品质分析及优生区划分

以新疆南疆18个灰枣产区的完熟期果实为试材,探讨各产区果实品质指标的差异性,并对果实品质进行综合评价,结合前人研究结果,明确新疆南疆灰枣优生区,旨在为新疆南疆灰枣产业提质增效、科学发展提供参考。结果显示:灰枣各品质指标在不同产区间存在着显著性差异,而各品质之间存在着密切相关性。因子分析提取了4个公因子,其累计贡献率为82.058%,以各因子贡献率为权重计算各产区灰枣综合得分并排序,聚类分析将18个产区分为3类,且因子分析和聚类分析结果基本一致,塔里木盆地东南部地区灰枣果实综合品质优于西北部地区。与根据新疆气象资料分析结果进行交叉分析得出,若羌、民丰、洛浦、且末4个产区不仅在气候因子方面极其适宜灰枣生长发育,而且灰枣果实的综合品质也较好,因此这4个产区为新疆南疆灰枣最佳优生区。
中国马铃薯从济荒作物到主粮之变迁

马铃薯明末清初仅在民间零散种植,对寒苦瘠薄之地的适应,使之在清中后期成为西南及其毗邻地区平民救灾度荒之粮,为清政府在西南实施和巩固“改土归流”的民族治理制度提供了大量移民安生立命的粮食保障。其高产特性使发展马铃薯成为抗战时期保障民食军需的重要措施。1950年以来,在国民经济发展计划中马铃薯种植面积、总产和产值持续增长,马铃薯对主粮作物产值贡献的比例平均为其所占面积比例的2倍以上。马铃薯产业在保障国家粮食安全、农业增效以及满足需求侧对食品多元化和健康需求方面,将进一步发挥其独特的生物学优势,彰显其重要的战略地位。
中国瓦里关和上甸子大气温室气体浓度变化特征

研究典型区域大气温室气体的变化有助于有效应对气候变化、减缓全球变暖和减少极端气候事件.选取1997-2018年瓦里关和2009-2015年上甸子温室气体月值数据,应用线性趋势分析法和Mann-Kendall突变检验法分析两站温室气体的时间序列特征、季节变化趋势,构建HYSPLIT后向轨迹模型分析季风运输和大气边界层条件对温室气体的潜在影响.瓦里关和上甸子温室气体均逐年增长,具有明显的季节变化特征.两站CO_2均在8月达到最低值,CH_4则在8月达到峰值,SF_6四季差异不大.瓦里关N_2O在12月达到最高,6月降到最低;而上甸子N_2O在7月达到峰值,9月降至最低.瓦里关和上甸子大气温室气体均受到局地生物源和非生物源、季风远距离运输、大气边界层条件和光化学过程等多种因素的共同作用.
运用水文时间序列分析识别济南泉域岩溶发育特征

岩溶含水层具有高度的非均质性和各向异性,为定量识别济南泉域岩溶含水层发育状况,通过选取泉域岩溶水补给区和排泄区的地下水位动态数据,采用相关分析和频谱分析,研究其对降雨补给的响应特征.地下水位–降雨量的自相关和互相关分析表明,系统对降雨输入信号的敏感程度自补给区至排泄区逐渐降低,但记忆作用逐渐增强.相位分析结果表明泉域地下水位对降雨信号的响应存在滞后现象,自补给区至排泄区滞后时间逐渐延长,补给区地下水位与降雨具有更好的线性相关性.交叉振幅分析结果表明补给区地下水流中快速流约占20%~30%,而在排泄区快速流占比减少至2.5%~10.0%.岩溶含水系统地下水动力条件主要受岩溶发育程度等介质内部结构影响,济南泉域岩溶含水层岩溶发育程度较低,含水介质和水流通道以岩溶裂隙为主,地下水运动以基质流为主.
峡东南华系南沱组底部冰川底碛沉积特征及其意义

峡东地区是我国原震旦系标准剖面所在地,该地区南沱组直接覆盖莲沱组之上,中间缺失下冰期和间冰期地层,究其原因尚不清楚.通过聚焦南沱组与莲沱组接触层位,利用现代冰川沉积物研究方法开展系统沉积学研究,结果表明:九龙湾周缘南沱组和莲沱组之间存在一层紫红色混合杂砾岩层,其内部砾石定向性、形态、磨圆、岩性以及显微构造与之上南沱组典型灰绿色杂砾岩区别明显,青林口剖面南沱组底部发育微观尺度上的变形沉积构造.表明南沱组底部与莲沱组接触层位为冰川底碛成因,而南沱组主体为冰海沉积成因.证明峡东地区南沱组与莲沱组之间地层缺失是由盛冰期的冰川剥蚀所致,南沱组可能仅代表了盛冰期之后冰消期的沉积记录.
扬子地块新元古代裂谷盆地莲沱组沉积分异及其物源分析

扬子地块莲沱组及相当地层单元的划分和对比,一直是我国南华系(即Cryogenian)研究关键难题之一.新元古代裂谷盆地开启早期,构造–沉积分异作用,同裂谷相变很大,使得盆地边缘区地层序列不完整.过分依赖岩石地层单元对比,历存分歧,典型的就是关于莲沱组与板溪群地层对比、时代归属以及莲沱组的沉积环境问题.本文通过对扬子地块东南缘莲沱组沉积古环境分析和锆石U-Pb精确定年,认为莲沱组沉积时限为790~720 Ma,相当于板溪群中上部,是华南新元古代裂谷盆地沉积充填序列的第Ⅱ旋回.莲沱组顶部U-Pb最小年龄约720 Ma,制约了扬子地块Sturtian冰期的启动年龄≤720 Ma.通过对中扬子地块从北向南展布的莲沱组陆相–海陆过渡相–海相不同的沉积单元岩相组合的沉积特征观察研究,分析沉积环境并建立了沉积模式;莲沱组及休宁组碎屑锆石记录了莲沱组沉积时该盆地在780~760 Ma经历了持续热隆升与地层剥蚀,揭示了中国南方扬子和华夏地块聚合与裂解事件的重要信息.
不同荷载工况下钢筋混凝土深梁的拓扑优化设计

为探讨不同荷载工况对钢筋混凝土深梁拓扑优化的影响,同时改进当前深梁设计方法,采用渐进演化类拓扑优化算法寻求钢筋混凝土开洞深梁在不同集中加载工况和荷载集度工况下的最优拓扑结构,再依据这些最优拓扑结构建立相应的压杆-拉杆模型,并分析这些最优拓扑结构和压杆-拉杆模型的差异。结果表明:压杆-拉杆模型均为较符合满应力分布的Michell结构;集中荷载作用在梁顶时,荷载从加载点通过最短直线压杆以压力的形式向支座传递;集中荷载作用梁腹和梁底时,荷载则通过伞状拉杆悬吊在主压拱上,再向支座传递;随着荷载集度降低,最优拓扑结构向拱或拱-组合压杆的组合体系演化。在工程设计中,对于不同荷载工况条件下的钢筋混凝土深梁,可以参照最优拓扑结构在内部有针对性地设计隐藏的受压加强构件或受拉钢筋。
宜兴抽水蓄能电站上库主坝重力挡墙位移影响因素分析

利用宜兴抽水蓄能电站上库主坝重力挡墙的位移观测资料,初步分析了挡墙位移变化规律及其影响因素;基于温度应力计算原理,采用沈珠江流变模型和改进的湿化模型(C_w-D_w)对坝体和挡墙应力变形进行数值模拟。结果表明:墙后坝体堆石流变、湿化以及环境温度变化是影响运行期挡墙位移的主要因素;坝体运行初期挡墙往上游侧偏移,这主要与墙后堆石体偏应力流变量相对较大有关;降雨入渗造成堆石湿化变形,导致挡墙往坝体下游侧的水平位移显著增大;挡墙位移的周期性变化与环境温度相关;墙顶位移、墙后土压力的监测值和计算值基本一致,证明了该数值计算方法的有效性。
深井超深井油气钻井技术进展与展望

“十三五”期间,通过持续攻关,我国深井超深井油气钻井技术快速发展,取得了一大批技术成果,主要包括:①研制了自动化钻机、控压钻测固完技术、大扭矩顶驱、深井连续管作业机等高端装备;②研制了垂直钻井、非平面齿钻头、高强度膨胀管、抗高温大扭矩长寿命螺杆、扭力冲击、协同减震破岩、随钻测量和安全监测等尖端工具;③研发了抗高温高密度油基钻井液、高性能水基钻井液、韧性水泥浆、自愈合水泥浆等核心助剂;④形成了全生命周期井筒完整性技术体系。尽管如此,油气钻完井依然面临着深(埋藏深)、陡(地层倾角大)、窄(压力窗口窄)、厚(砾石层、盐层等复杂层段厚)、难(复杂多压力系统、事故复杂多、可钻性差等)、高(高温、高压、高酸性)等严峻挑战,为此提出了建议:“十四五”及今后若干年油气增储上产的重点依然是深层超深层,需要围绕上述地质难点,开展深井自动化智能化钻井装备、超高温井筒工作液、随钻前探、数字孪生建井等关键核心技术攻关,实现传统优势技术的迭代升级,提升深井超深井安全优快钻井的能力。结论认为,“十三五”期间,我国超深井数量首次超越美国,井深迈上8 000 m新台阶,对于支撑深层油气勘探开发业务发展、提升钻完井市场竞争力发挥了重要的作用。
GF-1遥感影像结合等高线消除云层干扰的连续水体重建法

为了解决遥感影像水体提取时易受到云干扰的问题,针对连续水体局部受云层干扰的影像图,采用高精度地形信息与高分一号卫星(GF-1)遥感影像两种数据相结合的方法重建水体。分别对高分一号卫星影像数据和高精度等高线地形数据进行预处理后,对缓冲区多次迭代提取未受云层覆盖的部分水体,通过对两种数据的地理配准、数学统计计算等图像运算确定水体还原水位值,从而还原云层影响下的水面面积。结果表明:该方法可以有效消除云层的影响,7幅受云层干扰影像提取水体还原后的水体面积平均相对误差在5%以内,与参考值相比,水体面积平均差值为0.080 9 km~2。该方法较准确地还原了云层干扰下的水体面积,可广泛应用于受云层干扰影像的水体提取。
四川盆地页岩气勘探开发进展、挑战及对策

2020年中国页岩气年产量已经超过200×10~8 m~3,创造了我国天然气发展史上的一个奇迹。四川盆地已经并将继续成为我国页岩气勘探开发的主战场。为了进一步推动我国页岩气大规模高效益开发,在全球新冠肺炎疫情蔓延和国内提出“碳达峰碳中和”目标的新形势下,从资源勘探、气藏工程、钻采工程和产业规制4个方面梳理了四川盆地页岩气勘探开发的进展和挑战,提出了实现页岩气大规模高效开发的对策建议。研究结果表明:①四川盆地页岩气大规模高效开发必须以中浅层页岩气持续稳产和深层页岩气规模建产为基础;②较之于北美地区,四川盆地页岩气勘探开发在地理环境、地质条件、钻采技术、产业规制等方面具有自身的特点,很难复制北美大规模、高密度、连片化布井的开发模式,因此需要立足于“少井高产”的策略,一方面在页岩气井全生命周期,继续坚持采用地质工程一体化技术,开展“一体化研究、一体化设计、一体化实施和一体化迭代”,另一方面以问题为导向,从地质评价、开发政策、工程技术、产业规制等方面开展持续攻关,完善地质评价理论与技术、创新气藏工程理论与方法、研发降本增效工程技术、健全页岩气产业规制,形成技术要素与非技术要素协同促进的新格局。结论认为,该研究成果对于四川盆地乃至全国页岩气大规模高效益开发具有重要的借鉴指导意义。
非常规油气井工程技术若干研究进展

中国拥有储量巨大的非常规油气资源,近年来各油气田纷纷建立了难动用油气资源的开发试验区,以“井工厂”大型化设计、定向钻井“一趟钻”作业、井下电加热开采及煤层气高效开发为代表的高新技术不断得以深化研究和广泛应用,极大地促进了非常规油气资源的经济高效开发。为了给非常规油气资源的高效开发提供油气井工程方面的技术支持,在简要综述国内外相关研究进展的基础上,重点介绍了中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室的相关创新研究成果:①页岩气“井工厂”大型化设计方面,给出了定向钻井延伸极限设计模型和防碰绕障设计方法;②阐述了定向钻井“一趟钻”作业关键技术研究进展,包括高效PDC钻头、导向钻具组合、钻井参数优化及新型钻井液等方面的技术进展;③论述了井下电加热系统与原位转化开采技术发展概况,重点介绍了井下射频加热技术及其模拟实验系统的研究成果;④简要论述了煤层气开发利用的重大意义与技术挑战,重点介绍了我国在复杂储层煤层气高效开发方面取得的一项代表性成果,包括地质评价、磁导向钻井、水平井双管柱完井洗井及低压低渗煤层气储层氮气前置与活性水复合压裂等技术创新内容。结论认为,通过综述上述研究进展,可以为非常规油气井工程设计控制提供有益的参考。
中国海洋油气钻完井技术的进展与展望

海上油气生产已经成为保障国家能源安全的重要增长极。为了破解中国海上油气生产关键核心技术积累不足、工具装备基础薄弱、难以支撑重要领域的优快发展等技术难题,中国海洋石油集团有限公司(以下简称中国海油)在“十三五”期间,立足科技自主创新,通过理论研究、关键技术攻关与试验,攻克了一系列核心技术难题。所取得的成果包括:①突破了渤海中深层高效钻完井、海上规模化稠油热采、深水油气田开发、南海高温高压钻完井、非常规油气增产、海上应急救援等关键技术,成功投产了我国首个自营超深水“深海一号”大气田,实现了水深由300到1 500 m、由勘探到开发的跨越;②研发了随钻测井与旋转导向钻井系统、深水钻井表层导管、水下应急封井装置、水下井口采油树等关键工具装备,推进了中国海洋石油工业的高质量发展。进而提出建议,中国海油未来应加强科技自主创新,加快进军深海油气的步伐,在复杂领域的钻完井技术与装备材料持续国产化等油气增储上产关键核心技术、多气合采试开发技术体系与地热等绿色能源转型上持续攻关,以期为保障国家能源安全、建设海洋强国做出更大的贡献。
四川盆地中部地区走滑断层的分布与天然气勘探

四川盆地油气资源丰富,已被公认为超级油气盆地,近年来深层天然气展现出巨大的勘探开发潜力,走滑断层的识别及其控藏作用对于开拓断控型气藏勘探新领域具有十分重要的意义。为了进一步明确四川盆地中部地区(以下简称川中地区)走滑断层的分布及其与天然气勘探的关系,针对该盆地走滑断层规模小、断层复杂、地震资料质量差且受三叠系盐膏层褶皱变形影响大的特点,在川中地区连片三维地震资料解释的基础上,对走滑断层进行了识别并厘定了其特征、分布及成因,通过老井复查与油气成藏地质条件评价,建立了走滑断层断控气藏模式,进而探讨了断控气藏的勘探潜力与勘探方向。研究结果表明:①通过走滑断层剖面标志结合平面标志可以判识板内弱走滑断层;②在川中地区发现并落实了8条总长达1 280 km的大型走滑断裂带;③走滑断层主要分布在震旦系—二叠系,以小位移的斜列、雁列断层为主,具有分层、分级、分类与分段的差异性;④受控于原特提斯洋斜向俯冲作用与基底差异结构,川中走滑断层形成于震旦纪,并存在加里东期—海西期的多期继承性活动;⑤川中地区走滑断层具有沟通源储、改善储层、聚气高产的作用,通过烃源岩—断层—储层构成“三元控藏、复式聚集”的断控天然气成藏系统。结论认为,四川盆地发育大型板内走滑断层系统,具有形成走滑断层断控大气田的成藏地质条件,大型通源走滑断裂带是断控碳酸盐岩天然气勘探突破的主攻方向。
湖相页岩油气富集主控因素与勘探潜力——以四川盆地涪陵地区侏罗系为例

四川盆地东部涪陵地区泰页1井在中侏罗统凉高山组湖相页岩段测试获得日产气7.5×10~4 m~3、日产油9.8 m~3,油气试采效果好,实现了四川盆地侏罗系湖相页岩油气勘探的重大突破。为了进一步明确该区侏罗系湖相页岩油气的勘探潜力、实现湖相页岩油气高效规模开发利用,利用泰页1井、涪页10井等重点井的钻探资料,分析了该地区湖相页岩油气成藏地质条件,探究了控制湖相页岩油气富集的主要因素,明确了该区侏罗系湖相页岩油气的勘探潜力和有利目标区带。研究结果表明:①该区侏罗系半深湖相优质页岩有机质丰度较高、孔隙度高、含气量高,是页岩油气富集的地质基础;②发育大型宽缓向斜、保存条件好、压力系数普遍大于1.2,是页岩油气富集高产的关键;③湖相页岩微裂缝发育,有利于页岩油气富集及后期的压裂改造。结论认为,涪陵地区凉高山组湖相页岩分布广、埋深适中,微裂缝发育,有机质热演化程度适中,页岩气资源量为1 922×10~8 m~3、页岩油资源量为2 800×10~4 t,页岩油气勘探的潜力较大,是该区下一步油气增储上产的重要领域。
塔里木盆地走滑断裂构造特征、形成演化与成因机制

勘探开发实践证实,塔里木盆地克拉通内走滑断裂控制了碳酸盐岩储层的发育与油气的富集。由于克拉通内走滑断裂具有位移小、断距小且埋深大的特点,因而对其构造演化与形成机制的认识仍然存在着诸多争议。为了厘清上述争议,基于大面积高精度三维地震资料与二维地震资料,在解析该盆地中部克拉通内走滑断裂几何学、运动学特征的基础上,深入探讨了塔里木盆地克拉通内走滑断裂的形成演化过程,并探究走滑断裂的成因机制。研究结果表明:①研究区走滑断裂具有纵向分层、平面分区、沿走向分段的特点;②深层压扭走滑断裂运动方向规律简单,NE、NNE向走滑断裂为左旋,NNW向走滑断裂为右旋,浅层张扭断裂运动方向差异较大,走滑断裂的位移量为400 ~ 1 500 m,属于小滑移距的克拉通内走滑断裂;③走滑断裂形成于加里东中期,加里东晚期—海西早期、海西晚期、燕山期—喜马拉雅早期部分断裂重新活化,不同时期断裂分布有差异;④加里东中期走滑断裂的形成受控于基底结构非均一性与原特提斯洋闭合消减带来的挤压作用力,张扭断裂为加里东中期走滑断裂后期活化产生的R剪切分支断裂或张性破裂断裂,其形成受控于不同时期盆地周缘洋盆消减闭合。结论认为,克拉通内走滑断裂的构造特征、形成演化、成因机制与油气息息相关,取得了油气勘探开发的巨大效益;除了塔里木盆地之外,四川盆地、鄂尔多斯盆地也具有相似的地质构造背景,通过对典型盆地的研究,必将丰富和完善中国小陆块、多旋回盆地的克拉通内走滑断裂理论,为发现更多的油气指明方向。
四川盆地未来十年天然气工业发展展望

四川盆地是世界上最早发现与利用天然气的地区,新中国现代天然气工业也在此起步。经过近70年的发展,已建成上中下游产业链完整的天然气工业体系,天然气产量领跑全国半个世纪,在改善一次能源消费结构、建设“美丽中国”的发展进程中发挥了重要作用。“十三五”全国油气资源评价结果表明,四川盆地天然气资源量达39.94×10~(12) m~3,居我国各含油气盆地之首,并且探明率仅15%,仍处于勘探早中期,天然气勘探开发潜力大;2020年该盆地天然气产量为565×10~8 m~3(包括在该盆地作业的中石油、中石化两家生产企业),居全国主产气区之首。未来10年,从发展环境看,国家提出了新的发展理念,在成渝地区推动双城经济圈建设,四川盆地将建成年产气1 000×10~8 m~3的国家天然气战略生产基地,标志着该盆地天然气工业发展进入了新的黄金时期。从发展潜力看,深层、超深层海相碳酸盐岩气藏,深层页岩气,陆相致密砂岩气是未来该盆地寻找大气田的重点勘探开发领域,按照“海陆并举、常非并举、构造与岩性并举”的思路,依托理论技术进步,加强核心技术攻关,未来将进入天然气资源品质不断提升、产量持续快速增长的大发展期。同时,利用大发展的契机,突破工作对象日趋复杂、管网输配系统不够完善、高端高附加值产业欠缺的发展瓶颈,在低油价常态化的形势下,构建天然气“产运储销”业务协同发展、全产业链创新创效的新型工业体系。总之,四川盆地天然气工业将迎来新的高峰增长期、高质量发展期,天然气年产量规模将超过1 000×10~8 m~3,2030年中国石油西南油气田公司天然气年产量将达到800×10~8 m~3,成为世界一流的天然气生产供应基地。
中国页岩气勘探领域和发展方向

我国油气对外依存度较高,勘探开发页岩气是缓解能源和环境压力的重要途径。尽管我国页岩气在短时间内已经取得了一系列重大进展,但目前仍然处于勘探发展方向选择的“十字路口”。为此,系统梳理了我国页岩气地质条件的特殊性,结合页岩气成藏机理研究成果,指出了我国不同领域的页岩气勘探方向。研究结果表明:①中国页岩气勘探可分海相、陆相及海陆过渡相3大基本领域,华北、扬子及塔里木3大板块页岩气地质特点各异,构造沉积演化、页岩生气成藏、后期改造破坏等多因素相互作用,形成了中国页岩气地质分布的复杂性及勘探领域的多样性;②海相页岩有机孔缝发育,奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩仍将是未来一段时间内页岩气勘探的主体,扬子地区的寒武系牛蹄塘组和震旦系陡山沱组、滇黔桂地区的泥盆系罗富组和石炭系旧司组、华北地区的蓟县系洪水庄组和中元古界下马岭组等可以作为页岩气勘探战略突破的对象;③大中型陆相盆地的构造深部位和斜坡部位、中小型盆地的沉降—沉积中心是陆相页岩气勘探的两大主要方向,页岩层理缝和粒间孔发育,多类型有机质与热演化程度的匹配常使得页岩油、页岩气共生,将成为陆相页岩气进一步探索的重要领域;④海陆过渡相页岩主要形成于晚石炭世—二叠纪,页岩与砂岩、泥岩、煤层及碳酸盐岩地层之间的旋回组合特点明显,页岩中成岩裂缝发育,较好的构造保存条件与成岩保存条件是该类型页岩气富集的两大要素,潮坪—潟湖沉积体系和三角洲沉积体系、大中型叠合盆地和中小型残留盆地,以及盖层发育且构造保存条件好的深层是海陆过渡相页岩气勘探的有利方向。
非常规天然气成藏体系

有别于常规天然气,非常规天然气在成藏条件、富集机理、分布模式、预测方法及勘探应用技术等方面都具有明显的特殊性。从成藏系统的角度分析非常规天然气成藏过程和主控因素,对于非常规天然气评价和预测具有重要的意义。为此,基于成藏机理和分布模式,将非常规天然气成藏体系划分为页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气、致密砂岩气、水溶气及天然气水合物共6种主要类型;按照成藏体系“元素—功能—结构”的研究思路和“气源岩—输导体系—成藏分布”的组配关系,将非常规天然气成藏体系划分为6类“源—位结构”关系,分析了除天然气水合物以外的其余5种类型非常规天然气成藏体系的特点。研究结果表明:①页岩气、煤层气、致密碳酸盐岩气均属于源内型非常规天然气成藏体系,具有生供气能力强、无输导体系、缺乏二次运移、生储盖一体、原地成藏等结构特点;②致密砂岩气和水溶气属于源缘型非常规天然气成藏体系,具有生气类型多样、邻层近源聚集、储层内部运移、就近成藏富集等结构特点;③盆地演化、沉积环境和后期构造运动控制了非常规天然气成藏体系的类型。结论认为,我国南方古生界海相沉积有利于页岩气和致密碳酸盐岩气成藏体系的形成;南、北方上古生界海陆过渡相沉积则有利于煤层气、页岩气及致密砂岩气成藏体系的发育;中、东部中新生代深水陆相沉积有利于深层致密砂岩气和页岩气成藏体系,浅水陆相盆地则对煤层气、致密砂岩气及页岩气成藏体系的形成更为有利;水溶气则广泛见于新生代富有机质浅层区或邻近气源岩的高压储层中。