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石墨烯在涂镀层防腐领域的应用研究及进展

石墨烯作为新型材料,具有优异的化学稳定性、极好的导电性及可增强树脂附着力和无二次污染等综合性能,成为诸多工业应用领域的研究热点。首先,简要概述了近年来石墨烯分散性的发展历程,分散方法主要以物理和化学分散法为主,并对两种方法的弊端进行了分析和讨论,得出两种方法在分散过程中都会引入缺陷及结构受损。其次,概述了石墨烯的两种防腐机理,第一种机理是石墨烯片状结构堆叠形成致密物理阻隔层,第二种机理是依靠石墨烯良好的导电性,给涂镀层提供良好的导电循环通路,赋予涂镀层良好的电化学保护性能。然后,对石墨烯在薄膜防腐领域和水性有机防腐涂料功能化填料应用等方面进行了详细介绍,比较了各类复合涂料制备方法的优缺点并提出了改进策略,分析得到了石墨烯增强有机涂料附着力的同时,还提升了有机涂料的物理屏蔽性能、力学性能和防腐性能。另外,介绍了石墨烯作为增强相在金属微粉镀层中的应用,通过电沉积和化学沉积法,在基体表面沉积石墨烯金属微粉复合镀层,复合镀层中的石墨烯具有极好的化学稳定性,抑制了镀层的腐蚀速率。最后,基于上述石墨烯在涂镀层中的作用及机械镀工艺,提出了“石墨烯-锌”的研究概念,并从分散稳定性、环保性、经济性、适用范围、产业标准化等方向,提出了石墨烯在防腐材料领域里的发展趋势及研究建议。
低能Ar~+刻蚀时间对抛光单晶LiNbO_3薄膜忆阻器的影响

调节低能Ar~+刻蚀对单晶LiNbO_3(LN)的刻蚀时间,制备了不同LN厚度的单晶薄膜忆阻器。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和电子顺磁共振(EPR)对器件的微观形貌与表面氧空位进行了表征。通过电流-电压曲线(IV曲线)、数据保持特性(Retention)和抗疲劳特性(Endurance)的测试,探究了刻蚀时长对器件电学行为的影响。结果表明,随刻蚀时间增加,器件表面光滑均匀,氧空位浓度增加,电形成电压显著降低。同时,尽管LN薄膜厚度减小后,器件的开关比(On/Off)略有降低,但其具有更好的数据保持特性。该方法适用于对由离子注入剥离法制备的单晶薄膜进行改性,以调控其阻变特性,使之可在高密度存储、神经形态计算等领域得到应用。
软煤气动螺杆钻具定向钻进技术与装备

针对软煤钻进成孔深度浅、钻孔轨迹不可控、易出现瓦斯抽采盲区等问题,发明了气动螺杆钻具定向钻进技术,开发了由气动螺杆钻具、窄体定向钻机、随钻测量系统等组成的煤矿井下气动定向钻进技术装备。其中,气动定向钻进工艺和完孔技术,解决了松软煤层顺层定向钻孔长距离安全成孔和可靠护孔难题。在淮南某矿进行试验,试验钻孔30个,最大孔深300 m,平均见煤率92.9%,并全孔段安设筛管;钻孔抽采瓦斯纯量32万m~3,试验区域煤巷平均掘进效率9.3 m/d,实现覆盖区域煤层安全高效回采。该技术的成功研发探索出软煤横穿工作面递进式瓦斯治理新模式。
冲击地压煤层大直径卸压孔快速成孔关键技术

为了提高冲击地压矿井大直径卸压钻孔的成孔率和施工效率,通过对冲击地压矿井煤岩体应力特征、卸压孔孔壁扰动动力失稳特性及施工特点的分析,探讨了大直径卸压孔快速施工的关键点在于高效排渣、快速成孔提钻。采用具有1.25 m行程轨道、大通孔动力头的ZDY4000LR型钻机,优化了大直径卸压钻孔施工操作流程,形成了水介质螺旋宽翼片双动力排渣高效成孔工艺方法,并在河南义马矿区和陕西彬长矿区进行了现场试验。结果表明:该工艺技术能够安全、高效地施工大直径卸压钻孔,施工效率较大螺旋钻进技术提高了48.9%,成孔率可达到100%。研究成果对类似冲击地压矿区施工煤层卸压孔提供借鉴。
稀缺高炉喷吹用煤地质评价指标探讨及应用

高炉喷吹用煤可减少焦炭的使用量,是现代高炉降低生产成本提高经济效益的重要技术措施。从高炉喷吹用煤的煤质影响因素入手,在稀缺煤和优质煤煤质评价的基础上探讨稀缺高炉喷吹用煤的地质评价指标及分级参数。通过分析,将高炉喷吹原料用煤的煤质评价指标划分为工艺指标和经济指标两大类,工艺指标是决定煤是否能用于高炉喷吹工艺的关键指标,经济指标主要影响高炉喷吹工艺的成本。煤类差异是高炉喷吹用煤选择的首要因素,根据我国煤炭资源禀赋特征,提出无烟煤、贫煤、贫瘦煤是高炉喷吹用煤中的稀缺煤类。结合煤炭地质勘查中对“优质煤”的评价标准,提出灰、硫、磷的含量是稀缺高炉喷吹用煤地质评价的关键指标,要求灰分质量分数不大于12.00%、全硫质量分数不大于1.00%、磷分质量分数不大于0.03%。利用该指标对我国无烟煤、贫煤、贫瘦煤分布的典型矿区进行煤质评价和资源划分,指出永城、西山、阳泉、潞安、二道岭和汝箕沟矿区是我国稀缺高炉喷吹用煤的主要分布区,统计的稀缺高炉喷吹用煤保有资源量107亿t,为我国稀缺高炉喷吹用煤的合理开采和充分利用提供了依据。
宁东煤田侏罗纪煤岩煤质特征及清洁高效利用

宁东煤田侏罗纪煤炭资源量巨大,是当前宁夏回族自治区煤炭资源开发利用的主体。为保障煤炭资源的清洁高效利用,以煤田大量勘查资料为主要依据,分析了宁东煤田侏罗纪煤的煤岩、煤质特征。结果显示:宁东煤田侏罗纪煤具有特低-低灰、特低-低硫、低磷、低砷、低氟、高发热量的特征,这些特征表明其为高清洁度动力用煤;同时还具有中高挥发分、较高氢碳原子比、焦油产率较低(普遍<7%)及富惰质组等特征表明不适于直接液化用或提取煤焦油。无黏结性、较低水分产率、较高的与二氧化碳反应性(950℃)、煤灰熔融温度,表明其适于气化,且以水煤浆气流床和干煤粉气流床为宜。综合认为研究区煤炭资源的清洁高效利用方式为动力用煤,气化用煤及以气化为基础的间接液化用煤。
煤矿井下钻机变幅机构的发展现状与展望

钻机变幅机构用于调节钻孔的开孔参数,即方位角、倾角和高度。针对不同种类钻机变幅机构的结构差异性及煤矿井下钻孔的施工特点,总结了煤矿井下钻机变幅机构对开孔参数的调整要求,提出了煤矿井下钻机变幅机构的研究目标,即能够快速准确地调节钻孔开孔参数及保障钻机施工的稳定性。总结出煤矿井下钻机变幅机构具有外形尺寸小、参数调节范围较大、施工时需要稳固可靠、调节过程自动化程度高的总体特点。对目前煤矿井下钻机几种常见变幅机构的结构特点、辅助稳固方式、控制方法、适用范围及存在的优缺点进行分析,提出了煤矿井下钻机向钻孔机器人发展过程中变幅机构在结构和控制方法方面的研究方向,建议重点从关节自动锁紧装置开发、变幅机构结构适应自动加卸钻杆模式的需求、钻孔开孔参数智能调节、开孔参数与底盘调平及机身稳固的协调控制等方面开展研究工作。研究成果为煤矿井下钻机装备智能化提供了研究思路。
150mm超厚水电站用钢07MnCrMoVR的组织性能

对150mm超厚07MnCrMoVR水电钢的组织性能进行了研究,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对试验钢的微观形貌进行了观察,采用拉伸试验机和低温冲击韧性试验机对试验钢力学性能进行了检验。结果表明:试验钢经第一次完全淬火和第二次两相区亚温临界淬火后近表面组织转变为板条马氏体和未熔铁素体相间出现,厚度1/4处和厚度1/2处组织转变为贝氏体+铁素体组织,高温回火后近表面转变为回火索氏体组织,厚度1/4处和厚度1/2处组织转变为回火贝氏体+铁素体+大量碳化物。
EH40船板钢的热压缩基础研究

采用Thermecmastor-Z热模拟试验机研究了EH40船板钢在850~1050℃,0.005~10s~(-1)条件下的热变形行为,通过动态材料模型得到该区域的热变形与变形抗力方程并建立了EH40船板钢热加工图。结果表明,EH40船板钢的变形抗力模型的预测值与试验值吻合良好,EH40船板钢的热变形激活能为324.479kJ/mol,由热加工图确立出EH40船板钢最优的热加工窗口是应变不高于0.4,温度在850~1050℃,应变速率为小于10s~(-1)的加工区域,较易发生动态再结晶。
煤层底板隐伏断层分类及突水防治措施

矿井底板突水系数介于0.06~0.1 MPa/m区域内发育的隐伏断层,是煤矿生产过程中发生突水的关键因素之一,对其进行科学分类有利于制定底板突水防治针对性措施。通过煤层底板隐伏断层特征分析,根据隐伏断层顶界面位置与“下三带”垂向关系,从底板水害防治角度,将煤层底板隐伏断层分为高位、中位及低位3种类型。借助理论与突水案例分析手段,指出存在突水威胁的高位隐伏断层具有全贯通、突发性、水量大及危害程度高等特点;中位隐伏断层具有突水时间难以判断、突水后难以治理的特点。针对高位隐伏断层,提出工作面回采前对煤层底板进行注浆加固等防治措施;针对低位隐伏断层,提出在突水灾害前后采取不同思路的注浆治理措施。研究成果对于煤矿企业应对隐伏断层引起的底板突水灾害提供了重要参考。
中国北方不同成煤时代煤中金属矿点(床)分布及资源前景

在特定环境下,煤中能够富集锗、镓、锂、稀土等金属元素。我国北方煤炭资源丰富,已发现大量的煤-金属矿点(床),并且这些矿点(床)的分布展现出一定的时空特征:石炭-二叠纪煤中金属主要以镓、锂富集矿点为主,主要分布在华北赋煤区北部煤田及山西平朔、晋城等矿区;早-中侏罗世煤,以镓富集为主,主要集中在新疆准东、吐哈盆地,青海木里等煤田,二连盆地早侏罗世煤发现煤-稀土异常,是很好的找矿线索;早白垩世煤主要以二连盆地、海拉尔盆地煤中锗矿点为主。我国北方聚煤期时间跨度大,聚煤环境多样,含煤盆地类型多样,聚煤期和成煤后北方频繁剧烈的大地构造演化过程、多样的煤岩类型,能为煤中不同微量元素的富集提供物质来源、迁移条件与通道和沉积聚集条件,具有良好的煤中金属资源前景。建议进一步加强煤中,尤其是煤矸石、粉煤灰中金属矿点(床)资源的调查研究工作,为煤中金属资源赋存与预测提供参考,并加强金属的提取利用技术研究,同时通过制定资源保护政策,加强对煤中金属资源的保护。
不同种植模式下豆科绿肥对土壤改良效果的影响

为探明豆科绿肥还田对土壤改良效果和作物生物产量的影响,本研究选取玉米(Zea mays)、油菜(Brassica campestris)、大麦(Hordeum vulgare)、燕麦(Avena sativa)为间混作/轮作对象,将花生(Arachis hypogaea)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)、白花草木樨(Melilotus albus)作为主要豆科绿肥进行田间试验,利用土壤浅层有机质、氮、磷、钾等养分含量的变化及田间作物地上生物产量的表现,比较不同种植模式下豆科绿肥对土壤改良效果的影响。结果表明: 1)与作物单作相比,豆科绿肥与玉米、油菜间混作以及轮作均可提高土壤表层有机质、全氮及碱解氮质量分数,混作对土壤表层全钾质量分数影响较小,轮作还可提高土壤表层全磷、有效磷质量分数;另一方面,间混作群体结构在土壤肥力的改善效果方面也起到一定的作用。2)与试验前土壤养分质量分数相比,白花草木樨+大麦混作并翻压还田模式土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷分别提高了40.43%、50.00%、10.00%、27.93%、76.75%、 45.13%;玉米+花生间作模式土壤养分改善效果次之。3)玉米、油菜和白花草木樨地上生物产量较其单作分别提高了23.19%、16.68%和27.31%。因此,采用豆科绿肥+禾本科牧草混作并翻压还田、玉米+花生间作的种植模式可有效改善乌尔禾地区农田的土壤质量,并兼顾其他农作物生产,可提高该地区农业的可持续发展能力。
聚苯胺/二氧化钛纳米管固相微萃取纤维的组装及应用

以钛丝表面原位阳极氧化生成的二氧化钛纳米管为基体,通过电聚合苯胺组装得到新型聚苯胺包覆二氧化钛复合纳米管阵列固相微萃取纤维。实验讨论了无机酸介质、苯胺浓度和氧化电压对电聚合苯胺的影响,经过对纤维表面形貌和元素成分的分析,得到最佳的纤维涂层条件:电解液组成为1 mol/L的H_2SO_4-0.5 mol/L的苯胺,聚合电压10 V,氧化时间60 min。采用所制备的纤维与高效液相色谱联用萃取水样中的紫外线吸收剂并优化萃取条件,固相微萃取条件如下:萃取时间40 min,解吸时间4 min,萃取温度40 ℃,搅拌速率600 r/min,样品溶液中不加NaCl。同时对环境水样中的目标物分析测定,并做加标试验,目标分析物的平均回收率为78.2%~118%,相对标准偏差为4.4%~8.9%。该方法简便、灵敏、准确,适用于环境水样中紫外线吸收剂的快速测定。
氧化石墨烯纳米剪裁方法

石墨烯纳米剪裁先进方法的研究对于基于石墨烯的电子和光学设备非常重要。本文利用模板法制作反蛋白石结构,并借助反蛋白石纳米网结构,利用光催化还原氧化石墨烯,对氧化石墨烯进行纳米剪裁,形成具有纳米尺度的石墨烯。对还原后的氧化石墨烯表面进行扫描电子显微镜表征和红外光谱表征,并研究剪裁后石墨烯的电学性质。实验表明,反应时间、胶粒大小都会对剪裁后氧化石墨烯的周期和颈宽有影响,进而影响还原后氧化石墨烯的电学性质。利用纳米网状结构对石墨烯进行纳米剪裁是一种可行的方法,通过控制模板尺寸和反应条件可以控制裁剪后的性质。
顺应式垂直通路立管构型优化及其力学性能分析

为研究顺应式垂直通路立管(CVAR)的力学特性,基于虚功原理和变分原理建立CVAR力学模型,并结合文献结果进行对比验证。在原CVAR构型的基础上提出优化方案,对优化前后的CVAR构型进行静动力分析对比。结果表明:建立的CVAR力学模型的分析结果与文献结果吻合良好,可对CVAR进行相关的非线性静动力分析;CVAR过渡段的2个弯曲处因弯矩较大而存在较大的弯曲应力,同时顶部和大浮力段处张力较大引起的应力也较大,应作为优先检测的区域;优化后的构型大幅度减小了过渡段的弯矩和相应的弯曲应力,减少了立管整体的垂向振幅,使得作业过程相比优化前更安全。
基于正交-主元分析的柴油机燃烧参数匹配优化

为解决船用柴油机改造之后运行参数的组合问题,利用AVL-FIRE软件耦合CHEMKIN建立天然气-柴油双燃料发动机燃烧室高压循环模型,并采用原机进行验证。以指示功率和NOX生成量为优化目标,采用正交试验法对燃烧参数匹配进行仿真试验。采用主成分分析法对仿真结果进行优化分析,将优化结果与正交试验结果相对比,并最终代入模型中进行检验。通过正交-主成分分析得出:柴油机运行参数对低温燃烧影响的主次顺序与正交试验设计基本一致,且具有更高的可靠性和准确度。优化后的柴油机运行参数为:天然气替代率45%;进气压力0.224 MPa;废气再循环(EGR)率12.5%;进气温度335.15 K;喷油提前角22.7°。对应的指示功率为37.83 kW,NOX生成质量分数比原机降低78.73%,比极差分析最优组合降低10.92%。该优化方案在保证动力性的前提下可有效降低NOX排放。
基于可行图的五轴在机测量探针轴向优化方法

针对不同探针轴向下红宝石球上触碰点会引入不同预行程误差导致标定精度和效率低的问题,提出了一种用于优化在机测量探针轴向的可行图构建方法。首先,根据包围盒算法计算各个测量点处免干涉的探针轴向。接着,利用机床运动学链建立红宝石球上触碰点与机床旋转轴的关系,进而构建机床转台旋转角度的可行图。为了提升检测精度,以减少红宝石球上触碰点和机床旋转轴方向变化为原则,优化测量路径上探针轴向,满足无干涉且红宝石球触碰点最少的条件。最后,以离心式叶轮为例进行验证,采用此方法不仅能保证红宝石球上触碰点个数最少而大幅度缩短标定时间,还能减少引入的机床误差量而提升测量精度,实验结果证明该方法重复性好、可行度高。
设防地震作用下受拉剪力墙设计方法

针对设防地震作用下受拉剪力墙的设计方法,结合JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》指出了我国目前广泛采用等效弹性方法设计存在的问题,介绍了弹塑性时程分析法的设计流程、设计软件和地震波选取以及墙铰模型的开裂后刚度取值。对于设防地震下弹塑性时程分析法,弹塑性模型的初始配筋采用多遇地震作用下的配筋结果,剪力墙单元可以采用墙铰单元、纤维截面壳单元、S4R壳单元等模拟,设计地震动可采用拟合设计反应谱的人工波,并控制设防地震作用下剪力墙受拉不屈服来调整受拉配筋设计。此外,设防地震作用下受拉剪力墙是否设置型钢应根据其所受剪力大小确定,还应复核罕遇地震作用下受弯屈服剪力墙的边缘拉应变。采用工程实例验证了上述方法的可行性,且偏于安全考虑,建议采用考虑开裂后抗拉刚度退化至15%初始抗拉刚度的墙铰模型进行受拉剪力墙的抗震设计。
固体NMR研究PAA/PEO共混物中氢键相互作用与结构演化

分子间相互作用是决定材料结构和性能的关键因素之一,而如何在分子水上实现对复杂相互作用分子的检测仍然是一个挑战性课题。本工作首先在不同pH值条下以聚丙烯酸/聚环氧乙烷(PAA/PEO)的混合水溶液制备了系列的固体薄膜,然后采用多种基于连续相调制多脉冲技术的一维和二维1H多脉冲去耦(CRAMPS)固体NMR新技术,并结合高分辨13C交叉极化魔角旋转(CPMAS)、23Na多量子(MQ)等多核固体NMR实验,对PAA/PEO聚合物共混物的微观结构和动力学进行了原位和系统的研究。通过不同类型的1H高分辨CRAMPS实验检测到共混物中包含多种不同类型质子:通过氢键相互作用形成二聚体的COOH基团、自由COOH基团、与水结合的COOH基团和主链基团。随着pH值的升高,除主链质子外,大部分其它区域的信号都明显降低,这是由于PAA与PEO以及水的氢键作用减弱所致。这些CRAMPS NMR技术也被用来阐明不同pH值制备的样品中不同基团的分子运动性。此外,二维1H-1H自旋交换NMR实验提供了关于聚合物PAA与PEO大分子链间、以及水与聚合物的相互作用。1H自旋扩散实验表明,在这些共混物中明显存在相微观相分离的结构,并且测定的分散相区尺寸约为17 nm。23Na MQMAS实验揭示了在共混物中存在两种类型23Na位,一种是自由的钠离子,另一种是与大分子相互作用的Na离子。特别是通过1H-检测的23Na-1H CPMAS实验揭示了Na+离子的位置远离PEO而与PAA临近。上述这些SSNMR实验结果在分子水平上提供了氢键相互作用对PAA/PEO共混物微观结构和动力学影响的详细信息,可以获得不同pH值对PAA与PEO的氢键作用、相容性、微观结构、水-聚合物相互作用和不同组分分子运动性的影响。在上述核磁共振研究的基础上,我们提出了一种新的PAA/PEO共混物的结构模型,该模型首次成功地揭示了不同的pH值对PAA/PEO共混物中微观结构和动力学的影响。本工作清楚地表明,固态核磁共振是在分子水平上研究具有复杂相互作用的多相聚合物材料的有力工具。本文的研究工作对于探索检测聚合物弱相互作用的新方法和发展基于氢键相互作用的聚合物新材料的开发具有重要意义。
超极化核磁共振方法的原理和应用

核磁共振(NMR)技术凭借其高空间分辨率,宽时间响应尺度和非侵入检测等特点,在化学分析和医疗诊断中发挥着重要的作用。但是原子核的低极化使现阶段NMR技术的灵敏度较低。超极化技术是一类可以有效提高NMR灵敏度的方法。其通过物理或化学过程把原子核自旋态推向一个偏离热力学平衡的状态,使NMR信号强度得到几个数量级的提升,极大地改善了灵敏度。多种超极化技术已经在各个领域崭露头角。本文用较为形象的描述对几种常见的超极化技术包括:动态核极化、光泵、光核极化、化学诱导动态核极化、仲氢诱导极化。从其精巧的原理和广泛的应用进行介绍,有助于人们对超极化技术的认知。
基于固体核磁共振方法的蛋白质组装体三维结构解析

蛋白质组装体广泛存在于生物体内,具有相关生物学功能或与人类的重要疾病密切相关。蛋白质组装体分子量大,通常难以溶解和结晶,限制了常用的结构研究手段如X射线晶体学和液体NMR等在其高分辨三维结构解析中的应用。固体核磁共振技术(ssNMR)在难溶、非结晶样品的三维结构解析中具有独特的优势,尤其随着固体NMR硬件包括高场磁体和高性能的探头、固体NMR多维脉冲实验技术和样品制备技术特别是同位素标记技术的快速发展,固体NMR已经成为了蛋白组装体三维结构解析的重要手段。在样品制备方法方面,强调了样品制备条件的优化对得到构象均一样品的重要性,以及丰富的同位素标记方法的使用对固体NMR谱图分辨率提高的重要作用。同时多种脉冲序列如质子驱动自旋扩散技术(PDSD),偶极辅助旋转共振技术(DARR),质子辅助重偶技术(PAR)或转移回波双共振技术(TEDOR)等的建立和发展为结构约束条件收集提供了基本的技术方法。此外,固体NMR与其它实验技术如扫描透射电镜(STEM),冷冻电镜(Cryo-EM)等和理论模拟方法的联用能显著地提高固体NMR的能力,从而能解析分子量更大、结构更复杂的蛋白质组装体的三维结构。本文以Aβ纤维和T3SS针状体的三维结构解析为例介绍固体NMR在蛋白质组装体结构研究的最新实验方法,重点介绍最新的距离约束条件获取的实验方法进展,以及固体NMR与其它实验和理论模拟研究手段的联用在蛋白质组装体结构解析上的最新进展,期望有助于读者对固体NMR技术在蛋白质组装体的三维结构解析方面的研究进展有所了解。
短波理疗仪治疗红斑毛细血管扩张型玫瑰痤疮临床观察

目的:观察短波理疗仪治疗红斑毛细血管扩张型玫瑰痤疮(ETR)的临床疗效。方法:收集70例ETR患者,随机分为2组,其中治疗组40例,对照组30例。2组均每日早晚使用保湿霜,治疗组每隔1周进行1次短波理疗,疗程8周。治疗前、后由皮肤科医生盲态下对患者面部红斑及毛细血管扩张进行评分;患者对阵发性潮红、灼热及干燥症状进行评分。评分标准采用玫瑰痤疮4级评分。皮肤检测仪检测2组治疗前、后皮肤含水量和经皮水流失(TEWL)值。记录疗程中的不良反应。结果:治疗后治疗组患者面部红斑、灼热及干燥程度评分均较治疗前明显改善(P<0.05),治疗组改善优于对照组(P<0.05);对照组患者灼热及干燥程度评分均较治疗前明显改善(P<0.05)。2组毛细血管扩张评分及阵发性潮红评分比较,差异均无统计学意义(P> 0.05)。治疗后2组患者皮肤含水量均增加,治疗组增加大于对照组(P<0.05);2组TEWL值均下降,治疗组下降大于对照组(P< 0.05)。所有患者均无明显不良反应。结论:短波理疗仪治疗可明显改善ETR患者面部红斑、灼热及干燥症状,且安全性较好。
东北地区不同熟性水稻适宜种植区障碍型冷害时空变化

利用东北地区167个气象站1986-2015年的逐日气象资料和28个物候观测站1991-2008年的逐年水稻生育期数据,参照水稻障碍型冷害国家标准,分三个时间段(1986-1995年、1996-2005年和2006-2015年)划分东北地区不同熟性水稻适宜种植区,利用冷害发生频率和站次比分析东北地区近30a(1986-2015年)不同熟性水稻适宜种植区障碍型冷害的时空规律。结果表明:研究期内,东北地区不适宜种植区域面积逐渐减小,不同熟性适宜种植区呈现北移东扩的趋势,其中以晚熟区扩大范围最为明显。不同熟性水稻适宜种植区障碍型冷害具有波动发生的特点,不同熟性区年平均冷害站次比大小表现为早熟区>晚熟区>中熟区; 2006-2015年为早熟区冷害多发时段,1986-1995年为中熟区冷害多发时段,1996-2005年为晚熟区冷害多发时段;在早熟区冷害多发时段内,重度冷害的发生频率减少;2006年以后中熟区和晚熟区冷害总发生频率减小,但部分区域的不同等级冷害发生频率提高。可见,东北地区障碍型冷害发生仍具有不确定性,即使在整体冷害频率下降的情况下,个别区域在某些年份仍可能发生不同程度的冷害。
微生物燃料电池去除废水中抗生素类污染物的研究进展

抗生素被广泛用于医疗、畜牧以及水产养殖等领域,大量抗生素未经代谢就进入环境,由此引起的细菌耐药性问题严重威胁着生态环境和人体健康。因而,如何有效控制废水中的抗生素和抗性基因污染成为近年来的研究重点。微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)利用微生物催化降解有机物,在产电的同时实现废水处理和污染控制,是近些年研究较多的一种处理技术。本文综述了MFCs对废水中抗生素、抗性基因等污染物的去除效果、降解机理以及降解过程中微生物群落的变化规律,分析了MFCs与其它技术耦合的效果和机制,概述了应用MFCs构建传感器在线监测抗生素等方面的研究进展。结果表明:MFCs对多种抗生素都具有良好的去除效果,随着反应器构型、抗生素种类以及浓度和运行时间等参数的不同,抗生素、抗性基因的去除效果以及阳极微生物群落有较大差异;MFCs与人工湿地等技术的耦合,有利于增强抗生素的去除效果,为MFCs的实际应用提供了新方向;利用MFCs作为生物传感器可实现废水中抗生素含量的在线监测,但目前尚处于起步阶段。基于上述结论,MFCs可以有效地去除废水中的抗生素,但对抗生素耐药基因的控制效果还亟待研究;如何实现MFCs的长期稳定运行并实际应用是后续研究的重点方向。
空腹血糖受损伴高血压患者5年随访观察胰岛素抵抗的变化

目的观察空腹血糖受损伴高血压患者随着随访时间的延长,胰岛素抵抗的变化,探讨高血压与胰岛素抵抗的关系。方法选取2012年10月至2013年8月本院内分泌科门诊及体检中心的空腹血糖受损患者180例,长期给予生活方式干预,患者均随访5年,共纳入114例,其中血压正常组58例,高血压组56例。高血压组给予常规降压药。观测患者第3 ~ 5年的空腹血糖、餐后2 h血糖、空腹胰岛素、餐后2 h胰岛素,计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)及胰岛素敏感指数(insulin sensitivity index,ISI)。结果随访5年中,高血压组糖尿病患病率为22.83%,显著高于血压正常组(11.36%,P = 0.042);与血压正常组比较,高血压组的HOMA-IR显著升高、ISI显著降低,差异均有统计学意义(P<0.001)。结论空腹血糖受损患者中,血压升高与胰岛素抵抗有关,随着时间的推移,合并高血压的空腹血糖受损患者胰岛素抵抗更严重,更容易进展为糖尿病。
钙类质同像置换对钙钛矿型La_(1-x)Ca_xCoO_3热催化氧化甲苯性能的制约机制

挥发性有机物(VOCs)是大气光化学臭氧(O_3)和细颗粒物(PM2.5)的重要前驱体,其有效减排是治理大气污染的重要环节。钙钛矿型复合氧化物具有催化氧化活性好、化学组成可控、热稳定性高等优点,在热催化氧化VOCs中具有较好的前景。本研究采用溶胶-凝胶法合成不同钙置换量的钙钛矿型钴酸镧(La_(1-x)Ca_xCoO_3),并以甲苯作为目标VOC,考查钙置换对钴酸镧(LaCoO_3)热催化氧化甲苯性能的制约机制,结果表明,钙置换没有明显改变钴酸镧的晶体结构,但显著增强其热催化氧化活性。钙置换使钴酸镧颗粒尺寸减小,比表面积和堆积孔容增加,有利于减少气体扩散阻力。以甲苯降解率为50%所对应的温度(T50),以及反应温度为200 ℃时的比表面积标化CO_2生成速率作为评价指标,系列样品的催化活性强弱为:LaCoO_3 (260 ℃,0.094 μmol m~(-2) s~(-1)) < La_(0.9)Ca_(0.1)CoO_3 (232 ℃,0.114 μmol m~(-2) s~(-1)) < La_(0.7)Ca_(0.3)CoO_3 (225 ℃,0.118 μmol m~(-2) s~(-1)) < La_(0.8)Ca_(0.2)CoO_3 (212 ℃, 0.135 μmol m~(-2) s~(-1))。随钙置换量增加,钴酸镧的单位比表面积催化活性呈现先增强后轻微减弱的趋势。系列样品的阳离子空位吸附氧密度未发生明显改变,但晶格氧释放速率显著提高,有利于催化氧化甲苯为CO_2和H_2O。随着钙置换量增加,晶格氧活性呈先增加后减少的趋势,从而导致催化活性也表现出类似的变化。
mmLDL通过p38 MAPK通路上调小鼠肠系膜动脉ET受体

目的:探讨弱氧化修饰低密度脂蛋白(mmLDL)是否通过激活p38 MAPK炎症通路上调小鼠肠系膜动脉内皮素(ET)A型(ET_A)和B型(ET_B)受体。方法:将昆明小鼠分为正常对照组(尾静脉注射生理盐水)、mmLDL组(尾静脉注射mmLDL)、LDL组(尾静脉注射LDL)、mmLDL+SB 203580组(尾静脉注射mmLDL及腹腔注射p38 MAPK抑制剂SB 203580)和mmLDL+DMSO组(尾静脉注射mmLDL及腹腔注射DMSO)。微血管张力描记仪记录ET_B受体激动剂角蝰毒素6c和ET-1引起肠系膜动脉收缩的量效曲线;RT-qPCR检测ET_B受体、ET_A受体和白细胞介素(IL-6)的mRNA表达;ELISA检测血清IL-6的水平;Western blot检测ET_B受体、ET_A受体、IL-6、p38 MAPK、p-p38 MAPK、NF-κB和p-NF-κB的蛋白水平。结果:mmLDL引起ET_B受体和ET_A受体介导的血管收缩反应显著增强(P<0.01),ET_B受体、ET_A受体和IL-6的mRNA和蛋白表达显著增加(P<0.01),p-p38 MAPK和p-NF-κB蛋白水平显著升高(P<0.01),血清中IL-6水平显著升高(P<0.01);腹腔注射SB 203580抑制了mmLDL的作用。mmLDL引起的IL-6血清浓度升高分别与ET_B受体和ET_A受体介导的最大收缩率呈正相关。结论:mmLDL通过激活p38 MAPK通路及下游NF-κB转录因子,提高炎症因子IL-6血清水平,增加小鼠肠系膜动脉IL-6、ET_A受体和ET_B受体表达,增强ET_A受体和ET_B受体介导的血管收缩功能。
基于离散单元法的刨煤机刨削性能分析及试验研究

为研究刨煤机的刨削性能,以BH38/2×400型刨煤机为研究对象,对其应用煤层煤样性质进行测定,确定出煤壁材料本征参数并构建出煤壁三维黏结接触模型。通过对刨煤机刨削过程进行数值模拟,得到刨削过程中刨头的受力信息、煤炭颗粒运动规律以及刨削后煤壁表面残留状态,分析了不同刨削深度和刨速条件下刨刀受力的变化规律。研究结果表明:刨刀受力的线性累加使得刨头刨削阻力和煤壁挤压力较大,刨头受力接近高斯分布;刨削过程中刨削深度过大会造成能量积聚与释放急剧增加,刨削速度改变对刨刀受力影响较小。通过动力学仿真发现刨刀合金头镶嵌处和刀体背脊处的受力较为恶劣,刨刀前侧合金头位置出现严重的变形;对不同条件下刨煤机刨削过程进行了试验测试,测试得到刨刀三向力与仿真结果最大误差分别为7.21%,7.91%和9.41%,通过追踪刨刀的工作状态,发现刨刀损坏形式与仿真结果一致,验证了离散元数值模拟的准确性;研究结果为刨煤机刨削性能评价及其结构优化提供一种新的方法。
3 kA钕电解槽流场中颗粒受力分析

近年来随着NdFeB永磁的应用发展,对金属Nd质量的要求越来越高,而电解过程碳颗粒运动及溶解对金属质量的影响至关重要。通过理论与数值模拟相结合的方式对流场中不溶于电解液的碳固体颗粒的主要受力类型进行梳理,对其运动轨迹进行数值模拟研究,针对稀土电解槽进行了颗粒-流场的计算及模拟,研究发现曳力及重力是颗粒在电解槽中起主要作用的力。曳力是改变颗粒运动轨迹的影响因素,且曳力随粒径的增大而增大。0.07 mm颗粒粒径是区分主要作用力是重力还是曳力的临界值,颗粒粒径越大,越不利于电解槽得到纯净的Nd单质。对进一步改进电解槽槽型,从而得到质量更好、杂质更少的稀土金属,并对后续各物理场对颗粒的影响提供参考意义。
基于小波时频图和卷积神经网络的断路器故障诊断分析

高压断路器操动机构振动信号为非平稳性信号,蕴含着丰富的操动机构工作状态的信息,对操动机构工作状态的检验辨识具有重大意义。提出一种基于小波时频图和卷积神经网络的断路器故障诊断方法。对操动机构振动信号进行连续小波变换生成时频图(CWT),并对时频图进行统一压缩预处理;将预处理后的时频图作为特征图输入卷积神经网络AlexNet模型;通过对网络参数的调整,逐步改进网络模型,有监督地实现对操动机构故障状态的辨识诊断。结果表明,该方法能够有效地运用于断路器操动机构故障辨识诊断,与小波频带能量-RBF、小波频带能量-SVM的故障识别相比,故障识别准确率最高。
基于振动的钻地弹爆炸能量计算方法研究

侵彻武器钻入地下爆炸产生的地震波在介质中传播特性较为复杂。针对钻地弹侵入地下爆炸后能量估算问题,基于反映高程差因子的萨道夫斯基修正公式,建立了不同地形状况下地下爆炸震源能量计算模型,并通过震源模型的计算结果得出爆炸能量。实例1对比传统的震源模型(6)与本文的震源模型(12)的计算结果发现该研究所提出的震源模型的精度远高于震源模型(6);实例2利用该研究的震源模型(13)针对测点不在同一水平面的情况,计算得到的地下爆炸能量结果有较高的精度。计算结果证明将爆炸振动的理论应用于计算钻地武器爆炸能量的方法是可行的。
并列双幅变截面箱梁阻力系数的干扰效应研究

基于节段模型风洞试验,对比研究了4种不同高宽比的并列双幅箱梁在不同风攻角和不同间距时的阻力系数与单箱梁阻力系数的差异。给出了阻力系数干扰因子(定义为双箱梁上游(或下游)箱梁阻力系数与单箱梁阻力系数的比值)随风攻角和间距变化规律。结果表明:上游箱梁阻力系数的干扰效应主要体现在D/B≤1的间距范围。高宽比对上游箱梁阻力系数干扰效应的影响不大。当0.025≤D/B≤1,风攻角为- 10°~ 10°时,上游箱梁阻力系数干扰因子的变化范围为0.8 ~ 1.3左右;下游箱梁阻力系数的干扰效应表现为显著的减小效应。这种减小效应随着间距的减小和高宽比的增大愈发明显,与负向风攻角时相比,这种减小效应在正向风攻角时更明显。
基于幂次趋近律滑模控制的H桥逆变器复杂动力学行为研究

基于幂次趋近律的滑模控制具有响应速度快、对噪声干扰和参数摄动不敏感等特点,在H桥逆变器的控制中得到广泛应用。然而,滑模控制的H桥逆变器是一种非线性控制的时变非线性系统,必然表现出强的复杂的动力学行为,控制参数和电路参数的选取将影响系统工作的稳定性。分析该系统的工作过程,运用频闪映射法建立系统的一阶离散模型;采用折叠图和频谱图的方法分析了系统在不同控制参数α和k下的复杂动力学行为,发现一种多种倍数的倍周期状态同时存在的特殊分岔现象,并通过分析输出波形峰值和谷值附近采样的分岔图进行了一一验证。运用快变稳定性定理对系统工作的稳定性进行进一步的分析,研究结果为系统控制参数的合理选择提供重要依据。研究发现输入电压E、负载电感L与电阻R等外部电路参数的选取对系统的稳定性能有重要的影响。因此,研究结论对基于幂次趋近律滑模控制的H桥逆变器的设计和调试提供了可靠的参考,具有一定的理论意义和实际的工程价值。
Long-term Hypogeomagnetic Field Exposure Reduces Muscular Mitochondrial Function and Exercise Capacity in Adult Male Mice

The hypogeomagnetic field (HMF) is one of the key risk factors for manned deep space missions. It has been reported that HMF exposure affects multiple exercise-related behaviors of animals, but the long-term effects of HMF on the exercise capacity of adult humans need further investigation to determine the potential risk of HMF exposure during deep space missions. In this study, we reared adult male C57BL/6 mice in an HMF for one month, simulated by a 3-axis Helmholtz coil system, and examined the effects on their exercise capacities at behavioral, tissue, cellular, and molecular levels. Compared with that of the control mice reared in the geomagnetic field, the endurance of the HMF-exposed mice was significantly reduced. Decreases were also observed in the citric acid level and the number of subsarcolemmal mitochondria in skeletal muscles, and morphological alterations of skeletal mitochondria were noted. These results indicate an HMF-induced inhibition of muscular mitochondrial function and an endurancerelated decline in the process of energy metabolism. Our findings provide direct in vivo evidence to demonstrate that mitochondria can respond to HMF exposure and that mitochondrion-related indices could be used for risk evaluation and the development of methods of counteraction.
尕海湿地植被退化过程中有机碳及相关土壤酶活性变化特征

以青藏高原东缘尕海湿地不同植被退化程度样地为研究对象,采用定位研究与室内试验相结合的方法,研究植被退化过程对土壤有机碳和土壤酶活性的影响。结果表明:植被退化显著影响土壤有机碳含量和土壤酶活性,降低了土壤有机碳的含量和酶促反应效率,且这种影响随土层深度变化有所不同。四种植被退化阶段有机碳含量和酶活性均值总体上(0~100 cm)表现为未退化>轻度退化>中度退化>重度退化。不同土层中,20~40 cm土层的有机碳含量中度退化>轻度退化;0~10 cm土层中淀粉酶和纤二糖酶中度退化阶段活性值较高;20~100 cm土层中蔗糖酶重度退化阶段活性值最高,纤二糖酶活性重度退化>中度退化。同一退化程度土壤有机碳含量、蔗糖酶和纤二糖酶活性随土层深度增加显著降低(P<0.05);淀粉酶和纤维素酶活性在>40 cm土层中活性值有所上升,整体呈波动下降趋势。
土地利用/覆盖变化对生态系统服务的影响:空间尺度视角的研究综述

作为连接自然过程与社会过程的桥梁与纽带,生态系统服务与人类福祉和可持续发展息息相关。土地利用/覆盖变化(Land Use/Land Cover Change,LUCC)是生态系统服务变化的重要原因之一,对生态系统服务的影响随着空间尺度的变化而变化。尺度问题一直是LUCC和生态系统服务理论研究与实践管理的重点与难点。系统理解LUCC对生态系统服务影响的尺度特征、尺度差异及尺度关联,对深入LUCC和生态系统服务的尺度效应研究、协调多层次管理机构的制度决策、缓解生态系统服务稀缺对社会经济发展的限制等具有重要意义。本文从空间尺度切入,基于国内外不同尺度LUCC对生态系统服务影响的理论研究和实践进展,总结归纳尺度的概念与内涵,整理介绍考虑空间尺度的研究框架,系统梳理LUCC对生态系统服务影响研究中的空间尺度选择、空间尺度特征及空间尺度关联,评析单一尺度和多尺度研究方法的特点。并提出未来研究中应在构建人文因素与自然因素相结合的研究框架、阐释LUCC对生态系统服务影响的尺度效应、完善LUCC对生态系统服务影响的尺度分析方法等方面开展更深入的研究。
人类可持续发展指数的改进及国际比较

对人类发展指数进行绿色及公平修正是可持续发展的必然要求。基于28个国家1990-2014年的面板数据,采用生态足迹改进人类可持续发展指数,并对其分解探讨变迁原因,在此基础上进行公平校正构建综合可持续发展指数。结果表明:生物质盈余发达国家排名靠前,影响其可持续发展的主要因素是高碳排放,生物质赤字国家通过转移别国资产维持发展,不平衡导致美国的综合可持续性下降;发展中国家的收入与教育快速提升,但生态消耗及不公平度持续上升,抑制作用逐渐扩大,阿联酋排名末位,发展方式最不可持续;最不发达国家的发展主要来自健康、教育及低生态消耗的贡献。分项维度间高度相关,可持续发展需在社会、经济、生态、公平间进行更好的权衡。
基于生态安全格局的山地丘陵区自然资源空间精准识别与管制方法

自然资源空间管制是平衡生态保护和经济发展关系的基本工具,严守生态安全格局的底线思维对于重建系统完备、生态盈余的自然资源空间管制新格局具有重要指导意义。以胶东半岛典型山地丘陵区--栖霞市为例,应用数据密集型知识挖掘,集成地理信息方法与模型,基于栅格从生态服务功能重要性和生态环境敏感性两方面精准识别生态源地,利用地形位指数修正基本阻力面,并运用最小累积阻力模型提取生态廊道,从而构建生态安全格局,实现自然资源分区管制。结果表明:栖霞市生态源地面积为627.80 km~2,占全市总面积的31.14%,集中分布在中东、中南和西北部,且超过一半源地为林地;关键、优化生态廊道各237.19 km、 83.90 km,大多由林地组成,主要分布在中东、西北和西南部,形成完整的生态网络;划定禁止建设区、限制建设区、条件建设区和优先建设区,为自然资源空间精准管制提供方法保障。
论城市地质调查中土体工程地质单元划分依据:以武汉市都市发展区为例

第四纪地质是工程地质的基础,第四纪沉积物的地层时代、岩性组合等是土体工程地质单元划分的重要依据.通过武汉市地貌、第四纪地质特征(地层、成因、岩性等)及土体工程地质性质等综合调查和分析,提出基于“地层时代+岩性组合(岩石地层单位)+岩性层”的武汉市工程地质单元体划分原则.根据城市建设的需要,将武汉市都市发展区土体工程地质单元体分为3级:单元层(1)、亚单元层(1-1)、基本单元层(1-1-1),其划分的控制因素依次为:地层时代、岩性组合(岩石地层单位)、岩性层.据此划分出工程地质单元层6个、亚单元层14个、基本单元层28个.并对各个工程地质单元体的特征进行了分析.
神农架大九湖泥炭湿地甲烷通量特征及其与土壤微生物群落组成的关系

虽然神农架大九湖泥炭湿地的甲烷排放特征、土壤微生物群落组成已有一些研究,但是关于微生物群落与甲烷排放量的关系及影响的研究不多.采用涡度相关法和高通量测序技术,探讨2016年3月~2017年2月微生物对大九湖泥炭湿地CH_4通量排放的影响.结果表明,大九湖泥炭湿地研究期间表现为CH_4的源,年总排放量5 566.27 mg·m~(-2),日平均排放速率10.96 nmol·m~(-2)·s~(-1);春、夏、秋、冬四季的平均通量分别为12.06、22.47、3.02、2.92 nmol·m~(-2)·s~(-1);研究区优势菌为泉古菌(54.6%)、广古菌(18.9%)、酸杆菌(12.6%)等.对不同季节样品Shannon指数进行单因素分析,p值为0.000 127,分析结果表明:CH_4月通量变化均呈明显的倒“U”型;夏季CH_4通量最高,冬季最低;不同季节的微生物群落物种多样性存在显著差异;夏季、冬季微生物群落组成与CH_4通量分别呈显著正相关、显著负相关;未鉴别出的菌群和俭菌总门与CH_4通量呈极显著正相关关系,泉古菌门与CH_4通量呈极显著负相关关系.
东海西湖凹陷中新世末反转背斜构造成因机制:来自基底结构差异的新认识

东海西湖凹陷广泛发育中新世末形成的大型反转背斜,关于背斜成因前人多认为与外力作用有关,忽视了凹陷内部结构的影响.以重磁震资料综合解释分析为基础,系统梳理中新世末反转背斜分布及其与凹陷基底结构的关系,并结合构造物理模拟实验方法探讨基底结构差异对反转背斜发育的影响.结果表明,中新世末反转背斜与高磁性火成岩基底分布呈现出明显的相关性,且均具有南北分段差异.凹陷北段火成岩基底分布在中央洼陷-反转带内,反转背斜主要在火成岩基底东缘区发育;凹陷南段火成岩基底分布在东、西两侧边缘,反转背斜主要在边缘火成岩基底内侧发育.构造物理模拟实验结果显示,在挤压背景下,压应力通过相对刚性硅胶边缘释放,控制挤压背斜褶皱的形成;表明不同岩性基底所产生的抗压强度差异能显著影响反转背斜分布.最终提出在挤压背景下,高磁性、高抗压强度的火成岩基底所引起的局部构造应力场改变是决定中新世末反转背斜强弱分布的关键因素.
西藏斯弄多地区岩帽地质地球化学特征:林子宗群火山岩中成矿的指示

岩帽作为重要的找矿标志,长期以来却没有引起广泛关注,阻碍了勘查工作.在斯弄多地区对与不同矿化类型相关的岩帽进行岩石学、岩相学和全岩地球化学分析,其中斯弄多红色岩帽与铅锌成矿作用相关,窝弱黑色岩帽与金银成矿作用相关,而马尔地村白色岩帽目前未见明显相关矿化.镜下特征和岩石学特征表明斯弄多地区3种类型岩帽具大量石英晶屑,多呈致密块状,其次为多孔状石英.全岩地球化学显示,斯弄多红色岩帽SiO_2含量 >90%, 主要由石英组成,Pb含量为288.75×10~(-6)~4 769.16×10~(-6), Zn含量为34.34×10~(-6)~332.70×10~(-6);马尔地村白色岩帽则含更多的铝硅酸盐矿物,不具成矿元素异常;窝弱黑色岩帽含富钾类蚀变矿物,K_2O含量为0.26%~2.58%, Au含量为80.21×10~(-9)~360.74×10~(-9).斯弄多地区岩帽均由硅质酸性流体交代晶屑凝灰岩形成,铅锌成矿作用使岩帽Be元素富集,具Ce负异常;窝弱金银成矿作用使岩帽V 、Rb 、Mo和Cs富集,具Yb正异常;马尔地村岩帽面积大,粘土蚀变矿物发育,其深部可能存在斑岩型矿体.
华北寒武系芙蓉统底界附近的碳同位素组成演化特征

为了确定我国华北寒武系苗岭统鼓山阶和芙蓉统排碧阶的底界,对豫北沙滩剖面碳酸盐岩碳同位素组成演化趋势进行了研究.结果表明寒武系δ~(13)C演化表现出3次正漂移和2次负漂移,正漂移分布于张夏组下部、中部和炒米店组上部,δ~(13)C分别达到最大值2.0‰、1.0‰和3.0‰;负漂移分布于张夏组底部和中下部,δ~(13)C分别降到最低值-3.4‰和-1.0‰.炒米店组上部的δ~(13)C正漂移起始于三叶虫Chuangia带底部,相当于美国、澳大利亚、西伯利亚及我国华南地区的芙蓉统排碧阶的SPICE正漂移.张夏组底部的δ~(13)C负漂移对应于三叶虫Bailiella-Lioparia带,相当于鼓山阶底部的DICE负漂移.这2次δ~(13)C漂移事件不仅可作为区域地层对比的依据,还可作为我国华北寒武系苗岭统鼓山阶和芙蓉统排碧阶底界确定的标志.寒武纪δ~(13)C漂移事件与海平面变化、古生态环境演化密切相关,因海侵作用导致的古生态环境扩大及海洋初始生产力的繁盛可能是海相碳酸盐岩δ~(13)C正漂移演化的主要原因.
光谱指数测量中窄带图像的光强自适应分割方法

[目的]本文对作物冠层区域的光强自适应性分割算法进行了研究,旨在消除光谱指数测量过程中土壤背景的干扰,克服现有光谱检测方法对结构光的依赖性。[方法]采用加装窄带滤光片的2个相机组建测量系统,并对相机的几何安装参数进行标定;将窄带图像灰度直方图的波谷灰度值与最大灰度值的比值作为归一化阈值,实现窄带图像分割的光环境自适应性。在实现近红外窄带图像中土壤和冠层分割的基础上,通过几何变换推算出可见光波段窄带图像的冠层区域,从而实现可见光窄带图像的分割。[结果]在80~140 cm高度内,每隔10 cm设置1个测量高度,每个高度采集5组平均株高为25 cm的绿萝冠层窄带图像(770和660 nm),安装660 nm滤光片的相机在完成图像采集后,将滤光片换成770 nm重新拍摄5张照片,作为660 nm图像分割效果的参考图像。结果表明:660 nm图像的分割区域与参考图像的分割区域平均重合度大于99%。同时计算了光照度为10 000~26 000 lx时拍摄的50幅绿萝770 nm窄带图像的非归一化阈值和归一化阈值,其与光照度的相关系数分别为0.586 6和0.091 6。[结论]本文提出的基于归一化阈值的分割方法对光环境的变化具有很强的适应性,综合归一化阈值和几何变换可以实现窄带图像的分割,为构建消除土壤干扰的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)等光谱指数提供有效的基础数据。
重型拖拉机HMCVT的5因素换段品质逐步回归优化研究

[目的]为了改善配备液压机械无级变速器(HMCVT)的重型拖拉机的换段品质,本文基于SimulationX软件搭建换段仿真模型,深入研究相关因素与换段品质之间的关系。[方法]依据变速箱的传动原理建立仿真模型,并验证该仿真模型精确度。确定影响换段品质的3类因素,即结构设计因素、环境因素和可调节因素,并在仿真模型中进行5因素4水平正交试验。利用逐步回归分析法(stepwise regression analysis)与极差分析法对正交试验结果进行数据处理,分析各因素对换段品质的影响程度,建立换段品质评价指标数学模型;并提出用方差权重确定法将两相关性相反的指标进行参数匹配,得到总换段品质数学模型。对结构设计因素进行单因素试验,确定其各自与换段指标之间的精确关系。[结果]湿式离合器接合过程中,影响速度降的主要因素为充油压力、流量与负载,影响动载荷的主要因素为充油压力与负载。结构设计因素中,换段评价指标均与摩擦片数量相关性较高,与摩擦片的内、外径相关性较低。[结论]本文结合方差权重与逐步回归分析,提出一种综合换段品质改进与湿式离合器优化设计的分析方法,为相关领域的研究提供参考。
菊花CmETR2基因的克隆及功能分析

[目的]本文旨在通过克隆菊花中的乙烯受体基因(CmETR2),分析其表达特征并转入拟南芥中对其调控开花的功能进行研究。[方法]以菊花品种'神马'为试验材料,克隆CmETR2全长序列,与其他物种进行同源性比对分析,利用荧光定量PCR检测该基因在不同组织中的相对表达量,以及其对外源乙烯处理后的响应变化。将CmETR2超表达转入拟南芥中,观察其对拟南芥开花时间和莲座叶片数的影响,分析转基因拟南芥中开花相关基因的表达量变化。[结果]克隆获得的CmETR2基因开放阅读框(ORF)全长为2 292 bp,编码氨基酸763个。系统进化分析表明,该基因编码的蛋白与向日葵的ETR3(XP_022030036.1)和刺菜蓟的ETR2-like(XP_024986908.1)亲缘关系最近。组织特异性定量表达分析结果表明,CmETR2在菊花营养生长期间茎和叶中表达量最高,生殖生长期间管状花和根中的表达量较高。亚细胞定位结果表明,CmETR2定位在细胞膜上。外源乙烯处理后3 h CmETR2基因表达量最高。CmETR2超表达植株的开花时间比野生型拟南芥晚3~4 d,开花时莲座叶片数比野生型拟南芥多3片左右。CmETR2超表达植株对乙烯的敏感性增强并表现出更明显的三重反应。在CmETR2超表达植株中,促进开花的基因AtGI、AtSPL3和AtFD在CmETR2超表达植株中的表达量较野生型下降,抑制开花的基因AtFLC和AtTFL在CmETR2超表达植株的表达量上调。[结论]本研究克隆得到菊花CmETR2基因具有延迟拟南芥开花的功能。
岩石-充填体组合模型力学特性及微裂纹演化特征颗粒流模拟

为深入分析中心圆柱体直径D对组合体力学特性及微裂纹时空演化规律的影响,借助PFC颗粒流软件,分别构建D为10,20,30,40 mm的岩石包裹充填体(BER)及充填体包裹岩石(REB)组合模型,然后开展单轴压缩实验。结果表明:1)两种组合模型峰值应力、峰值应变、弹性模量均介于完整充填体和完整岩石之间;随D增加,BER模型峰值应力以线性方式降低、峰值应变以多项式函数方式降低、弹性模量以线性方式降低,而REB模型正好相反;2)BER模型起裂应力及损伤应力随D增加呈线性趋势降低、REB模型起裂应力及损伤应力随D增加呈线性增加趋势;两种模型起裂应力及损伤应力与峰值应力比值均介于完整充填体与完整岩石之间;3)不同模型其内部微裂纹时空演化规律基本一致,充填体内部先出现微裂纹,然后微裂纹数量迅速增加,之后逐渐扩展至岩石内部,最后逐渐贯通形成宏观裂纹,组合模型失稳破坏.
螺纹钢锚杆搅拌锚固剂力学特征分析与端部形态优化实验

基于理论分析和实验数据,构建锚杆锚固端部不同切削形式及角度下的力学模型,研究了左旋无纵肋螺纹钢锚杆的搅拌端结构与锚固工作特征之间关系.结果表明:单楔形锚杆搅拌端切削角度为60°时,对应钻机扭转力为1.42F_2(钻机推力);双楔形锚杆搅拌端在切削角度为75°时,对应钻机扭转力为1.26F_2.锚杆搅拌端切削角α与对应的钻机扭转力F_1、切削力F_3间存在平衡点,既能保证较高的搅拌速度和切削力,又能改善搅拌效果.对于单楔形和双楔形切削形式,锚杆搅拌端的最佳角度分别为45°和60°.根据搅拌效果和锚固力测试值,确定锚杆搅拌端的最佳形态为双楔形60°.
煤层注水微观效应研究现状及发展方向

在煤储层实施水力化技术领域中,煤层注水增湿微观效应和储层改造宏观效应是促采煤层气及防治瓦斯灾害的理论基础,煤层注水微观效应还停留在理论研究和实验阶段,没有转化为实用的现场技术.通过文献调研,指出水锁抑制瓦斯解吸和液置气促进瓦斯解吸是构成煤层注水微观效应的两大元素.从理论分析、实验研究和工程应用3个方面回顾了煤层注水微观效应的发展历程,分析了水锁抑制瓦斯解吸微观效应和液置气促进瓦斯解吸微观效应之间的内在关联及共存形式.研究表明:水锁效应的理论体系和技术应用已初具规模,而液置气效应研究仍处于研究初期.目前存在三大关键技术难题:1)如何呈现竞争吸附的演变过程,进一步完善液置气理论体系;2)如何设置实验条件,构建科学的液置气实验系统;3)如何突破成果转化瓶颈,完成技术与装备开发.结合当前煤层气资源开采及瓦斯灾害治理现状,指出液置气促进瓦斯解吸微观效应的三大研究方向及应用前景,包括液体置换煤层气研究及应用、深部松软低渗煤层增抽消突应用和废弃矿井瓦斯资源注液促采应用.
单轴压缩作用下煤岩颗粒强度分布试验研究

破碎过程中颗粒强度是最重要的物料机械性质.物料最终的产物粒度分布主要取决于入料粒度的强度分布.利用WDW-100E微机控制电子万能试验机对尺寸为40~90 mm的煤岩颗粒进行单轴压缩,得到了颗粒破碎过程的最大破碎力和断裂能,以最大破碎力和断裂能2个参数来定义颗粒的破坏强度,并比较两者之间的关系.选择3个常见的统计学模型:Logistic模型、Weibull模型和Lognormal模型拟合煤岩颗粒强度分布,最终确定一个适合煤岩颗粒强度分布的数学模型.试验结果表明:Logistic模型适合描述煤岩颗粒强度分布规律;最大破碎力、断裂能分别与颗粒尺寸的平方呈线性关系;最大破碎力和断裂能之间可以相互转换且两者之间的相互关系与颗粒的尺寸无关;在位移测量精度不高的情况下,建议用最大破碎力来表示不规则颗粒的强度.
黄骅坳陷上古生界烃源灶排烃特征及供烃模式

受多期构造活动影响,黄骅坳陷上古生界烃源灶排烃特征及供烃模式不明,制约了该地区的油气勘探.针对存在的问题,基于录井、测井资料,运用岩心观察、地球化学分析及典型油气藏剖面解析等多种手段,结合烃源岩埋藏史和热史,明确了烃源岩排烃特征、烃源灶演化及供烃模式.认为烃源灶由早期"单灶为主"演化到后期南北部"双灶供烃",两期排烃使油气在空间上广泛分布,存在3种源-藏组合.研究结果表明:1)煤、炭质泥岩和泥岩的排烃门限深度分别是2 000 m(R_o为0.68%),2 100 m(R_o为0.70%)和2 150 m(R_o为0.72%);3种烃源岩达到排烃门限后均会经历一段快速排烃的过程,之后排烃速率持续下降;泥岩的排烃效率低于炭质泥岩和煤.2)侏罗纪末和白垩纪末黄骅南部最大排烃强度(21.00×10~8 m~3和22.77×10~8 m~3)远大于黄骅北部(2.96×10~8 m~3),古近纪末北部最大排烃强度(58.09×10~8 m~3)与南部(78.26×10~8 m~3)差距减小,现今南北部基本一致(98×10~8 m~3和89×10~8 m~3).3)天然气成因判别和油源对比证实煤系源岩供气层位分布于奥陶系、二叠系、中生界和古近系,原油聚集于奥陶系、二叠系和中生界;存在"源下"、"源内"和"源上"油气藏,对应不同的供烃模式,源内岩性油气藏为勘探潜在目标.
准噶尔盆地西北缘中三叠统克拉玛依组烃源岩生烃潜力

准噶尔盆地西北缘中三叠统克拉玛依组发育有煤系(主要为炭质泥岩和煤)和湖相泥岩两种不同类型的烃源岩.通过TOC,热解,生物标志物和有机岩石学分析后认为克拉玛依组湖相泥岩是一套弱氧化-弱还原条件下的微咸水沉积,而煤系烃源岩则主要是一套弱氧化-弱还原环境下的淡水沉积.研究结果表明:两类烃源岩有机质以陆源高等植物输入为主,同时还有一定比例的藻类和微生物.烃源岩的氢指数平均216 mg/g,H/C原子比平均0.79,有机质类型均为Ⅱ_2-Ⅲ型,除生气外,还具有一定的生油能力.克拉玛依组湖相泥岩总体属于中等-好的生油岩,部分达到极好生油岩,丰度高于白碱滩组湖相泥岩;而克拉玛依组煤系烃源岩总体属于中等生油岩.烃源岩镜质体反射率和T_(max)均较低(0.41%~0.85%和419~449 ℃),抽提物甾烷异构体未达到平衡值(C_(29)甾烷20S/(20S+20R)=0.08~0.42;C_(29)甾烷ββ/(ββ+αα)=0.13~0.48),说明总体处于未成熟-低成熟阶段.盆地模拟表明西北缘克拉玛依组成熟有效源灶仅在玛湖凹陷中心部位局限分布,是研究区一套次要的烃源岩.从全盆地来看,克拉玛依组成熟有效源灶的分布范围仍十分可观,有望今后成为准噶尔盆地一个重要的勘探接替领域.