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河西绿洲荒漠过渡带梭梭林土壤保育效应

研究不同龄阶梭梭林对土壤的保护效应和复育效应的变化特征,探讨各因子之间的相互关系和梭梭林保育土壤的内在机制,可为治理河西绿洲荒漠过渡带梭梭林的土壤质量提供理论基础。在民勤绿洲荒漠过渡带采用典型抽样和空间代替时间的方法,以不同龄阶的梭梭林(20a、30a、40a)和裸沙地为研究对象,定期监测其防风固沙作用和土壤机械组成、化学性质、微生物数量及土壤酶活性变化特征,并分析了各因子的变化规律和相关关系。结果表明:梭梭林保护土壤的效应取决于梭梭林的生长情况及树龄,距离梭梭植株越近,风速逐渐减小,且背风面的减小程度大于迎风面;梭梭林中下部对风速的阻碍作用大,风速降低幅度为顶端处的1.05倍~2.04倍;随着梭梭林龄的增长,风速降低幅度的均值由12.66%增大至20.41%。各龄阶梭梭林土壤粉粒和黏粒所占比例远远小于粗砂粒和细砂粒,随土层深度增加,粉粒和黏粒含量略有减小,但均显著大于裸沙地;随着树龄增加,土壤黏粒和粉粒含量增大,粗砂粒含量减小,分别在30年时出现峰值和谷值。各龄阶梭梭林土壤的养分含量、微生物数量和酶活性各指标均表现为30年生梭梭林>40年生梭梭林>20年生梭梭林,且均为裸沙地的1.02倍以上。梭梭林土壤保育效应因子、土壤机械组成、土壤养分、微生物数量和酶活性之间均有较好的相关性,梭梭林的风速降低程度与土壤的机械组成呈极显著相关,相关系数达到了0.87以上。从梭梭林保护土壤和改良土壤效应两方面综合考虑,30年生梭梭林更适合当地生境条件,其土壤保育效果最好。
秸秆“富集深还”新模式及工程技术

针对长期浅耕造成的土壤亚表层缺乏有机质和过于紧实以及目前秸秆还田成本高或效果差的实际问题,提出了一种简单而有效的快速松土培肥的秸秆还田新模式及相应机具创新和田间工程技术。该技术模式是基于优先快速培肥土壤亚表层的新理念,在条带轮耕深松土壤的同时,将秸秆富集深埋于指定条带的土壤亚表层。将这种秸秆还田新模式称为秸秆富集深埋还田(简称“富集深还”),其主要工程技术是发明研制了秸秆深还筒式犁新机具,通过机械化手段将秸秆富集、粉碎、埋入土壤。具体步骤包括:(1)用指盘式搂草机将玉米秸秆按4:1~8:1富集归行;(2)用秸秆还田筒式犁一体机将秸秆粉碎、风力注入指定条带土壤20 ~40 cm;(3)用免耕播种机在非埋秸秆条带正常免耕播种,实现种还分离,即种植条带(窄行)与埋秸秆条带(宽行)分离。该模式具有秸秆翻压还田与覆盖还田的优点,而克服二者各自的缺点,是秸秆还田与条带少免耕的完美结合,能够实现玉米秸秆连年、机械化全量还田,且不打乱土层顺序、不影响第二年种植。秸秆富集深埋还田,理念新颖,技术可行,对土壤尤其是亚表层有很好的培肥效果。有助于彻底解决秸秆还田成本高或效果差的瓶颈问题,为旱田秸秆田间处理与深厚肥沃耕层构建提供切实可行的机械化工程手段。
粉煤灰中重金属Pb/Cr/Cu在土壤-小白菜中的迁移与形态转化

以两种粒径粉煤灰与莱西棕壤按不同比例混匀后连续进行了四批次小白菜生长周期试验,采用欧共体标准物质局提出的三步提取法(简称BCR法)研究施灰土壤中铅(Pb)、铬(Cr)和铜(Cu)四种化学形态的转化特征,并通过计算小白菜对重金属的富集系数和转移系数,分析土壤重金属在小白菜中的迁移特性与生物利用率。结果表明:在小白菜种植的整个周期,各处理施灰土壤中Pb、Cr和Cu均以残渣态为主,含量随种植批次增加而减少;Pb、Cr的可提取态含量占15%以上,乙酸溶解态含量随种植批次增加而增加,Cu的可提取态含量占55%以上,乙酸溶解态含量随种植批次增加而减少。小白菜对三种重金属的富集能力表现为:Cu>Cr>Pb,且均小于临界值1,因此,相较Pb和Cr,Cu的生物利用性更强。小白菜由根部向地上可食部分转移系数大于1,转移能力表现为:Cr>Cu>Pb,因此Cr在小白菜中迁移能力更强。
植物残体向土壤有机质转化过程及其稳定机制的研究进展

土壤有机质的数量和质量不仅是衡量土壤肥力状况的核心要素,其形成、转化及稳定过程还与全球气候变化密切相关。植物残体是土壤有机质的初始来源,但由于其腐解过程的复杂、多变性以及土壤有机质、微生物的高度异质性,植物残体向土壤有机质的转化和稳定机理尚不十分明确。本文介绍并讨论了近年来关于植物残体向土壤有机质转化相关研究的新发现,探讨了微生物源和植物源有机质对土壤有机质的贡献,概述了土壤有机质形成的微生物驱动机制,并综述了植物残体输入后土壤有机质稳定性的相关研究,最后对该研究领域未来的发展进行展望,以期能够为科学地提高土壤的固碳能力提供参考。
不同培肥措施对红壤坡耕地土壤有机碳流失的影响

基于侵蚀小区三年的田间监测(2015-2017年),分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥与秸秆覆盖(NPK+Str)、化肥与生物质炭(NPK+BC)、化肥与猪粪(NPK+OM)等五种培肥措施对红壤坡耕地水土流失及其有机碳流失的影响。结果表明,不同培肥措施地表径流表现为NPK+BC >CK >NPK >NPK+OM >NPK+Str (P< 0.05),泥沙流失量表现为CK、NPK+BC、NPK >NPK+OM >NPK+Str (P< 0.05),约有69% ~ 83%径流和70% ~ 90%侵蚀发生在花生生长季(4-8月)。与NPK相比,NPK+Str、NPK+BC和NPK+OM均显著增加泥沙有机碳含量(P< 0.05),而有机碳流失总量以NPK+BC处理最多(C 52.1 t·km~(-2)·a~(-1)),NPK+OM和NPK+Str最少。泥沙中有机碳含量无明显的季节变化,但是78%以上泥沙有机碳流失量发生在花生生长季。说明NPK+Str和NPK+OM的培肥措施能有效减少红壤坡耕地土壤侵蚀,阻控有机碳流失,而NPK+BC由于生物质炭颗粒小、密度低而易流失,阻控土壤侵蚀效果并不显著。
基于USLE原理和3S技术的水土流失定量监测方法及其应用研究

基于通用土壤流失方程(USLE)的基本原理,利用我国南北方各水蚀区的土壤流失量及其相关生态因子的大量实测数据,建立了适用于我国南北方的以3S (GIS、GPS和RS)技术为支持的水土流失定量监测方法。该系统方法在我国山东、福建、江苏、云南、北京、河北等地累计应用面积超过30万km~2,其在江苏南京的应用时间最长,最具代表性。应用该方法在1997-2015年期间对南京全市区域水土流失和治理状况进行长期定量监测研究,结果表明:19年间,南京全市平均年水土流失总量为2.765×10~6t,平均轻度以上年水土流失面积为863.7 km~2,占全市总面积的13.0%。轻度以上水土流失面积所占比例较小,但水土流失量占总流失量80%以上,因此,仍是水土流失治理和区域生态环境保护的重点方向;与2000年之前的监测结果相比,轻度以上水土流失面积和年土壤流失总量均有显著降低。该方法建立了更符合实际的模型因子算法和原则,监测精度和可靠性较高,监测结果验证了近年来南京市水土流失治理措施和生态环保监督管理实施力度加大,取得了明显成效。
贮藏期蒜薹表面真菌群落组成分析

蒜薹作为一种传统常年供应的蔬菜深受喜爱,由于贮存时间长,贮存过程中会有多种真菌产生,导致蒜薹失去经济价值。本文通过提取贮藏期蒜薹表面真菌的基因组DNA,经Illumina平台对7个样本的ITS扩增子进行测序,共获得2 418 016条raw reads,51个OTUs。通过OTU物种注释和物种丰度聚类,优势真菌属组成为:青霉菌属Penicillium 81.08 %,未知子囊菌15.13%,耐冷酵母Mrakia 1.74%,小球壳属Mycosphaerella 1.02 %。青霉菌是贮藏蒜薹后期表面的主要真菌。
翅形态特征在重阳木斑蛾成虫性别鉴定中的应用

为了明确重阳木斑蛾的翅形态特征在其性别鉴定中的作用,探索雌雄难于区分的成虫的数值鉴定方法。采用图像处理与分析技术,通过爱普生扫描仪获取重阳木斑蛾前翅图,利用BugShape v1.0软件提取雌雄成虫翅的轮廓特征,利用tpsDig2软件获取翅脉交叉点位置特征,并利用独立样本t检验和标志点空间普氏叠加和扭曲分析,以明确此类特征在该成虫雌雄鉴定中的作用。结果表明,重阳木斑蛾成虫左右前翅轮廓特征在同一性别中差异不显著。仅利用左前翅数据进行分析时,翅面积、短轴长度、等效圆半径、偏心率、球状性和圆形度在两个性别中存在极显著差异,周长和长轴长度的差异达到显著水平,而紧凑度和叶状性差异不显著。使用左右前翅作为数据集进行分析时,除紧凑度和叶状性差异仍不显著外,其余参数均达到极显著水平。雌雄前翅轮廓特征作为指标来判别性别时正确率为100%,但存在左右翅相互错判现象。翅膀内部翅脉交叉点的空间位置在个体间存在较大差异,主要表现在相对于翅的横向方向变异大。雌雄间的差异主要存在于外缘附近的翅脉交叉点。结论:通过前翅的轮廓特征可以区分重阳木斑蛾雌雄成虫的差异。翅脉交叉点空间位置在雌雄间和个体间存在一定的变异。
梨小食心虫过冷却点及结冰点测定

梨小食心虫Grapholita molesta(Busck)是世界性的果树害虫,以老熟幼虫越冬。由于果树新品种的选育以及气候变暖等原因,梨小食心虫寄主植物的适生区扩大。为了明确梨小食心虫的耐寒能力,即是否可以随着寄主植物种植范围的扩大而向寒冷地区发生迁移,本试验对不同虫态、不同龄期幼虫、不同性别的蛹与成虫以及来源于不同环境下的幼虫的过冷却点和结冰点进行测定,进而为判断梨小食心虫是否可以顺利越冬提供理论依据。结果表明:(1)梨小食心虫不同发育阶段的过冷却点及结冰点差异显著,结冰点和过冷却点表现为幼虫>蛹>成虫;(2)不同龄期幼虫的过冷却点及结冰点差异显著。5龄幼虫的过冷却点(-12.47±0.27)℃与结冰点(-8.21±0.41)℃最低,4龄幼虫的过冷却点(-9.23±0.38)℃与结冰点(-5.06±0.37)℃最高;(3)雌雄成虫与蛹的过冷却点及结冰点差异不显著;(4)不同环境下幼虫的过冷却点及结冰点差异显著,外采幼虫的过冷却点(-24.42±0.69)℃和结冰点(-10.21±0.71)℃最低,室内幼虫经冷驯化后过冷却点降低。因此,在越冬过程中梨小食心虫老熟幼虫的抗寒能力较强,提前经历低温环境可提高其抗寒能力。
中国深部岩心钻探钻井液技术应用现状及研究方向探讨

出于深部找矿与科学钻探的需要,岩心钻探由浅孔向深孔迈进,钻遇易坍塌地层、硬岩地层、高温高压地层、盐膏层等复杂地层的几率增加,从而对深部取心钻进钻井液技术提出了更高的要求。在总结各类深部复杂地层取心钻进钻井液使用现状的基础上,分析并归纳了强抑制防塌钻井液、强润滑减阻钻井液、高温钻井液、饱和盐水钻井液、高密度钻井液的研配要点及难点,提出了针对性钻井液体系的性能调控思路以及研究重点,为深部岩心钻探钻井液体系选用提供借鉴依据及参考。
厦门地区孤石分布规律及对地铁工程的影响

厦门地区的花岗岩地层中发育了大量的球状风化体(俗称孤石),对地铁工程的建设产生了不利的影响。通过对厦门地铁一号线、二号线进行钻探及室内试验研究,根据揭示的孤石进行统计分析,并分析对地铁工程的影响。研究表明:厦门地区花岗岩孤石埋深主要集中在0.7 ~20m之间;89%的孤石厚度不超过4m;近半数孤石分布于强风化层;其饱和抗压强度主要集中在40 ~45MPa和90 ~ lOOMPa,天然抗压强度集中在45 ~50MPa和100 ~110MPa;地铁施工时孤石可能会导致盾构机损坏和姿态失控。
基于深度主动学习的信息安全领域命名实体识别研究

针对通用领域模型不能很好地解决信息安全领域的命名实体识别问题,提出一种基于字符特性,双向长短时记忆网络(Bi-LSTM)与条件随机场(CRF)相结合的信息安全领域命名实体识别方法.该方法不依赖于人工选取特征,通过神经网络模型对序列进行标注,再利用 CRF对序列标签的相关性进行约束,提高序列标注的准确性.而且,针对信息安全领域标注数据样本不足的问题,采用主动学习方法,使用少量标注样本达到较好的序列标注效果.
油菜不同根肿病抗性材料的室内鉴定及相关生理分析

结合田间种植的根肿病抗性表现,以菌土法和在蘸根法对多个疑似具有抗性的材料进行室内鉴定,初步筛选出两种对根肿菌4号生理小种具有抗性的油菜材料Kc84-1和OG- 13;用病情统计的方法将Kc84-1与目前已推广种植的抗性材料华双5R和易感材料R-197进行对照验证,并对三种材料进行抗性生理分析.结果表明:Kc84-1与华双5R具有相同水平的根肿病抗性;不同材料的防御酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性以及抗病相关物质丙二醛(MDA)含量的表现各不相同,两种抗性材料在较高感病等级下的防御酶SOD、POD、PAL活性显著高于感病材料,PPO活性和MDA含量在抗性材料和易感材料之间没有显著差异.通过水培法观测三种材料感病早期的根毛侵染水平,结果表明,易感材料R-197的根毛侵染率在侵染第6d到第14d显著高于抗性材料华双5R和Kc84-1.
吉林省蛟河市新安屯钨钼矿流体包裹体、氢氧同位素及成矿时代研究

吉林省蛟河市新安屯钨钼矿位于小兴安岭-张广才岭成矿带内,矿体呈细脉浸染状产于似斑状花岗闪长岩内,严格受北东向压扭性断裂构造控制。本文系统阐述了新安屯钨钼矿的区域地质背景、成矿地质特征,重点开展了流体包裹体、氢氧同位素及成矿时代等方面研究。结果表明,矿床成矿期流体均一温度180 ~235℃,流体盐度(3.23 ~13.82) wt% NaCleqv,密度0.875 ~0.975 g/cm~3,成矿深度0.05 ~1.1km;成矿流体中 δ~(18)O 为9.0‰~9.8‰,δD 为-106.2‰ ~-116.3‰;采用 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 法获得含矿似斑状花岗闪长岩成岩年龄为195.4 ±1.2Ma;通过辉钼矿Re-Os同位素法获得成矿年龄为180.5±3.9Ma。综合分析认为,该矿床成矿物质来自壳源,矿床类型属于断裂构造控制的浅成中低温岩浆热液型,成矿时代为早侏罗世,属于太平洋板块俯冲作用下的活动大陆边缘构造环境下的产物。
基于等温吸附的页岩水分传输特征研究

研究页岩的水分传输特征至关重要,不仅有助于认识页岩的物理化学性质,而且也有助于评价页岩气的吸附扩散和流动能力.本文设计了页岩的水分传输实验装置,采用美国伍德福德和中国南方龙马溪组页岩为研究对象,开展了不同温度、不同湿度下页岩的水分传输实验,研究了页岩的水分传输特征和影响因素.结果表明,页岩的水分吸附属于II型曲线,包含着单分子层吸附、多分子层吸附和毛细凝聚的过程,GAB模型可用于描述页岩的水分吸附过程;水分吸附随着相对压力的增大而增强,有机碳含量和温度对页岩水分吸附起着增强作用,而方解石会抑制页岩的水分吸附;随着相对压力的增大,页岩的水分扩散系数呈现先增大后减小随后增加的趋势,其系数大约在8.73×10 ~(–9) ∼5.95×10 ~(–8) m~2 /s之间;伍德福德页岩的等量吸附热均大于龙马溪页岩的等量吸附热,这与其页岩的成熟度有关.研究结果为认识页岩的物理化学性质和力学性能以及评价页岩气的吸附流动能力提供参考依据.
基于速度梯度张量特征值的陷窝内旋涡分析

作为一种新型的涡流发生器,陷窝具有流动阻力小、综合传热性能高的特点,是现代高性能涡轮叶片内部冷却新技术.旋涡的定量分析是陷窝强化传热优化设计的重要依据.针对在不同陷窝模型下的旋涡结构、分离方式和背景压力变化引起的旋涡强度无法定量分析的问题,本文提出采用涡核速度和涡核速度梯度张量特征值来定量分析旋涡的方法.通过采用涡核处局部坐标系表示的速度矢量和速度梯度张量,得到了涡核的轴向速度、径向速度、旋转角速度、轴向加速度和径向加速度,并在此基础上简化出了用最大轴向速度、最大轴向加速度和最大旋转角速度综合表示的旋涡强度的定量分析方法.用该方法分析了不同深宽比陷窝诱导的旋涡结构,随着深宽比的增大,最大轴向速度、最大轴向加速度和最大旋转角速度均呈现明显的增大趋势,旋涡强度增大.研究表明此方法具有数据处理简单、通用性强、不受分离方式限制、不受背景压力影响的特点,且提取到的数据具有明确的物理意义,适用于各类旋涡定量分析.
一种基于几何重构的Youngs-VOF 耦合水平集追踪方法

针对界面追踪方法中拉格朗日方法和欧拉–拉格朗日方法计算效率低、不适用大变形、不能应用于三维数值计算模型等问题,研究了一种效率高、界面清晰、适用于三维模型的计算气液两相界面迁移特性的欧拉运动界面追踪方法,该方法将“米”状相邻单元Youngs方法用于运动界面重构,将Youngs-VOF和水平集通过几何方法耦合,提高运动界面精度,克服了VOF和水平集方法存在的缺陷,避免了利用高阶导数本身的稳定性去求解水平集对流方程和距离函数方程. “米”状相邻单元Youngs方法避免了数值耗散、数值色散性以及非线性效应引起的捕捉界面模糊的情况. Youngs-VOF耦合水平集方法既保证了计算界面时的稳定性,与拉格朗日方法相比又提高了计算效率.利用Youngs-VOF耦合水平集方法与VOF方法对单个气泡在水中上升过程数值计算与实验对比并对经典剪切流场中圆形运动界面模型的数值计算,验证了Youngs-VOF耦合水平集方法的有效性并比VOF方法捕捉界面更清晰、锐利;通过对溃坝–自由表面流动过程数值计算并与实验进行对比,验证了Youngs-VOF耦合水平集方法的稳定性以及对三维数值模型的适用性.
侧链结构对侧链型磺化聚砜质子交换膜性能的影响

以双酚A 型聚砜(PS)为基础,与自制的1,4-二氯甲氧基丁烷反应制备氯甲基化聚砜(CPS),接着与2-萘酚-6,8-二磺酸钾(NSK)进行亲核取代反应制备萘磺酸型侧链磺化聚砜(PS-NS)。采用溶液浇注法制备相应的质子交换膜(PEMs),结合前期研究的脂肪磺酸型侧链磺化聚砜(PS-ES)和苯磺酸型侧链磺化聚砜(PS-BS)PEMs,考察侧链结构对PEMs 的吸水率、吸水溶胀率和尺寸稳定性的影响关系。结果表明,与主链型芳香聚合物PEMs 相比,3种侧链型磺化聚砜PEMs 由于亲水基团远离疏水主链,能够形成类似于Nafion 膜的相分离结构,在高吸水率下保持更好的尺寸稳定性;在相同的离子交换膜容量(IEC)下,PS-ES、PS-BS 和 PS-NS 膜随着侧链刚性苯环数目的增加,侧链的运动能力减弱,导致PEMs 的尺寸稳定性增加,相应的质子传导率减小;PS-ES 膜在25℃和85℃的质子传导率分别达到0.072和0.141S/cm,PS-NS 在25℃和85℃的尺寸溶胀性仅为21.8%和51.5%,性能与商业化的Nafion115膜十分接近。
无霜空气源热泵系统冬季除湿性能初步实验

通过对比现有的空气源热泵空调系统的优缺点,提出了一种新型无霜空气源热泵空调系统。该热泵系统最大的新颖之处在于热交换塔实现了“一塔三用”,不仅冬季可以无霜高效运行与再生,夏季蒸发冷却后性能也有所提升。通过搭建该系统实验平台研究了溶液塔入口空气温湿度、空气流量、溶液入口温度、溶液流量、溶液质量分数对除湿性能及空气出口温度与溶液出口温度的影响,结果表明:出口空气与溶液温度随入口空气温湿度、流量、溶液温度、质量分数的升高,溶液流量的下降而升高;溶液塔的除湿效率主要受风量和溶液流量的影响,而入口空气温湿度、入口溶液温度、溶液质量分数影响很小,溶液塔的除湿量随着室外空气湿度的升高、入口溶液温度的降低、空气流量和溶液流量的升高而升高。
用DIOSO 从水溶液中萃取镉的研究

为探究亚砜类化合物对水中重金属镉的萃取效率和萃取机理,报道了利用二异辛基亚砜(DIOSO)萃取水溶液中镉的情况,实验制备了DIOSO,以其为萃取剂探索其对水溶液中镉的萃取情况,得出最佳萃取条件,在此条件下最高萃取率为99.7%。为达到萃取剂的回收循环利用,实验研究了不同反萃剂对Cd(Ⅱ)的反萃情况,得出利用0.2 mol/L NaOH为反萃剂时能把有机相中的Cd(Ⅱ)全部洗脱出来,反萃率达99.86%。在此基础上,结合光谱和热力学分析,DIOSO对Cd(Ⅱ)的萃取过程可能是离子间发生了缔合作用。DIOSO对水中Cd(Ⅱ)的成功萃取,可以为工业废水污染中Cd(Ⅱ)的处理提供重要理论研究基础。
氧化石墨烯复合金属催化剂催化碳酸二甲酯合成反应性能

针对甲醇气相氧化羰基化直接合成碳酸二甲酯(DMC)反应中催化剂活性低和稳定性差的问题,制备了一系列氧化石墨烯复合金属催化剂,并对其进行活性评价。结果表明:催化剂PdCl_2-CuCl_2-KOAc/AC@GO-HCl表现出最佳的催化活性和稳定性:DMC的空时收率(STY)为800~900 g·(L cat)~(-1)·h~(-1),且反应16 h内活性无明显下降;甲醇选择性保持在95%以上,CO选择性为35%~40%。结合XRD和XPS表征发现,活性物种Cu_2Cl(OH)_3的生成,提高了催化剂催化活性,而CuO和KCl均可导致催化剂的失活。
组合相变材料强化固液相变传热可视化实验

采用高清相机和红外热像技术,对组合相变材料融化-凝固循环过程与传热特性开展了可视化实验研究。以填充三种石蜡的相变蓄热腔体为研究对象,追踪了腔体内固液相界面的动态演化过程和温度分布的变化规律。在此基础上,考察了相变材料布置顺序对蓄热腔体热性能的影响,分析了组合相变材料蓄热腔体的相变行为及强化传热特性。结果表明,相变温度较高的相变材料应靠近加热壁面布置;组合相变材料蓄热腔体存在多个固液相界面现象,不同相变材料可同时融化/凝固;与单一相变材料相比,组合相变材料的应用改善了蓄热腔体各单元相变速率的均匀性,提高了平均相变速率;组合相变材料虽然降低了蓄热腔体的显热蓄热量,但减小了温度变化速率,增强了系统的稳定性,并显著增加了潜热蓄热量,有效提高了相变蓄热腔体的总蓄热量。
葡萄座腔菌候选效应子抑制了Bax 诱导的PCD 反应并促进烟草疫霉的侵染

轮纹病是苹果生产中发生严重又难以防治的病害。为探究致病机理,本研究选择葡萄座腔菌的3个候选效应子进行研究。农杆菌介导的烟草瞬时表达显示,Bdo_01520、Bdo_11198、Bdo_11545都能够完全抑制Bax诱导的烟草PCD反应。酵母分泌系统测试表明3个候选效应子的信号肽都具有外泌活性。qRT-PCR测定候选效应子在葡萄座腔菌ZY7有伤接种苹果果实后的相对表达量,结果显示3个基因在病菌侵染36 ~ 72 h上调表达。在本生烟中瞬时表达Bdo_11198显著促进了烟草疫霉的侵染,并降低了疫霉菌侵染后本生烟中活性氧的积累。结果表明,葡萄座腔菌候选效应子可以通过影响植物的PCD反应和过氧化氢积累促进病原菌的侵染,研究结果为进一步研究葡萄座腔菌的致病机制提供了基础。
环境条件对灰葡萄孢菌菌核萌发的影响

灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)引起的灰霉病可导致植物幼苗猝倒或花朵和果实腐烂,多在冬春季节发生,是保护地蔬菜、水果和花卉生产或储藏过程中一类重要的病原菌。灰霉菌的初侵染主要由菌核或病残体在适宜温湿度时萌发产生的菌丝或孢子侵染植物,关于灰葡萄孢菌的菌丝、分生孢子的生长和萌发特性已有很多报道,也有关于菌核形成的相关条件及调控基因的报道,但未见关于灰葡萄孢菌菌核萌发条件和特性的研究报道。本文通过探索温湿度、pH值、肥料等不同环境条件对灰葡萄孢菌菌核萌发的影响,丰富对其生物特性的认识,以期找到可控制灰葡萄孢菌初侵染的方法,为绿色防控灰霉病提供指导与借鉴。
国际病毒分类委员会(ICTV)2017分类系统与第九次分类报告的比较及数据分析

本文结合国际病毒分类委员会(ICTV)第九次报告和ICTV官方网站公布的2017版分类系统,比较了二者的差异;同时就2017版分类系统的数据进行了全面分析,包括不同核酸类型病毒的种类和比例,植物病毒的种类和比例,以及2017版分类系统中几个值得关注的问题。
雄激素调节雄激素受体/血管内皮生长因子改善去势大鼠勃起功能障碍的机制

目的探究雄激素调节阴茎海绵体雄激素受体/血管内皮生长因子(AR/VEGF)改善去势大鼠勃起功能障碍的机制。方法40只健康8周龄SD雄性大鼠随机分成4组:A组为正常对照组;B组为实验组,给予手术切除双侧睾丸;C、D组为干预组,手术去势后每天给予不同浓度的十一酸睾酮(安特尔)灌胃(C组:10 mg/kg,D组:20 mg/kg)。治疗8周后,检测大鼠血清睾酮浓度,海绵体测压评价大鼠勃起功能,采用免疫组化染色和Western印迹检测各组大鼠阴茎海绵体AR和VEGF的表达。结果B组血清睾酮水平[(1.3±0.6) nmol/L]明显低于A组[(17.1±1.5) nmol/L](P<0.05),补充睾酮后,C组[(8.7±1.2)nmol/L]、D组[(15.5±1.6)nmol/L]血清睾酮水平高于B组,海绵体测压显示B组最大阴茎海绵体内压/平均动脉压(Max ICP/MAP)明显小于A组、C组、D组,D组>C组(均P<0.05);免疫组化和Western印迹显示B组AR、VEGF蛋白表达水平明显小于A组、C组、D组,D组>C组(均P< 0.05)。结论应用十一酸睾酮进行雄激素替代治疗可以通过调节AR/VEGF表达保护内皮细胞完整性从而改善去势大鼠勃起功能。
滇池流域森林生态系统固碳释氧服务价值评估

森林是地球上最重要的多功能生态系统,它不仅为人类社会提供多样的实物产品,同时也蕴藏着巨大的生态价值,其中固碳释氧价值更是地球生命支持的基础.研究根据2008年完成的滇池流域森林资源调查数据,采用材积源生物量法以及碳税法和造氧成本法,计算出森林生态系统固碳释氧服务价值.结果表明,滇池流域森林生态系统固碳释氧服务价值为$331.576 \times {10^7}\;\text{元}/{\rm{a}}$,其中固碳服务价值为$188.452 \times {10^7}\;\text{元}/{\rm{a}}$,释氧服务价值为$143.124 \times {10^7}\;\text{元}/{\rm{a}}$.滇池流域目前所有植被种类中云南松(Pinus yunnanensis)的固碳释氧服务价值是最高的,达到$39.649 \times {10^7}\;\text{元}/{\rm{a}}$.单位面积竹林(Bambusoideae)的固碳释氧能力最强,每年每公顷竹林固碳释氧服务价值是50 409.519元,目前滇池流域内竹林面积很小,增加竹林种植面积可以作为未来森林改建计划,进一步提高森林生态系统固碳释氧服务价值.
N、Pt 共掺杂三维海胆型${\rm{Ti}}{{\rm{O}}_2}$制备及光电性能研究

采用水热法制备了N、Pt共掺杂三维海胆型${\rm{Ti}}{{\rm{O}}_2}$材料,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外–可见(UV–Vis)吸收光谱对材料进行表征分析,同时采用电化学方法对其进行光电转化性能测试.结果表明,N取代${\rm{Ti}}{{\rm{O}}_2}$中O晶格结点的位置,Pt取代Ti晶格结点,成功地掺杂至${\rm{Ti}}{{\rm{O}}_2}$晶格中. N、Pt的掺杂不仅有利于${\rm{Ti}}{{\rm{O}}_2}$从金红石相向锐钛矿相转变,而且对其晶体的生长也起了抑制的作用. N、Pt共掺杂的${\rm{Ti}}{{\rm{O}}_2}$是由具有共同中心的纳米棒组装而成的三维海胆球形结构,球的尺寸分布较窄,直径约为1~2 μm,组装纳米棒的直径约为7~8 nm,长度约为100~150 nm.当掺杂摩尔比为5∶5时,样品在紫外和可见光的吸收达到最高,UV–Vis吸收边红移将近100 nm.从光电转换图和线性扫描伏安曲线可以看出,在比表面积、带隙宽度、晶型、载流子数量及元素间协同作用下,掺杂摩尔比为5∶5样品的光电转化效率高达22.4%,为纯海胆型${\rm{Ti}}{{\rm{O}}_2}$的4.48倍.所有试剂均为分析纯.
生物质材料在三七土传病害防治中的应用

三七是我国特有的名贵中药材,其生长受到土传病害的影响,甚至可导致三七绝收.生物质材料在土壤病害微生物的防治中具有明显的应用价值,但目前较少应用于三七栽培.研究选用高温烘焙碳化制成的生物材料A和发酵腐熟制成的生物材料B为供试材料,通过三七大棚原位栽培试验,探究了生物质材料相对于对照(CK)和三元复合肥处理(F)在一年期三七种苗出苗、根腐病防治及存苗率方面的作用;并通过土壤理化性质与酶活性分析,解释生物质材料防控土传病害的机理.结果显示:未施用生物质材料的CK组和F处理组,在出苗后4个月全部死亡;施用不同生物质材料的处理FA、FB、AB、FAB,对降低三七根腐病的危害、提高三七出苗率和中后期存苗率具有明显的作用,相对于CK和F处理差异均达极显著水平($P < 0.01$);施用生物质材料提高了酸性土壤的pH值及其蛋白酶、纤维素酶、脱氢酶、磷酸酶、脲酶活性($P < 0.05$),降低了土壤EC值及盐离子浓度影响($P < 0.05$);试验各处理对抑制三七根腐发病率的综合作用效果为${\rm{FAB}} > {\rm{AB}} > {\rm{FA}} > {\rm{FB}} > {\rm{F}} > {\rm{CK}}$.
昆明市雨季短时强降水特征分析及预报研究

利用1981—2015年昆明市逐时降水观测及短时强降水个例期间的探空、雷达、地面观测等资料,分析了昆明市雨季短时强降水时间分布、关键影响系统、物理量及雷达观测特征,尝试寻找该类天气的预报着眼点.结果表明:①昆明短时强降水天气具有明显的日内变化特征.短时强降水主要出现在19:00—次日05:00,并在次日02:00达到峰值. ②地面辐合线和700 hPa切变线是昆明出现短时强降水的关键影响系统,当500 hPa有低压槽或高压间辐合区配合时则更有利于昆明出现短时强降水. ③从物理量指标看, 700 hPa比湿大于$10.0\;{\rm{g}} \cdot {\rm{k}}{{\rm{g}}^{ - 1}}$、$\text{温度露点差} \le 3^\circ {\rm{C}}$、$\text{假相当温度} \ge 75^\circ {\rm{C}}$和$\text{沙氏指数} < 0.1$是昆明站出现短时强降水天气的有利条件. ④当雷达观测图上出现积云、块状回波,回波反射率因子强度最大值达40~45 dBz且大值区质心较低,回波顶高小于8 km,对应的径向速度图出现中尺度辐合或低空急流特征时,应该考虑发布短时强降水预警.
基于ABUS 冠状面图像的乳头位置自动检测算法

乳腺疾病发生在以乳头为中心划分的区域中,乳头的准确定位对乳腺疾病的诊断具有重要的临床意义.提出一种基于自动化三维乳腺超声(ABUS)冠状面图像的乳头位置自动检测算法.首先采用图像掩模提取感兴趣区域(ROI);然后对ROI进行图像预处理操作以提高目标区域识别的精确度和运算效率;最后通过霍夫变换圆检测和排除误判圆操作获得乳头的圆心坐标和半径.结果表明:本算法能有效检测到乳头位置,且检测准确率可达94.7%.
煤岩塑性软化及扩容特性对钻孔密封性的影响

钻孔密封性是钻孔瓦斯抽采的关键基础之一,而煤岩力学特性对钻孔密封参数的选择及密封效果具有重要影响作用。因此,为准确认识钻孔围岩密封环境并深入分析煤岩塑性软化及扩容特性对钻孔密封性的控制作用,进而为钻孔密封参数的合理选择提供可靠的依据。基于煤岩全应力应变曲线及煤层力学参数,通过引入煤层软化系数k及扩容系数η_1和η_2,在构建煤岩线弹塑性力学软化“三折线”模型的基础上,依据线性Mohr-Coulomb屈服准则,对钻孔围岩弹性区、塑性软化区及塑性流动区半径、钻孔围岩径向位移以及钻孔围岩理论密封半径等参数进行理论数值解析计算,并对相应解析结果进行对比分析。同时结合钻孔成像技术及钻孔瓦斯抽采浓度数据监测等手段,综合分析塑性软化及扩容特性对煤层钻孔密封性的影响作用。研究结果表明,与理想弹塑性模型(Kastner)解相比,受塑性软化及扩容特性共同作用下的煤层钻孔围岩径向位移及理论密封半径分别增加12. 93倍和2. 60倍,且在构造煤层区域内钻孔缩径现象明显。在钻孔密封参数及密封材料相同的条件下,缩径现象明显的钻孔内初始平均抽采瓦斯体积分数较相邻完整钻孔降低59%,在29 d考察期内平均抽采体积分数同比降低64. 92%,瓦斯体积分数衰减率同比增加3倍。因此,塑性软化及扩容效应是造成钻孔初始密封性降低及后期抽采瓦斯衰减的主要原因之一,而采用Kastner方程求解获得的煤层钻孔围岩理论渗透半径及注浆压力等参数并不合理;同时,钻孔密封参数需应根据钻孔围岩特性进行区别选择。
深部开采砌体梁失稳扰动底板破坏力学行为及分区特征

深部开采的强扰动附加属性导致底板煤岩破坏加剧,易沟通底板承压水导升带而诱发突水灾害,故研究砌体梁失稳扰动底板破坏的力学行为可为实现矿山岩层控制提供重要的理论基础。根据弹塑性力学理论分析了深部开采砌体梁失稳扰动底板破坏的动载源特征,基于压力拱及损伤力学理论研究了砌体梁失稳扰动底板压剪破坏和卸荷破坏的力学行为,应用离散元软件计算分析了不同采深下砌体梁失稳扰动底板的应力变化及变形破坏行为,结合采动力学全过程应力-应变曲线获得了深部开采底板强扰动破坏的分区特征,并应用深部开采微震监测数据进行了验证。结果表明:砌体梁失稳后,梁端煤壁端部及触矸区域底板应力增高并形成了塑性屈服区和触矸破坏区,两者之间则形成了压力拱形式的卸荷破坏区;随采深增加,底板塑性屈服区和触矸破坏区的压应力增量及卸荷破坏区的卸荷反弹力不断增大,并使得底板岩体最大变形量在采深700 m以浅时近似线性增加,而采深700 m以深的深部开采却表现为非线性突变增长;深部开采高围压造成底板压应力峰值及卸荷反弹力非线性增加,促使了扰动岩体由浅部脆性向深部延性的转变,并导致其强扰动破坏的分区范围扩大,变形破坏深度增加,深部开采底板的非线性强扰动破坏行为在底板浅部最突出。
循环荷载下深部煤层工作面顶板砂岩的渗透率演化规律

随着技术的进步以及浅部矿产资源的枯竭,深部矿产资源开发与利用将成为常态。深部岩石的物理力学性质复杂,往往处于循环加卸载的应力条件。深部地下水的压力较大,是深部煤矿的重大安全隐患之一。顶板砂岩是工程最为常见的岩石种类之一,研究其力学性质及渗透规律对深部空间开发利用及矿产资源开采等都具有重要意义。以埋深约1 050 m的平煤12矿顶板砂岩为研究对象,采用循环加卸载声发射渗透实验对其渗透率演化规律进行研究。从应力-应变及损伤特征、耗散能密度占比、累计声发射事件数的增长速度、不同围压条件下的破裂面特征4个方面进行分析,总结了循环荷载下深部工作面顶板砂岩不同应力阶段的渗透率演化特征。实验结果表明:循环应力对深部顶板砂岩的作用可以分为压密作用与压裂作用2种机制,应力水平较低时主要起压密作用,应力水平增大到屈服强度的60%以上时则表现为压裂作用。岩样的渗透率在应力的压密作用下降低,在应力的压裂作用下升高。逐级增大的循环应力作用下,岩样的损伤以及耗散能密度占比均表现为先因压密作用减小,再由压裂作用而增大的演化规律,并且两者与渗透率演化呈正相关关系。整个实验过程中围压对岩样起压密作用,且随着围压的增大,渗透率减小的程度更大。顶板砂岩的破坏形式对破坏时的渗透率具有显著影响。岩样的破裂面角度随着围压增大而减小,岩样破坏时产生的贯通裂隙有轴向与横向2种形式,产生轴向贯通裂隙时的渗透率远大于岩样的初始渗透率,而产生横向贯通裂隙时的渗透率变化较小。综合5个岩样的渗透率演化情况,得到岩石渗透率在逐级增大的循环荷载下具有4个明显的阶段特征。渗透率在较低应力的循环中因压密作用减小;随着循环应力的增大,在压裂及损伤作用下增大;在应力达到岩样抗压强度发生破坏时因破裂面的产生骤增;破坏后因大幅下降的应力的压密作用再次降低。
深部煤岩体卸荷损伤变形演化特征数值模拟及验证

为研究保护层开采过程中下伏煤岩体卸荷损伤变形演化特征,运用FLAC3D数值模拟方法及现场实验测量手段,以山西保德煤矿实际情况为研究背景,对保护层开采过程中下伏煤岩体应力、变形、塑性演化规律进行了研究及验证。研究表明:保护层开采过程中,被保护层应力呈增大—减小—增大的变化规律,下伏煤岩体应力在空间上呈现出明显的“O”形应力分布规律;受保护层采动影响,下伏煤层测点经过原岩应力、应力集中、采动卸压、应力恢复4个阶段;最大应力集中系数与最小卸荷比为固定值,且出现时间相同,工作面前方应力集中系数与工作面后方卸荷比均呈往复性变化,变化周期与工作面来压周期相关;本文实例中,最大应力集中系数约为1. 32,此时测点受到的z向应力值达到最大;最小卸压比约为4. 4%,此时测点受到的z向应力值达到最小,卸压效果最好;受应力变化影响,被保护层呈压缩—恢复—膨胀—回缩的基本变化规律,最终状态保持一定的膨胀变形,与应力分区相对应,根据不同变形特征可将下伏煤层分为原岩状态区、压缩变形区、卸压膨胀区、变形恢复区;本文实例中11号煤层最大膨胀变形量约为0. 6%,此时测点裂隙最为发育,增透效果最好,有利于瓦斯卸压抽采;受应力变化影响,下伏煤岩体塑形区域范围在空间上呈先xyz三向增大—x轴方向单向增大y轴z轴2个方向稳定的变化规律;随着工作面的回采,被保护层煤体塑性区范围在x轴方向不断增加;通过实测保德煤矿81307工作面回采过程中下伏11号煤地应力、膨胀变形量,对深部煤岩体卸荷损伤变形演化特征数值模拟结果进行了验证,下伏11号煤地应力、膨胀变形量变化规律与数值模拟规律较为吻合。
超千米深部矿井采动应力显现规律

我国浅部煤炭资源逐渐耗竭,开采深度逐渐进入1 000 ~2 000 m水平,常常伴有大量的工程灾害,其根本原因是深部采动应力场的显现规律与响应规律不清楚。以平煤股份十二矿超千米深己15 -31030工作面为研究基地,开展了不同开采速率下超千米煤层采动应力显现规律及响应特征研究,并集成“锚杆应力-钻孔应力-钻孔裂隙窥视”等研究手段进行现场原位测试。结果表明:随着采煤工作面的不断推进,超前支承压力峰值先是交替上升,回采距离超过80 m时,由于埋深较大导致支承压力峰值增长变缓并最终在85 MPa左右波动,应力集中系数达3. 3,高于一般浅部工作面集中系数;同时上覆岩层在采动影响下形成垮落带、断裂带、弯曲下沉带的“三带”结构;其次,随着开采速度增大,超前支承压力峰值逐渐增大,峰值点距采煤工作面的距离相应减小,基本顶断裂形成的岩块长度也越长;工作面支架压力随着采煤工作面持续推进呈现出周期上升的趋势。在采动影响下,由于扰动后应力重分布及能量释放,锚杆应力呈现出先增长后降低的趋势,得出工作面采动影响范围大约为85 m,钻孔应力距采煤工作面75 m左右时进入采动影响范围开始上升,而后进入支承压力降低区,应力开始出现小幅度下降;随着采煤工作面不断推进,强烈的开采扰动导致裂隙不断发育,裂隙逐渐发育成纵横交错的破碎带,并向顶板上方发展。
含孔洞层状砂岩动态压缩力学特性试验研究

隧道、矿山巷道和硐室等地下岩石工程中揭露的层状岩体往往具有不同的产状,层理弱面的方向与主要动荷载作用方向存在多种组合,相应的动态各向异性力学特性和变形破坏特征对地下岩石工程安全稳定具有至关重要的影响。针对冲击载荷下倾斜层状岩体中巷道围岩稳定性问题,选取一种层理构造显著的黄砂岩,其中层理倾角φ为层理面与加载方向之间的夹角,加工制备倾角分别为0°,15°,30°,45°,60°,75°和90°的7组预制中央圆形孔洞板状试样(尺寸为宽度60 mm ×高度60 mm×厚度15 mm),在75 mm杆径分离式霍普金森压杆(SHPB)试验平台上进行冲击压缩试验,并使用高速摄影仪实时记录试样动态裂纹扩展演化过程,研究不同层理倾角条件下预制中心孔洞层状岩石的动态力学参数、裂纹扩展演化过程及最终破坏模式等动态压缩力学特性变化规律。结果表明,峰值应力处试样破坏的峰值应变在0. 008 1 ~0. 012 37变化,随着层理倾角的增加,试样动态抗压强度、弹性模量及峰值应变整体均呈先增大后减小的变化规律;初始起裂裂纹总是从孔洞周边压应力集中处萌生,随后逐渐形成宏观裂纹,宏观裂纹为剪切裂纹或拉剪复合裂纹;倾角0°试样发生局部沿层理和局部穿越层理的复合张剪破坏,倾角15° ~45°试样发生局部沿层理和局部穿越层理的剪切破坏,倾角60° ~90°试样最终发生穿越层理的类X型剪切破坏;利用正交各向异性板理论计算孔洞周边应力分布,发现随着层理倾角的增加,孔洞周边应力集中系数的峰值也逐渐增大,且层理倾角为0°,15°,30°,45°的试样孔洞周边最大压应力出现在θ(θ为孔洞周边任意一点的极角)为74°,81°,86°,90°及关于原点中心对称的254°,261°,266°,270°处,同时试验中观测到相应的层理倾角试样分别在88°,85°,79°,70°及关于原点对称的271°,264°,262°,252°处萌生剪切裂纹,与理论分析结果吻合较好。层理方向与冲击载荷平行时,层状岩体中巷道围岩对冲击载荷的承载能力最弱。针对钻爆法分台阶开挖硐室或爆破施工中存在近距既有巷道,应合理布置爆破载荷的方向,避免层理方向与爆破载荷之间的夹角过小而导致巷道失稳。
循环载荷下煤样能量转化与碎块分布特征

煤矿开采中煤体常处于反复加卸载过程,研究煤体在不同加载速率重复载荷作用下的能量转化与破坏机制对认清煤矿动力灾害本质具有指导意义。利用MTS815. 03伺服实验系统,通过单轴循环加卸载试验,结合能量和分形理论,获得了不同加载速率下煤样变形破坏各阶段能量积聚、耗散和释放的转化机制及其与煤样碎块块度分布规律的内在关系,为开展重复载荷作用下煤岩破裂响应及破坏机制的研究提供依据。试验结果表明:煤样能量转化具有明显的阶段性特征,可分为能量初始积累阶段、能量加速积累阶段和能量快速耗散阶段。煤样破坏前耗散能所占比例经历了高—低—高的过程,而弹性能则相反,加载后期弹性能比例下降或耗散能比例的升高,预示着煤样进入加速破坏阶段;能量集聚和释放与加载速率密切相关,随着加载速率的增大,峰值前弹性能所占比例逐渐增加,煤样破坏前更多的能量以弹性能形式储存在煤样体内,岩石破坏后,更多的能量被释放出来,煤样破坏越剧烈,其宏观破坏形态由剪切张拉和劈裂破坏向弹射破坏过渡;循环加卸载下煤样碎块分形特征具有明显的分段性,在小于尺寸阈值范围内具有较好的自相似性特征,不同加载速率下碎块分形维数为2 ~3,且随加载速率的增加成线性增长;加载速率越大碎块分形维数越大,煤样破碎程度越高,大块碎块所占比例越小,煤样碎块越破碎且单块碎块质量越小,煤样发生动力灾害的危险性越大。
基于CT 三维重构的深部煤体损伤演化规律

为研究不同应力条件下深部煤体损伤演化规律及破坏机理,以平煤十二矿己15 -17220工作面的深部煤体为研究对象,进行了单轴压缩的实时CT扫描实验,结合细观统计损伤力学,提出了一种基于CT图像灰度值定义损伤变量的方法,定量分析了煤样单轴压缩过程中损伤演化规律。通过CT扫描实验、压汞实验和室内基本力学实验,建立了能够反映固体基质分布的深部非均质煤样的三维数值几何模型,进行了合理的网格划分,确定了不同材料组分的本构模型及其物理力学参数,在位移控制加载条件下开展了煤样单轴压缩的数值模拟,定性研究了煤样单轴压缩过程中的损伤演化规律及破坏机理。进一步,在单轴压缩数值模拟基础上,通过对煤样施加不同的环向应力,进行了5种不同围压条件下煤样三轴压缩的数值模拟,从应力-应变曲线形态、煤样破裂形态及破裂角大小等方面定性分析了三轴压缩条件下深部煤体损伤演化规律。结果表明:单轴压缩数值模拟的应力-应变曲线及损伤演化特征与CT实时扫描实验得到的结果具有较好的一致性。随着轴向应力的逐渐增加,煤样损伤依次经历了零损伤阶段、局部损伤产生阶段、损伤线性和非线性稳定增长阶段和损伤加速增长致使完全破坏阶段。试件最终破坏时其最大剪切应变率区域及塑性区都近似平行或垂直于煤基质和煤杂质的交界面,且损伤发生的两个主破坏面相互垂直。单轴压缩的整个过程煤样主要发生拉伸破坏,屈服应力后由于煤样的不均匀变形才发生剪切破坏。基于CT重构的煤样三轴压缩的数值模拟得到的损伤演化特征和经典的岩石损伤演化的6个阶段能够很好的吻合,煤样主要发生剪切破坏;随着围压的增大,峰值强度、扩容点应力和残余强度均逐渐增大,破裂角逐渐减小,破裂角与围压之间近似呈负线性相关。在数值模拟的网格划分、几何模型建立、材料参数和本构模型的选取以及应力应变的计算方法等方面做出了优化,取得了较好的数值模拟效果,能够消除实验样品差异性带来的影响,且能够直观准确地定性描述单轴和三轴压缩过程中的损伤演化规律。
深部开采中的强扰动特性探讨

深部岩体具有高地应力、高地温、高渗压的独特赋存环境,其采动影响远较浅部复杂。通过将深部岩体的赋存环境和深部开采的扰动特征两方面相结合,系统分析了深部岩体开采中的强扰动特性。首先对扰动激励的动静组合特点进行了分析。根据深部开采中的应力变化路径,给出了不同深度类型下原岩应力状态以及扰动应力状态的分布区域,揭示了深部开采中应力变化更加复杂的必然性,并初步给出了考虑赋存深度、开采工艺、岩体重度、残余应力以及采动速度影响的岩体卸荷速率计算公式。根据深部开采中的动力扰动类型和波动传播规律,分析指出了深部岩体中的流体压力传播特征,揭示了深部动力扰动时间延长和扰动范围扩大的特点。然后基于扰动状态概念(DSC)对扰动影响水平进行了分析。通过对深部岩体能量蓄积、能量耗散以及释放规律的分析,定义了基于能量特征的扰动函数,可以籍此构建基于DSC的深部岩体统一本构模型,并定量描述深部岩体扰动的大小。最后定性描述了深部岩体开采中开挖扰动区的分布特点以及相应的应力应变状态,将其划分为原岩弹性区、开挖损伤区(EDZ)以及开挖破碎区,其中开挖损伤区又可分为峰前损伤区、塑性流变区、外部损伤区。并初步给出了开挖损伤区大小的计算公式,讨论了各项参数的意义及影响因素。研究表明,深部岩体的高应力状态以及复杂的多场多相耦合环境使其在更大范围内受到扰动的影响,EDZ的范围将显著增大,并表现出复杂的时空演化特征。利用扰动状态概念(DSC)建立的扰动函数,以及基于能量分析建立的开挖损伤区(EDZ)大小计算公式,可以定量刻画深部扰动的程度,分别反映了深部扰动激励增大和扰动影响增大的特点。
深部岩体力学与开采理论研究进展

随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的“三高”赋存环境的本真属性及资源开采“强扰动”和“强时效”的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,传统岩石力学和开采理论在深部适用性方面存在争议。国家“十三五”重点研发计划“深部岩体力学与开采理论”针对上述难题进行了系统研究,本文详细总结了项目研究进展,包括:①初步形成了原位保真取芯、保真移位、保真测试的技术体系并开展不同深度原位恢复物理力学试验;②系统探索了扰动条件下不同赋存深度岩体原位长期力学行为,构建了不同赋存应力环境的岩石动态本构模型;③提出了适用于复杂地质条件下深部非线性岩体平均应力与变形模量的关系式,开发了批数据处理网络算法反演深部地应力场,系统研究了岩石破坏过程中的能量积聚、能量耗散特性;④提出了“强扰动”和“强时效”特征的判定依据,探索了深部开采强扰动应力路径下煤体损伤规律及非连续支承压力理论,研究了深部开采强扰动煤体损伤破裂、能量演化及渗透特性;⑤建立了岩体介质复杂孔隙结构的三维可视化模型,实现了裂纹动态扩展过程中应力场的可视化,研发了可视化物理模型的三维应力场的冻结实验装置;⑥开展了深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟,提出了深部近采场区域应力平稳释放理论与方法,研发并应用了深部硬岩高应力诱导与爆破耦合的破岩方法与技术;⑦概括了深部硬岩强卸荷下3种灾害模式的破裂孕育分异演化机制,提出了基于物质点原理描述岩体连续-非连续计算分析新方法,创新了硐室稳定的裂化-抑制支护方法;⑧分析了深部煤炭安全绿色开采的主要影响因素,初步构建了“高保低损”型深部煤炭安全绿色开采新模式;⑨建立了深部地下开采空间模型及生产计划动态优化模型,提出了深部掘进工作面卸荷技术、深部高应力矿柱一体化卸压控制对策以及深部卸压帷幕应力隔断技术。基于以上内容,初步构建了深部岩体力学与开采理论研究体系,以期为未来中国深部矿产资源开发提供理论基础与技术支撑。
基于位移增量的高地应力下硐室群围岩蠕变参数的智能反分析

深部高地应力下硐室围岩蠕变力学参数不准已成为制约岩体工程理论分析和数值计算发展的“瓶颈”问题,因而确定可靠的岩体蠕变参数服务于工程实际成为重点关注的课题,为此提出基于位移增量敏感性分析的高地应力下硐室群围岩蠕变参数的智能反分析方法。该方法基于描述深部高地应力条件下围岩蠕变随时间破坏特征的分数阶微积分的蠕变本构模型,取较为典型的主硐室顶拱位移、拱肩位移和边墙位移作为表征围岩的特性指标,从参数敏感性分析着手,确定模型中对位移较为敏感的5个蠕变参数(瞬时剪切模量、黏性系数、黏弹性剪切模量、黏弹性系数、分数阶系数β),并遵循“大值原则”和“敏感性原则”提取位移增量数据,输入主厂房和主变室等不同位置的现场位移增量监测信息建立多数据融合的适应度函数,采用均匀设计方法构造各参数不同水平组合的学习样本和训练样本,通过遗传算法与神经网络相结合的智能优化算法在解的全局空间进行搜索,确定反演蠕变参数值,最终通过灰色关联度和后验差法联合校核位移增量实测值与计算值。实例分析结果不仅表明智能优化算法获得的硐室围岩蠕变参数可靠性高,也验证了该法的有效性和合理性,同时为深部高地应力大型硐室长期稳定性评价时参数确定提供一个新手段。
深部岩体大变形规律:金川二矿巷道变形与破坏现场综合观测研究

针对深部高应力下硐室和巷道时效大变形问题,重点开展了金川二矿深部巷道大变形破坏调查、多手段原位综合观察、大变形灾害安全管理标准等方面研究工作。首先针对不同围岩支护类型下大变形巷道破坏问题,从破坏表现形式的角度总结提炼了金川二矿巷道10种典型变形破坏模式并阐明其形成机制;进而依托1 150 m水平大巷的大变形试验研究段,采用巷道表面的三维激光扫描测量、岩体内部开裂的钻孔摄像观测、围岩不同深度变形的位移计自动量测相结合的方式,揭示了深部巷道表面变形的空间非对称性、围岩内部浅层与深层变形的非均匀性、时效变形增长的跳跃递进性等不同于浅部岩体变形特点和破坏方式的新特征,表明了金川二矿碎裂围岩时效大变形本质是高应力下巷道开挖诱发表层围岩开裂,并在重分布应力驱动下围岩开裂深度逐步向深部转移进而导致巷道围岩自身承载性能逐步劣化的机制,从而表现出持续的时效大变形;最后提出基于功能失效和结构失稳原则的深部巷道大变形安全管理标准,并在现场反馈分析与应用实践基础上总结出了控制二矿深部巷道变形灾害的“双层喷锚网+锚注”和“喷锚网注+单筋砼”复合支护技术,充分利用喷网混凝土的表面柔性支撑与围压效应、锚杆对围岩内部的抑制开裂效应、水泥浆的充填并粘合开裂缝效应、钢筋混凝土的强刚性抗压和恢复围压效应等组合功能,从而形成一种“由表及里、表里结合”改善围岩受力状态、重构围岩承载圈的支护理念。
喷气涡流纺中纤维运动的三维数值模拟

针对目前模拟纤维在喷气涡流纺喷嘴流场中运动情况,常将纤维模型简化或者建立二维模型,无法描述纤维在三维空间内的变形这个问题,建立了纤维运动三维模型,并合理设置纤维属性,使纤维运动模型更加符合实际状态。结合任意拉格朗日-欧拉法,数值模拟求解了纤维在喷气涡流纺喷嘴流场中的运动问题,并分析了纤维的运动与变形情况。结果表明:加捻室的负压导致喷嘴入口的气流流动,纤维尾端在气流中的运动十分复杂,先在乱流的影响下小幅波动,然后随时间推进振动频率和振动幅度都是先增大后减小;在流场的影响下,纤维尾端从纱线中被剥离出来,并呈螺旋形式向前行进形成包缠纤维。
何首乌多糖的结构表征及其免疫调节活性研究

目的从何首乌Polygonum multiflorum中提取分离多糖,对其结构进行表征,并评价其免疫调节活性。方法采用水提、醇沉法从何首乌中提取粗多糖,经Q-Sepharose Fast Flow强阴离子交换色谱柱分离纯化得到何首乌多糖(PMT)。利用高效凝胶渗透色谱-十八角度激光光散射联用法(HPGPC-MALLS)测定PMT的绝对分子质量,采用PMP柱前衍生-高效液相色谱法(HPLC)测定单糖组成。采用二维核磁共振波谱(2D-NMR)对PMT的结构进行表征。采用四甲偶氮唑盐(MTT)法、中性红比色法和Griess法分别检测PMT对小鼠单核巨噬细胞RAW264.7的生长、吞噬活性和释放一氧化氮(NO)能力的影响。结果PMT是一种α-1,4-葡聚糖,其绝对分子质量为3.96×10~5。PMT可显著促进RAW264.7细胞的增殖,促进细胞的吞噬能力,增加NO的释放量。结论何首乌来源的α-1,4-葡聚糖具有显著的免疫调节活性,具有药物开发潜力。
HPLC 法同时测定不同产地牡丹皮中13种化学成分的含量

目的建立同时测定不同产地牡丹皮中没食子酸、5-羟甲基糠醛、没食子酸甲酯、氧化芍药苷、儿茶素、芍药苷、 1,2,3,6-O-四没食子酰葡萄糖、1,2,4,6-O-四没食子酰葡萄糖、苯甲酸、1,2,3,4,6-O-五没食子酰葡萄糖、牡丹皮苷C、苯甲酰氧化芍药苷、丹皮酚13种化学成分的HPLC方法。方法采用50%甲醇回流提取,色谱条件采用C_(18)柱(250 mm×4.6 mm, 5 μm),以乙腈-0.5%磷酸水溶液为流动相,梯度洗脱,体积流量1.0 mL/min,检测波长254 nm,柱温30 ℃。结果所测13种化学成分在测定的质量浓度范围内线性关系良好,r均大于0.999 5,有良好的精密度、稳定性、重复性和回收率。结论所建立的HPLC方法可用于同时测定牡丹皮中13种化学成分的含量,该方法高效、准确、重复性好,可用于牡丹皮药材的质量控制。
蒲葵子总黄酮对肝损伤的保护作用及机制研究

目的研究蒲葵子总黄酮(total flavonoids of Fructus Livistonae,TFFL)对对乙酰氨基酚(acetaminophen,APAP)诱导的人正常肝细胞LO_2损伤的作用,初步探究TFFL保护肝损伤的作用机制。方法MTT法考察TFFL对LO_2细胞的毒性及对APAP诱导的LO_2细胞存活率的影响;流式细胞术和Hoechst 33342染色法考察LO_2细胞凋亡率;试剂盒检测LO_2细胞中丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)水平及天冬氨酸转氨酶(AST)、超氧化物歧化酶(SOD)活性;Western blotting法检测LO_2细胞中诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和硝基化酪氨酸微管蛋白(NT)表达水平。结果TFFL在给定质量浓度下对LO_2细胞无毒性,且可促进其增殖。对APAP诱导的LO_2细胞损伤,TFFL预防给药能够显著减少细胞凋亡,降低细胞中AST活性和MDA水平,升高SOD活性和GSH水平,抑制细胞中iNOS和NT蛋白的表达。结论TFFL对APAP诱导的LO_2细胞损伤具有一定的保护作用,其作用机制可能与抑制氧化应激和硝化应激有关。
高红移亚毫米星系中星际介质的物理状态

随着亚毫米波望远镜的发展,利用这些新的探测设备,人们在亚毫米波段发现了一类高红移且富含尘埃的星系,将其称为亚毫米星系.这类星系的发现革新了我们对星系的演化以及极端条件下的恒星形成过程的认知.这些亚毫米星系是宇宙中最强的星暴星系,其中的恒星形成过程产生的能量接近爱丁顿极限.人们普遍认为这类星系正是近邻宇宙中那些大质量星系的前身天体.但是,很难解释其在高红移为何具有较高的数密度.它们其中非常少的一部分会被处于视线方向上的大质量星系通过引力透镜作用放大变亮.尽管这类处于引力透镜系统中的亚毫米星系十分稀少,但近来人们通过大视场河外巡天,发现了上百个此类天体,这为我们研究高红移亚毫米星系中的星际介质提供了一个令人振奋的新途径.
大都市区绿地碳储存能力及其空间分布特点探究:以韩国首尔市为例

绿地作为城市重要的生境类型可提供诸多生态系统服务功能。其中,绿地的碳储存功能可有效减缓温室效应,这在全球气候变暖的背景下显得尤为重要。由于精细化的空间数据通常较难获取,已有研究往往粗略地将绿地归纳为几种土地利用类型以计算其碳储存量。然而,由于绿地内植被群落特点不同,其碳储存能力也有所差别。本文以韩国首尔市为例,旨在探索城市中多种绿地类型的碳储存能力及其空间分布特点。基于2005年和2015年首尔市的高精度生境数据,本研究归纳了17种目标绿地类型,运用InVESTCarbon模型对其碳储量进行估算,可视化定量绿地的碳储存量并明确其内部群落碳储存能力的空间分布规律。本研究不仅可为首尔市及其他类似区域的生态保护实践和可持续土地规划与管理提供科学依据,也可为我国城市生态系统服务功能评估和绿地更新策略的制定提供借鉴。