mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于EDEM的反转啮合齿轮式排肥器的仿真设计与试验

针对外槽轮式排肥器排肥流量均匀性不高的问题,设计了一种反转啮合齿轮式排肥器,利用排肥盒内设置的啮合排肥齿轮反向啮合传动将肥料经齿槽从两侧连续交替排出,提高排肥流量均匀性,并通过试验检验其排肥性能。对反转啮合齿轮式排肥器排肥量和流量进行理论分析,确定对排肥量和流量的数学模型。为比较反转啮合齿轮式排肥器与外槽轮式排肥器排肥流量均匀性高低,在保持排肥器结构参数不变的情况下,设计单因素试验,选取硫酸钾为试验肥料,以排肥轮转速为试验因素,以排肥均匀性为试验指标,设计对比仿真试验,转速分别为30,45,60,75,90r·min~(-1)。利用EDEM建立排肥器离散元仿真模型,进行仿真试验,采集试验数据并对采集数据进行统计分析。结果表明:反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性系数均值较外槽轮式排肥器提高32.0%,且方差分析结果显示排肥轮转速对反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性有极显著影响(p<0.0001)。拟合反转啮合齿轮式排肥器排肥流量均匀性随转速变化规律方程,拟合方程相关系数R2=0.9754。随机选取转速为40,65,73,86r·min~(-1),对拟合方程进行验证试验,计算验证试验均匀性系数均值并与拟合方程结果进行对比,验证试验结果较拟合结果误差均小于2%。
内蒙古大兴安岭林区立地质量评价及生产潜力研究

为探讨如何利用现有资料对全国林地进行立地质量评价,为各级森林经营方案的规划设计提供技术支撑,以内蒙古大兴安岭林区为例,依据内蒙古大兴安岭森林资源清查的标准木、样木和样地数据,构建了区域内5种主要树种(组)树高曲线,计算出各样地内样木树高,再经筛选得到各树种优势木数据并编制其立地形表,然后基于地形和土壤等环境因子与立地形之间的数量关系,拟合立地形估测模型。在此基础上,使用林区二类调查数据中的地形和土壤因子,估测林区内所有小班的立地形,得到林区林地立地质量等级及其分布情况。最后根据三期固定样地资料和林区现实林分状况,综合确定各立地质量等级的森林生产潜力,由此来实现林区森林现实生产力状况与生产潜力对比分析评价。结果表明:分等级的树高曲线符合林木生长规律,根据样地等级计算样木树高,筛选优势木,采用理查兹模型的导向曲线和标准胸径编制立地形表的方法可行;由评价结果来看,林区林地质量整体较好,林地质量等级为好和中等的分别占56.59%和29.05%,合计高达85.64%;林区98.38%的森林未达到林地生产潜力水平,特别是中幼龄林的年平均生产力(2.63m~3·hm~(-2)·a~(-1))仅为潜在水平的41.10%;林区内中幼龄森林占比较大,且抚育经营潜力巨大,通过森林抚育,森林蓄积量测算能增加1656.10×10~4m~3。因而,基于森林清查资料和二类调查数据库,在中国森林立地类型分类体系下的二级区内,结合多个树种(组)对区域内的林地质量进行评价并对其生产潜力进行测算的方法可行、实用,值得推广。
辽宁省旱灾时空格局研究

以历史旱灾记录为数据源,以县域为面积单元,以不同年代降水量距平的空间分布为参照,研究并分析了辽宁省1949~ 2009年以来旱灾发生空间格局及其时间变化特征。结果表明:辽宁省年干旱县数比率平均值为49.3%,大多数年份在30%以上;夏季、春季干旱县数比率平均值分别为40.7%、33.4%,秋季、冬季则分别为11.8%和12.0%,即夏季、春季发生干旱县的比例明显高于秋季和冬季。辽宁省各地发生干旱的频率以辽西北和辽东半岛为最高,多数县市在50%以上;丹东和铁岭地区大部以及本溪西部和沈阳北部次之,为40%~50%;抚顺和本溪东部以及铁岭东部再次之,为30%~40%;而沈阳南部、辽阳、盘锦、营口北部最低,为26%~30%。20世纪50年代、60年代年尺度干旱频率辽西北大部分县市基本保持稳定,达50%以上,其他地区则表现出不同程度的降低趋势;70年代与50年代和60年代相反,辽东半岛、辽东丘陵地区上升至50%以上,而辽西北地区下降到20%~50%;80年代、90年代和00年代干旱频率空间格局又与50年代和60年代类似,干旱多发生区主要在辽西北和辽东半岛。辽宁省干旱灾害频率是孕灾环境、致灾因子、承灾体和干旱灾害管理综合作用的结果。
不同基质和促根剂对灰木莲嫩枝扦插生根的影响

【目的】灰木莲在我国自然状态下只开花很难结实,即使少量结实,种实畸形,芽苗质量较差,而引进的种子品质参差不齐,在一定程度上制约了该树种人工资源的培育和开发利用。用不同促根剂处理灰木莲嫩枝插穗扦插于不同基质,初步筛选合适的生根基质,以及适宜的促根剂种类、浓度及处理时间。【方法】以灰木莲当年生枝条为试验材料,剪取中上部枝条做插穗,长8~ 10 cm,去除顶芽,每个插穗保留上部3个叶片,每片叶保留约1/4,用ABT-1号生根粉1 000 mg/L溶液处理插穗10 s,分别扦插于泥炭、蛭石、珍珠岩、黄泥土、河沙基质,以及V(珍珠岩)∶V(蛭石)= 1∶1、V(珍珠岩)∶V(泥炭)= 1∶1、V(珍珠岩)∶V(泥炭)= 3∶1、V(泥炭)∶V(蛭石)= 1∶1、 V(泥炭)∶V(蛭石)= 3∶1等5种复合基质,共10种基质,研究不同类型基质对插穗生根的影响。采用正交试验设计,选用ABT-1号、IBA和IAA 3种促根剂,每种促根剂设计500、1 000、1 500 mg/L 3个质量浓度梯度,处理时间为10 s、1 min、30 min,扦插在V(泥炭)∶V(蛭石)= 3∶1的复合基质中,研究促根剂种类、质量浓度和处理时间对灰木莲嫩枝插穗生根的影响。扦插完成后,抽样观测插穗切口及形态变化,统计愈伤组织产生的时间、插穗开始生根及大量生根的时间; 4个月后进行移栽并同时调查统计生根率、生根数量、平均根长、最长根长,并结合根系效果指数法对生根效果进行综合评价。【结果】灰木莲插穗的生根过程大致可分为4个阶段:①0~ 15 d,切口愈合,诱导及生成愈伤组织; ②≥15~ 40 d,愈伤组织逐渐增多; ③≥40~ 60 d,不定根从皮部或愈伤处生出; ④60 d以后,不定根大量增多。插穗生根类型以皮部生根型为主,兼具愈伤组织生根型和混合生根型(即愈伤组织部位和皮部均有不定根生成)。以V(泥炭)∶ V(蛭石)= 3∶ 1为最佳生根基质,插穗生根率为47.92%,生根数量为8. 03,根长为5.20 cm,根系效果指数达到1.310,生根效果最好。正交试验表明:对生根效果产生影响的因素主次顺序为处理时间>促根剂种类>促根剂浓度;用质量浓度为1 000 mg/L的IBA处理插穗基部10 s时,生根率达到51.07%,根长为5.53 cm,根数为5.6条,根系效果指数可达到0.972。【结论】用灰木莲当年生嫩枝作插穗可进行扦插繁殖;复合基质促进插穗生根的效果显著优于单一基质;综合考虑选用质量浓度为1 500 mg/L的IBA处理插穗基部10 s,得到的扦插生根效果可能会更好。
浅析动水法在混凝土衬砌渠道应用中的局限性

混凝土衬砌渠道在应用动水法时其结果往往差强人意,甚或毫无意义,明晰其误差产生原因,有利于明确动水法的实际应用。本研究以石津灌区四干三分干南四支混凝土衬砌渠道为实例,通过变水位静水法测验建立了渗漏强度函数,并以同年度流量观测资料拟合了渠道流量与水深的函数关系。基于两函数,以水量平衡原理为依据,模拟1km渠道长度时动水法的实施情况。实例分析结果表明,当流量在0.4~0.8m~3/s情况下,1km渠道上下游断面流量损失为3.615~4.130×10~(-3) m~3/s,水位落差介于2.415~3.026mm。混凝土衬砌渠道渗漏量很小,1km渠道渗漏量引起的水位下降常不足5mm。动水法中水深观测常用的水尺,在流动水中已很难保证如此高精度的观测,可见混凝土衬砌渠道的测渗工作当谨慎采用动水法。
不同产地杜仲生长特性及叶中主要有效成分含量的差异与动态变化

为了确定杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)叶片的最佳釆收期并筛选出叶中有效成分含量高的杜仲,本研究以不同产地2年生杜仲苗为研究对象,对其各生长特性指标进行了测量,并采用硝酸铝-亚硝酸钠比色法和反相高效液相色谱法分别测定了其叶中总黄酮、绿原酸及桃叶珊瑚苷3种主要有效成分的含量。结果表明:河南三门峡地区的杜仲株高、地径、叶面积、周长指标均高于河北保定地区,且各指标差异均显著。随着时间的延长,两个产地杜仲的株高生长整体呈“S”型曲线,且地径生长略滞后于其株高生长。不同产地杜仲叶中桃叶珊瑚苷与总黄酮含量存在显著差异,绿原酸含量差异不显著,并且河北保定地区杜仲叶中3种主要有效成分总值高于河南三门峡地区。河北保定地区杜仲叶中绿原酸和桃叶珊瑚苷含量在7月中旬达到较高,总黄酮含量在8月中旬达到最高。综合3种主要有效成分含量的动态变化趋势可以确定采收期在7月中旬到8月中旬之间较为适宜。
StNHX1基因过表达对盐胁迫下菜用大豆结瘤固氮的影响

盐胁迫严重影响菜用大豆结瘤固氮过程,提高盐胁迫下菜用大豆结瘤固氮效率对提高菜用大豆产量具有重要意义。采用砂培方法,以转StNHX1基因菜用大豆(T4)为试验材料,研究了在50mmol NaCl胁迫下 StNHX1基因过表达对菜用大豆结瘤固氮的影响。结果显示:转基因株系种子粒数、种子重量及根瘤数目均显著高于非转基因株系(WT);转基因株系根瘤中Na+含量显著低于WT,K+及脯氨酸含量均显著高于WT。转基因株系的全氮、豆血红蛋白含量及谷氨酰胺合成酶活性均显著高于WT。经qRT-PCR分析,5个结瘤固氮关键基因(GmENOD40a、GmENOD40b、GmLba、GmGS1β1和GmGS1β2)在转基因株系中的相对表达量均显著高于WT。以上结果表明,盐胁迫下,过表达StNHX1基因显著增强了菜用大豆的结瘤固氮能力,进而提高了菜用大豆的产量。
1,8-萘啶衍生物的抗癌作用

1,8-萘吡啶衍生物因其具有多种生物活性尤其是抗癌活性而受到研究人员的特别关注。1,8-萘吡啶生物抗癌机制主要包括抑制DNA拓扑异构酶II、抑制微管蛋白的聚合、抑制成纤维生长因子受体1激酶的活性、抗血管生成以及通过上调促凋亡蛋白使细胞凋亡等。该文对1,8-萘吡啶生物作用机制的研究进展进行综述,以期对合成新的1,8-萘啶衍生物,并进一步探索其生物活性提供参考。
基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器研究

为实现农用拖挂车的避障控制,设计了一种基于非线性模型预测控制的避障控制器。考虑到农用拖挂车的避障控制需要同时顾及拖车与挂车的位姿状态,基于刚体运动学和非完整约束条件推导了农用拖挂车的运动学模型,并基于该运动学模型建立了农用拖挂车的位姿状态预测模型。在此基础上,基于改进的禁区惩罚函数设计了优化目标函数,从而完成了基于非线性模型预测控制的农用拖挂车避障控制器的设计。仿真结果表明,农用拖挂车避障控制器能够在较复杂工况下同时控制拖车与挂车实现避障,农用拖挂车各车桥端点轨迹与障碍物中心之间的最小距离减去障碍物半径与安全裕度之和的结果均大于或等于0 m。
热钾碱溶液脱除沼气中CO_2反应机制与相际传质研究

对CO_2气液吸收过程进行了化学平衡热力学研究,计算了吸收反应体系的独立反应数,提出了4独立反应理论。根据对独立反应平衡常数的计算,认为H_2CO_3电离为H~+和HCO_3~-,虽然其平衡常数仅为6.018 9×10~(-7),但由于溶液中CO_3~(2-)离子的大量存在,使得H~+浓度很低,因此H_2CO_3电离度不可忽略。在此基础上,提出了CO_2气液吸收过程串并联复杂反应机理,认为CO_2吸收速率是由其分别与H_2O和OH~-两条平行反应路线共同决定的。分析了CO_3~(2-)离子的关键作用:该离子与H~+作用直接促进了CO_2吸收过程;由于溶液中H~+离子浓度很低,导致OH~-离子浓度升高,从而间接加快了CO_2与OH~-离子之间的反应速率。应用双驱动反应器,采取H_2O-CO_2体系对气液相际传质过程进行了研究,当气相搅拌转速达到140 r/min以上时,气膜传质阻力可忽略不计;通过线性回归分析,关联了液相传质系数与液相搅拌转速之间的关系,得到了回归关联式,计算误差最大值为11.312%,认为关联式真实可靠。
小麦倒伏信息无人机多时相遥感提取方法

采用两期无人机可见光遥感图像,对灌浆期冬小麦倒伏图像特征及倒伏信息提取方法进行研究。从增强图像空间域方面,对图像进行二次低通滤波,获取地物散点图,以散点存在明显分界线为判定标准,选出小麦倒伏信息提取的单特征,对两单特征线性拟合构建倒伏小麦两时期提取特征参数F_1和F_2,再以两特征参数相似性构建综合特征参数F_3。将特征参数结合K-means算法提取冬小麦倒伏信息,整体精度(OA)达86.44%以上,Kappa系数达0.73以上,倒伏信息提取精度(F)为81.07%以上,因此综合特征参数可作为两个时期冬小麦倒伏信息提取特征参数。分别用本文方法、支持向量机、神经网络法和最大似然法提取验证区域倒伏小麦信息,经验证,本文方法提取小麦倒伏信息整体精度(OA)达86.29%以上,Kappa系数达0.71以上,倒伏信息提取精度(F)达80.60%以上;其他3种常用方法提取的整体精度(OA)为69.68%~87.44%,Kappa系数为0.49~0.72,倒伏信息提取精度(F)为65.33%~79.76%。结果表明,本文方法整体精度和倒伏信息提取精度均高于目前常用分类方法。因此,综合特征参数与K-means算法对冬小麦在灌浆期倒伏信息提取具有一定的准确性和适用性。
森林BDS/GPS组合定位算法与精度分析

针对在森林资源调查和监测中需要实现高精度定位和导航的问题,在鹫峰国家森林公园选择以栓皮栎为主要树种的实验区,采用三鼎T-23型多频三星接收机和u-blox NEO-M8T多星座接收模块,对林下观测点进行定位观测,通过系统间时空统一并采用合理的观测值定权方法,利用BDS和GPS观测数据,建立森林BDS/GPS组合定位算法,将算法写入RTKLIB软件,实现森林观测点三维坐标解算(WGS-84坐标系),最后与单一GPS定位结果进行对比分析。实验结果表明,森林BDS/GPS组合定位卫星可见数为15~23颗,远高于单一GPS定位卫星可见数11颗;BDS/GPS组合定位PDOP值介于0.5~1.8之间,小于单一GPS定位PDOP值,二者变化趋势较为相近;BDS/GPS组合定位与GPS定位卫星信噪比均为10~50 dB,但由于BDS/GPS组合定位卫星可见数较多,其卫星信号更强,信噪比更为稳定。BDS/GPS组合定位结果在X、Y、Z方向的理论精度分别为2.603、3.302、3.125 m,单一GPS定位结果分别为2.382、4.669、4.344 m;BDS/GPS组合定位结果在X、Y、Z方向的实际精度分别为3.112、3.542、4.073 m,单一GPS定位结果分别为4.946、5.254、7.274 m。
基于热红外遥感影像的作物冠层温度提取

热红外影像较难直接提取作物冠层区域,因而无法获得较精准的作物冠层温度。本文以拔节期的玉米为研究对象,利用六旋翼无人机搭载热红外成像仪和大疆精灵四Pro无人机,获得热红外影像及正射影像。基于高分辨率正射影像,采用改进的Canny边缘检测算子、支持向量机(Support vector machine,SVM)和小波变换3种方法提取玉米冠层区域,将提取结果进行二值化处理后,在热红外影像中以此生成掩膜并提取玉米冠层温度。应用提取的矢量面分析提取效果并对3种提取算法的精度进行评价。实验结果表明,改进的Canny边缘检测算子提取效果最优、SVM算法次之、小波变换最差,提取精度分别为87.3%、74.5%、68.2%。同时,将手持测温仪测得的玉米冠层温度与提取的冠层温度进行误差分析,结果表明,基于改进的Canny边缘检测算子提取的玉米冠层温度与地面实测值相关性最高,决定系数R~2=0.929 5,SVM算法决定系数R~2=0.895 7,小波变换决定系数R~2=0.876 0。改进的Canny边缘检测算子能够更好地提取玉米冠层区域,获取更加精确的玉米冠层温度,从而能够更有效地监测玉米生理状况,进行旱情预测,制定合理的灌溉、施肥措施以提高玉米产量。
基于无人机遥感与卷积神经网络的草原物种分类方法

基于无人机高光谱成像遥感系统,在400~1 000 nm波段内采集低矮、混杂生长的荒漠草原退化指示物种的高光谱图像信息。分别在退化指示物种的开花期、结实期和黄枯期进行飞行实验,飞行高度30 m,高光谱图像地面分辨率2.3 cm。采用特征波段提取与深度学习卷积神经网络相结合的方式,提出一种荒漠草原物种水平分类的方法,结合植物物候给出了中国内蒙古中部荒漠草原物种分类的推荐时相,总体分类精度和Kappa系数平均值分别达到94%和0.91。研究结果表明,无人机高光谱成像遥感技术及深度卷积神经网络可以较好地实现荒漠草原退化指示物种的分类,与基于径向基核函数的支持向量机、基于主成分分析的深度卷积神经网络分类法相比,基于特征波段选择的深度卷积神经网络分类法效果最好,分类精度最高。无人机搭载高光谱成像仪低空遥感和卷积神经网络法提供了一种草原物种水平分类的途径。
随动式残膜回收螺旋清杂装置设计与试验

针对目前残膜回收含杂率高的问题,根据随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机工作原理,提出了一种螺旋清杂装置。阐述了该装置的结构组成和工作原理,对其关键部件双向螺旋输送器进行了分析和参数设计。利用EDEM软件建立了棉秆-土壤-螺旋清杂装置的三维离散元模型,模拟仿真了棉秆和土壤混合颗粒的清理输送过程,以螺旋清杂装置结构参数螺距系数、螺旋叶片直径和出料口间隙为试验因素,以平均颗粒速度、平均纵向颗粒速度、质量流率及旋转轴总力矩为试验指标进行正交仿真试验,分析了3个试验因素对各项指标影响的显著性及主次顺序,试验结果显示螺旋清杂装置最优参数组合为:螺距200 mm,螺旋叶片直径200 mm,出料口直径220 mm。在该参数组合下制作螺旋清杂装置,与随动式残膜回收秸秆粉碎联合作业机进行装配,并进行了性能试验,结果显示清杂装置清理棉秆、土壤等杂质效果符合设计要求,回收残膜平均膜杂分离率为89.51%。
三七超窄行气吸式精密排种器设计与试验

三七播种行株距均为50 mm左右,属于密集型精密播种。为实现三七超窄行精密播种,设计一种超窄行气吸式精密排种器。通过理论计算与数值模拟,确定主要结构参数;以云南文山三七种子为播种对象,基于EDEM离散元软件,对水滴形窝眼孔加工倾角影响充种性能进行仿真模拟试验,得出较佳加工倾角为50°;以吸孔负压、排种轮转速和种层高度为影响因素,以合格指数、重播指数、漏播指数和各行排量一致性变异系数为试验指标,进行三因素二次回归正交旋转组合试验。试验结果表明:影响合格指数的主次顺序为吸孔负压、排种轮转速、种层高度;当种层高度为50 mm、排种轮转速为34~48 r/min、吸孔负压为560~660 Pa时,合格指数大于93.0%,重播指数小于3.5%,漏播指数小于3.5%,各行排量一致性变异系数小于3.0%,满足三七播种要求。
基于深度学习的群猪图像实例分割方法

群养饲喂模式下猪群有聚集在一起的习性,特别是躺卧时,当使用机器视觉跟踪监测猪只时,图像中存在猪体粘连,导致分割困难,成为实现群猪视觉追踪和监测的瓶颈。根据实例分割原理,把猪群中的猪只看作一个实例,在深度卷积神经网络基础上建立PigNet网络,对群猪图像尤其是对粘连猪体进行实例分割,实现独立猪体的分辨和定位。PigNet网络采用44层卷积层作为主干网络,经区域候选网络(Region proposal networks,RPN)提取感兴趣区域(ROI),并和主干网络前向传播的特征图共享给感兴趣区域对齐层(Region of interest align,ROIAlign),分支通过双线性插值计算目标空间,三分支并行输出ROI目标的类别、回归框和掩模。Mask分支采用平均二值交叉熵损失函数计算独立猪体的目标掩模损失。连续28 d采集6头9.6 kg左右大白仔猪图像,抽取前7 d内各不同时段、不同行为模式群养猪图像2 500幅作为训练集和验证集,训练集和验证集的比例为4∶1。结果表明,PigNet网络模型在训练集上总分割准确率达86.15%,在验证集上准确率达85.40%。本文算法对不同形态、粘连严重的群猪图像能够准确分割出独立的猪个体目标。将本文算法与Mask R-CNN模型及其改进模型进行对比,准确率比Mask R-CNN模型高11.40个百分点,单幅图像处理时间为2.12 s,比Mask R-CNN模型短30 ms。
全量秸秆粉碎条铺与种带分型清秸装置设计与试验

为全面实现秸秆禁烧还田资源化利用,针对长江中下游稻麦轮作区秸秆量大、传统秸秆粉碎还田机后茬作物播种难、缠秸增阻、功耗高等问题,结合江苏地区稻茬地小麦播种农艺要求,利用动刀高速反转捡拾粉碎功能形成秸秆流充斥型腔,设计了一种全量秸秆粉碎条铺与种带分型清秸装置,可一次完成秸秆粉碎、行间覆秸、种带清秸以及配套后续种床整理、施肥播种、覆土镇压等复式作业工序。对秸秆捡拾粉碎装置、分流调控装置、传动系统等关键部件进行理论分析,确定相关结构和位置参数,以旋转刀轴转速n、导流板径向距离τ、整机行走速度v为性能试验影响因素,选取碎秸合格率ε_1和种带清秸率ε_2为评价指标,设计三因素三水平正交试验。结果表明:影响评价指标ε_1、ε_2显著性的主次因素分别为n、v、τ和τ、v、n,综合分析选择较优的因素水平组合为n=2 000 r/min、τ=20 mm、v=1.0 m/s,此时ε_1=93.42%、ε_2=92.71%,能够发挥整机最佳工作性能;田间验证试验结果表明:较优的因素水平组合下ε_1均值为91.25%、ε_2均值为90.54%,符合相关行业技术标准和农艺要求。
弹齿式清秸装置防止残茬回带机构设计与试验优化

为解决2BMFJ系列玉米免耕播种机清秸装置侧向抛撒残茬时,清秸工作部件残茬回带和动土量较大问题,设计了一种弹齿式清秸装置防止残茬回带机构,通过理论分析确定关键部件主要结构参数,应用三因素三水平正交试验法,以机具作业速度、清秸弹齿与带轮圆周外法线方向后偏角和主动带轮转速为试验因素,以残茬清除率和残茬回带率为评价指标,对影响清秸装置性能的结构与作业参数进行试验与优化研究,试验结果表明:在机具作业速度2.0 m/s,弹齿与带轮圆周外法线方向后偏角30°,主动带轮转速450 r/min时,残茬清除率95.5%、残茬回带率1.38%。该机构在保证作业幅内残茬清除质量的同时,可有效减少残茬回带,为2BMFJ系列原茬地免耕播种机高质量种床准备、提高防堵性能提供了技术支撑。
化肥减施增效关键技术研究进展分析

化肥作为现代农业生产基础物质之一,对保障粮食生产安全和农业高效高产具有重要作用,但因其长期盲目过量施用所引发的系列农产品安全、环境污染及资源浪费等问题日益突显,如何有效权衡粮食产量品质及生态安全与化肥减施增效间关系成为需要解决的系统工程问题。根据对科学施肥技术迫切需求,综合评价了中国化肥施用现状与形势,重点阐述分析了国内外测土配方施肥、缓控释肥施用、精准变量施肥、灌溉施肥及部分大宗农作物典型施肥等现代施肥技术的研究进展、技术特点、应用概况及存在问题等。在此基础上,结合可持续农业发展需求分析了我国化肥施用的发展趁势,提出未来主要发展建议,为构建符合中国国情的化肥减施增效科学管理技术体系及相关研究提供参考。
小粒种子电动播种机作业质量监测系统设计与试验

为了实现蔬菜小粒种子电动播种机作业过程的实时监测,提高小粒种子播种机智能化水平,基于多传感器检测技术和可视化技术,设计了小粒种子电动播种机作业质量监测系统,并进行了播种试验。试验表明:作业质量监测系统可实现对粒径0.5~1.5 mm蔬菜小粒种子播种过程的实时监测,其播种量监测精度达96%,种子漏播监测精度达92.3%,实时落种影像采集精度达95%,解决了由于蔬菜小粒种子粒径小、质量轻不便于实时监测的问题,提高了播种机播种精度和作业质量。
基于GNSS与视觉融合的山地果园无人机航迹控制

为精准控制无人机航迹稳定、准确进行山地果园的航空植保作业,以四旋翼无人机为载体,设计了基于GNSS与视觉导航融合的山地果园无人机植保航迹控制系统。该系统由无人机飞行平台和地面控制站两部分组成。其中,无人机平台由四旋翼无人机、内环飞控、GNSS移动站、RGB相机、无线视频发射模块和电子罗盘组成;控制站由GNSS基站、飞行控制模块、便携式计算机、无线视频接收模块和视频采集模块组成。基于Python语言,结合OpenCV库,设计了果树行识别算法。采用线性组合算法提取目标行作业区域,利用最小二乘法对作业区域中心点进行拟合,得到果树行趋势线,进而计算出偏航角,以实现无人机作业航迹控制。山地苹果园的导航控制试验结果表明,当无人机飞行速度为2 m/s,距离果树冠层高度约2 m,相机倾角为46°,视觉导航控制率为2次/s时,该系统航迹控制误差范围为-47~42 cm,平均误差为-9 cm,系统控制精度较高,可满足无人机对山地果园植保作业的要求。
基于衍射重构技术的作物真菌病害孢子微型检测装置

为了解决现有孢子检测系统体积大、成本高等问题,提出了一种基于衍射重构技术的作物真菌病害孢子检测方法。根据惠更斯-菲涅尔原理、角谱理论,利用衍射成像复合重构计算设计了一种包含富集、进样机构的真菌病害孢子检测系统。该系统可以定时完成富集、进样、拍摄、重构和检测等操作,并通过重构算法实现对真菌病害孢子原像的重建,根据重构后的图像提取面积(Area)、细度(Thinness ratio)两个重要形态学特征,对稻瘟病孢子进行检测识别。实验结果表明,所设计装置对稻瘟病孢子的检测结果与人工显微镜识别结果高度线性相关,决定系数为0.99,平均检测误差为5.91%,具有较好的准确性。
LM-BP神经网络在震后建筑损失评估模型中的应用

当前震后建筑经济损失评估模型得到的震后建筑经济损失评估精确度、效率低,针对单一神经网络易产生局部极值等问题,对神经网络方法进行了改进,提出LM-BP神经网络在震后建筑损失评估模型中的应用。输入样本要素为影响震后建筑经济损失的5项因素,输出样本是震后建筑经济损失评估结果,在此基础上采用LM-BP神经网络将训练转化成最小二乘问题,结合LM算法重新定义隐含层节点数量,构建基于LM-BP的神经网络震后经济损失评估模型,采用该模型获取最优震后建筑经济损失评估结果。仿真实验结果表明,所设计的评估模型最小评估误差为0.1%,相比同类模型具有高精确度的优势,是一种可靠的震后建筑经济损失评估模型。
基于树根桩加固的震后公路路基边坡综合修复技术

为实现震后路基边坡的快速修复,提出基于树根桩加固的震后公路路基边坡综合修复技术。根据路基震害及地质环境对路基边坡的影响分析因素,采用树根桩技术及气泡轻质填土技术修复路基边坡;利用三维有限差分法模拟树桩加固气泡轻质填土修复后路基边坡得到参数值,再结合强度折减法计算得到的路基边坡稳定系数,最后得到优化树根桩的设计参数,以实现震后路基边坡综合修复。以上方法通过仿真模拟实验,得到最优的树根桩排距为2.5dm。
石墨烯/氧化锌纳米棒阵列复合涂层的研究与应用

采用水热合成法在不锈钢丝上原位生长氧化锌纳米棒(ZNRs),以其为基底进一步通过浸渍法涂覆石墨烯(GO)薄层,制备GO/ZNRs复合固相微萃取(SPME)涂层,与气相色谱(GC)联用应用于水样中芳香族物质的快速检测。研究了萃取方式、萃取时间、萃取温度、盐浓度大小对萃取效率的影响,确定了最优的固相微萃取条件。本实验目的在于利用GO超高的比表面积,让其分散于ZNRs表层,再次加大GO的比表面积,从而加强GO的萃取效果。所建立的分析方法的线性范围为0.5~50 μg/L,其线性相关系数(R~2)均在0.98~0.99之间,检测限为0.1~0.25 μg/L。
中国地方政府财政赤字率的时空演变--地理监视的应用

运用重心模型、时空跃迁和地理监视揭示了中国地市财政赤字率的时空演变规律与空间相互作用。①赤字率重心西移,地域不均衡。②赤字率分布具有路径依赖和空间溢出效应。③经济越落后赤字风险越高,赤字冷点区集中于沿海且消退;热点区东扩且风险上升。④赤字累积风险顺地势阶梯递减。⑤广大中东部地市为非预警区,继续积极财政政策,但支出需偏向社会福利,依靠内需拉动经济增长;预警区多为中西部工业城市,应增强内生动力以实现财政与经济长期协调发展;调控区集中于青藏高原及边缘,中央应加大扶持民生,减轻地方压力。
喹烯酮在电沉积超高纯单壁碳纳米管修饰电极上的电化学研究及测定

用电化学沉积法将超高纯单壁碳纳米管沉积于金电极表面,制备得到超高纯单壁碳纳米管修饰电极。采用循分脉冲伏安法研究了喹烯酮在该修饰电极上的电化学行为。与裸电极相比,修饰电极的峰电流为裸电极的2700倍,具有显著增强效应。优化了相关电化学实验条件。在最佳条件下,在5.0×10~(-8)~1.0×10~(-6) mol/L范围内,喹烯酮浓度与峰电流呈良好的线性关系,检测限为1.73×10~(-8) mol/L(S/N=3)。
广州城市流浪乞讨者的空间管治与日常生活实践

以广州流浪乞讨者为研究对象,通过深度访谈等质性研究方法,解读针对流浪乞讨者的空间管治政策与手段,分析流浪乞讨者的日常生活实践与生境协商。研究发现:在地方城市政策对流动性与公共秩序限制的双重压力下,在流浪乞讨者的日常生活实践中,不仅有针对管治行动者而刻意为之的特殊营建,亦有基于程式化生活流程对自我身份认同的重塑与真情实感的展演。地方政府基于空间目标的救助与真实存在的日常生活实践存在着一种张力。研究关注了城市边缘群体日常生活对地理意义的主动塑造过程,对全面理解并规范管理中国城市流浪乞讨现象具有借鉴意义。
吉林省生态旅游与旅游环境耦合协调度的时空演化研究

构建生态旅游与旅游环境评价指标体系,运用熵值赋权法与综合评价法,测算了2006~2017年吉林省各地级市州生态旅游与旅游环境发展的综合评价指数,借助耦合协调模型测度吉林省各地级市州生态旅游与旅游环境的耦合协调等级与演化情况。研究表明:1吉林省生态旅游综合发展水平地区差异明显,旅游环境发展呈现不均衡特征,发展层级的极化效应愈加明显;2生态旅游与旅游环境系统的耦合协调水平整体偏低,生态旅游与旅游环境子系统的耦合表现有所差异,旅游环境总体发展滞后于生态旅游发展;3 2006~2017年吉林省生态旅游与旅游环境的整体耦合协调度均为濒临失调型和初级协调型,生态旅游与旅游环境的整体协同效应较前期有所减弱:④生态旅游与旅游环境耦合的协调度与生态文明呈现正向关系,生态旅游与旅游环境的协调水平愈高,区域生态文明发达程度也较高。
洞庭湖区土地生态系统的服务价值时空变化

采用5期遥感影像数据,在ArcGIS等软件支撑下,运用当量因子法、空间自相关分析法,估算洞庭湖区土地生态系统服务价值,探究其时空变化。结果表明:① 1995-2015年洞庭湖区林地面积持续减少,未利用地面积稳步增加,林地与未利用地面积的增减主导着区域土地利用变化。② 1995-2015年洞庭湖区土地生态系统服务总价值经历1995-2000年的陡增后不断下降,近20年来累计减少21.64亿元,减少幅度为1.06%,林地面积减少是洞庭湖区土地生态系统服务总价值减少的根本原因。③从土地生态系统服务价值结构变化来看,1995-2015年洞庭湖区除废物处理价值有小幅增加外,其他各项生态服务价值均有不同程度的下降,但生态环境保育始终是洞庭湖区土地生态系统的主要功能。④ 1995-2015年洞庭湖区土地生态系统服务价值分布的空间自相关性较为显著,格局变化较明显,高值区、低值区趋于集中,高-高类型区在西部的沅江流域常德段有所减少,向东部的汨罗江流域快速扩展,低-低类型区集中在北部、南部、西部的城镇相对密集区并沿城镇发展轴逐步扩张凝结成带片状。
基于卫星遥感数据的森林病虫害监测与评价

森林病虫害由于在森林资源中造成的重大破坏而被人们称为“不冒烟的火灾”,其对生态系统的研究具有重要意义。现有基于遥感数据的病虫害研究多集中在森林病虫害的监测、爆发原因以及发病区域内生产力的变化情况,而对于森林病虫害发生后森林中植被指数与叶面积指数之间的相关性的变化情况还相对较少,处于需要持续性深入探讨的阶段。以加拿大不列颠哥伦比亚地区2002-2012年森林病虫害数据为基础,分析不同严重程度的病虫害对叶面积指数(LAI)与归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)的影响。结果表明:①受病虫害感染的像元在轻度(Light)、中度(Moderate)和重度(Severe)三个严重级别中,NDVI与 LAI之间的相关性由弱变强,又由强变弱;② EVI与LAI之间的相关性,在轻度(Light)、中度(Moderate)和重度(Severe)三个严重级别的像元中则依次变强。这一研究将为今后利用遥感数据识别病虫害、评价生态系统影响提供基础。
1982-2014年中国沿海地区归一化植被指数(NDVI)变化及其对极端气候的响应

基于1982-2014年GIMMS NDVI3g数据集,分析中国沿海地区生长季归一化植被指数(NDVI)的时空变化特征,探讨NDVI对极端气温和极端降水年尺度和月尺度的响应特征。结果表明:中国沿海地区及其子区域NDVI均呈上升趋势,且该趋势具有一定持续性;江南及其以南各子区域的NDVI高于江南以北,但长江三角洲、珠江三角洲等地区NDVI下降较明显,而江南以北沿海地区NDVI多呈上升趋势。NDVI在东北沿海西部、华北和黄淮沿海各子区域与极端气温暖指数(暖昼日数和日最高气温的极高值)多呈负相关,在其他沿海地区多呈正相关。NDVI与极端气温冷指数(冷昼日数和日最低气温的极低值)在整个沿海地区基本呈负相关,且对冷指数的响应具有一定滞后性;江淮(含)以南各子区域的NDVI与气温日较差多呈正相关,以北基本呈负相关。NDVI在黄淮以北与极端降水之间一般呈正相关,在黄淮(含)以南和东北沿海中东部地区多呈负相关,黄淮(含)以北各子区域的NDVI对极端降水的滞后效应较明显。
乍得Bongor 盆地基岩潜山储层特征与影响因素研究

基岩潜山油气藏是油气勘探的重要领域。本文以覆盖Bongor盆地主要潜山构造带的高精度三维地震资料,近百口基岩钻井的岩心资料和系统解释成果为基础,对基岩储层的特征、展布规律及影响因素进行精细研究。通过开展岩心观察和镜下分析,明确了Bongor盆地基岩以花岗岩、正长岩和二长岩等岩浆岩和混合花岗岩、片麻岩等变质岩为主,基岩储集空间以破碎的粒间孔、构造裂缝和溶蚀孔洞为主。主要潜山带上的基岩钻井揭示潜山储层纵向上具有分带性,位于潜山顶部的风化壳和破碎带储集条件好,向下进入潜山内部储集条件逐步变差,平面上基岩储层分布广泛,但非均质性强,不同构造部位储层厚度和品质差异较大。通过对潜山构造带的构造恢复和地震、测井、岩心综合研究,明确Bongor盆地潜山储层主要受古构造位置、基岩岩性与矿物成分及构造活动的影响。位于构造高部位的潜山较低部位潜山基岩储层更为发育。长英质矿物较铁镁质矿物脆性强,应力作用下容易产生裂缝,沿着裂缝发生溶蚀而形成孔洞,富长英质矿物层段比铁镁质矿物层段储层品质更好。受构造活动的影响,主要断裂带附近构造裂缝发育,现今最大主应力方向与主要裂缝方向接近,有利于裂缝的张开与保存。基岩储层特征与影响因素的研究为潜山目标评价和钻前储层预测提供了可能。
贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件: 来自不整合面和裂变径迹的约束

贺兰山构造带及邻区的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中新生代的构造事件及隆升过程是了解这一重要陆内变形带动力学机制的关键所在。本文采用不整合面分析法和低温热年代学方法,综合分析探讨了贺兰山构造带及邻区中新生代的构造事件及其构造演化过程。通过对该地区的野外地质调查,本次在中-新生代地层中由底到顶识别出6个不同类型的不整合面,它们分别是:(1)T2-3/P平行不整合面;(2)J/AnJ角度不整合面-微角度不整合面;(3)K1/AnK1高角度不整合面;(4)E3q/AnE3;(5)N1/AnN1;(6)Q/AnQ。在T3d3、J2y和K1变形前锋,可见与逆冲-褶皱造山带相关的同构造沉积生长地层,其在形态上表现为超覆、削截,在黄草滩等地局部与倒转背斜相伴生。这些不整合和生长地层是构造活动的直接证据。本次研究对采自该地区的12件样品分别进行了磷灰石、锆石裂变径迹测年及热史模拟分析。结果表明,裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为中侏罗世-晚侏罗世(168~159Ma)、早白垩世末(139~91Ma)、晚白垩世末(79~66Ma)、始新世(59~50Ma),反映出该地区在这4个时期发生了明显的冷却抬升事件,且这4期构造事件与野外观察到的地质特征有很好的地质响应。同时,热史模拟表明该地区整体上经历了晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世末-始新世3期快速隆升事件。综合研究表明,该地区主体逆冲褶皱的时间是从中侏罗世开始,早白垩世末构造运动最强烈,新生代又有所活动。
宝坻断层的几何学与运动学特征: 兼论燕山褶皱带与渤海湾盆地的构造关系

宝坻断层是渤海湾盆地西北缘的边界正断层,地处燕山褶皱带与渤海湾盆地耦合的关键部位。宝坻断层处在古亚洲构造域与太平洋构造域的交叠部位,经历了复杂的构造演化过程,其在中生代-新近纪的构造活动控制了武清凹陷的沉积和构造演化。宝坻断层整体走向近EW向,延伸长度约68km,最大位移达14.2km,滑脱面深度约10~15km。横向上其主体断面及滑脱面均存在较明显的分段性,通过3个垂向转折轴面可划分为4段。剖面上该断层大部分呈上陡下缓的犁式正断层特征,中段部分区域为“坡坪式”结构。宝坻断层整体位移在横向上的变化与其几何学上的分段有着较好的相关性,表明其现今多次转折的结构与其生长过程密切相关。古近系底面、东营组底面及新近纪底面位移-距离曲线特征表明,沙河街组沉积期,各个断层在相对独立发育后,因横向生长而逐渐发生硬连接,至东营组沉积期之前形成整体断面,其活动于新近纪逐渐减弱,所控断陷规模萎缩。中生代以来,武清凹陷-燕山褶皱带主要受三叠纪、早中侏罗世、中晚侏罗世、白垩纪、古近纪和新近纪-第四纪6个构造演化阶段的影响,其中,三叠纪-侏罗纪末期,武清凹陷与燕山褶皱带经历了相似的构造演化过程,而自白垩纪以来,两者的构造-沉积响应出现了明显的分异。因此对宝坻断层及武清凹陷的构造解析对厘定燕山构造带陆内变形的时空范围及其与渤海湾盆地的耦合关系有着重要意义。
四川盆地Guadalupian 统碳酸盐岩稀土元素和碳-锶同位素特征及地质意义

Guadalupian(瓜德鲁普世)晚期是地球演化史中的重要转折期,海退事件、大规模火山作用引起的生物多样性危机,是全球地质灾变的重要组成部分,在扬子克拉通Guadalupian统碳酸盐岩地层中留下了清晰的时空印迹。本文以四川盆地坡渡剖面茅口组顶部的碳酸盐岩地层为研究对象,通过系统的碳、锶同位素、稀土元素测试分析以及生物地层研究,揭示了Guadalupian时期海退事件、峨眉山玄武岩喷发事件的发生与演化过程,并进一步分析了其与生物危机的耦合关系。研究发现,海退事件始于Jinogondolellapostserrata带,海平面降低导致陆源物质供给量增加,引起~(87)Sr/~(86)Sr升高、δ~(13)C_(carb)负偏、稀土总量上升以及Y/Ho比值降低;峨眉山玄武岩喷发开始于J.altudaensis带,火山作用过程中释放的富12C的CO_2冲击了碳循环系统,大量幔源物质输入到海洋,引起了海水碳酸盐~(87)Sr/~(86)Sr、δ~(13)C_(carb)同步负偏移,以及稀土总量与配分模式的急剧改变。Guadalupian时期频繁的水体深度变化,是对峨眉山地幔柱活动的响应。频繁的海退事件造成浅水生物栖息地的不断锐减,持续的火山作用导致大量CO_2、SO_2、Cl2等有毒气体的释放,触发了生物多样性危机由浅水逐步扩大到深海。
干旱内陆灌区不同秸秆还田方式下春小麦田土壤水分利用特征

【目的】针对水资源短缺严重制约干旱绿洲灌区作物生产,传统翻耕产量不稳定及水分利用效率低下等问题,研究不同秸秆还田方式下春小麦农田土壤水分利用特征,旨在优化耕作措施,提高干旱内陆灌区农田的水分利用率。【方法】2014-2016年,在河西绿洲灌区,通过田间定位试验,研究不同秸秆还田方式(少耕,25-30 cm秸秆高留茬立茬还田(NTSS);少耕,25-30 cm秸秆高留茬覆盖还田(NTS);翻耕,25-30 cm秸秆高留茬还田(TS);传统翻耕,无秸秆还田(CT))对春小麦田水分利用的时间动态、耗水结构以及利用效率的影响,以期为优化试区春小麦高产高效栽培管理技术提供理论依据。【结果】少耕秸秆还田可降低春小麦田耗水量,与CT相比,NTSS、NTS分别降低3.1%-7.8%与3.7%-7.7%;NTSS、NTS通过减少春小麦生育前期(灌浆期之前)的耗水,增大生育后期(灌浆初期至成熟期)的耗水量,有效协调春小麦前后生育时期需水矛盾,相比NTSS, NTS处理的调控效应更突出。少耕秸秆还田具有抑制土壤蒸发,减小棵间蒸发占总耗水量(E/ET)的比重,提高水分利用有效性的作用,NTSS、NTS较CT棵间蒸发量分别降低9.3%-17.4%、10.8%-23.3%,较TS分别降低4.0%-5.8%与5.6%-11.4%,以NTS降低棵间蒸发量幅度较大,因而NTS较CT处理E/ET降低6.9%-21.3%。秸秆还田具有增产优势,与CT相比,NTSS、NTS、TS分别增产16.6%-24.9%、18.6%-27.3%、10.2%-18.7%,3个秸秆还田处理中,NTSS、NTS较TS分别增产5.2%-5.9%、7.2%-9.5%。因而,秸秆还田处理具体较高的水分利用效率, NTSS、NTS、TS较CT处理水分利用效率分别提高21.1%-28.3%、26.6%-30.6%、13.1%-20.3%,以NTSS、NTS提高比较大,比TS分别提高6.7%-11.9%、8.6%-13.7%。【结论】在水资源短缺的河西绿洲灌区,集成应用少耕与25-30 cm秸秆立茬及覆盖还田技术是实现春小麦高产、稳产、灌溉水高效利用的理想耕作措施。
合并慢性肾功能不全骨质疏松性骨折患者的围术期治疗

目的探讨合并慢性肾功能不全的骨质疏松性骨折患者的围术期治疗体会。方法回顾性分析2005年12月-2018年7月北京大学人民医院创伤骨科收治的69例合并慢性肾功能不全的骨质疏松性骨折患者的临床资料。所有患者均接受外科手术,围术期行多学科综合评估治疗,术前追溯病情及治疗情况,术后追踪随访指导,并对患者的围术期肾功能、贫血情况、伤口情况及预后等进行总结分析。结果69例中男27例,女42例,年龄30~97(72.5±14.0)岁;其中脊柱压缩骨折9例,髋部骨折39例,桡骨远端骨折3例,肱骨近端骨折7例,四肢骨折11例;合并肾性慢性肾功能不全66例,肾前性慢性肾功能不全1例,肾后性慢性肾功能不全2例。69例患者术前血红蛋白含量(102.5±20.2)g/ L,总蛋白(65.1±7.8)g/L,白蛋白(36.5±5.4)g/L,血钾(4.5±0.8)mmol/L,肌酐(293.5±267.8)μmol/L,肾小球滤过率(EGFR)(41.5±84.0)ml/min;其中慢性肾脏病(CKD)分期Ⅱ期11例,Ⅲ期27例,Ⅳ期9例,Ⅴ期22例。所有患者术后伤口均一期愈合。62例患者获得随访,随访时间(62.3±44.8)个月,10例患者至随访结束时已死亡,其中9例为髋部骨折患者,至随访结束时本研究患者病死率为16.1%。结论合并慢性肾功能不全的骨质疏松性骨折好发于髋部和脊柱。髋部骨折仍然是影响此类患者预后的主要疾患。积极控制原发病是保证患者围术期安全的前提,但慢性肾功能不全仍可能是影响患者出院后预后甚至死亡的重要因素。
突发型黄土滑坡的临界水位研究——以甘肃黑方台黄土滑坡为例

甘肃省黑方台黄土滑坡的现场调查表明,地下水位的上升会导致突发型黄土滑坡发生;典型滑坡水位和变形的同步监测,证实地下水位上升到一定限度后会引起滑坡的变形破坏。为进一步揭示水位对土体破坏的影响,采用三轴常偏应力排水剪试验研究了孔隙水压力逐级增加过程中土体的破坏过程。结果表明,孔隙水压力达到轴向应力26%时会引起土体变形的突然增长并破坏,对应了黑方台地下水位占黄土厚度比例为0.4时会引起坡体失稳,并通过现场调查滑坡水位和黄土厚度验证了试验结果。结合试验和调查,以水位比例建立了这类滑坡的判识方法。
灌溉水中盐分对土壤结构性质及水流运动特征的影响

再生水和微咸水等用于农田灌溉对缓解农业用水紧缺、保证粮食稳产高产方面作用显著。但这些非常规灌溉水中的盐分进入受灌农田土壤会引起土壤结构性质的改变,进而引起入渗水流运动特征的变化,增大了农业灌水和施肥的管理难度及地下水受污染的风险。本文通过室内灌水入渗试验,研究了灌溉水盐分浓度(0、1.0、3.0和5.0 g/L)、灌水频率(1天1次、2天1次、4天1次)、含盐灌溉水-清水交替灌溉模式(纯清水灌溉、纯含盐灌溉水灌溉、含盐灌溉水-清水交替灌溉)对受灌土壤容重、团聚体结构稳定性、孔隙结构特征、地表入渗性能以及入渗水流运动非均匀特征的影响。结果表明,适度的盐分浓度、较低的灌水频率但较大的灌水定额、含盐灌溉水-清水交替灌溉均有利于提升土壤团聚体的稳定性、抑制土壤板结、改善受灌土壤的地表入渗性能、降低入渗水流运动的非均匀性。研究成果对再生水和微咸水农田灌溉制度设计具有参考价值。
隧道支护结构体系及其协同作用

隧道支护结构体系是围岩稳定性控制的关键,也是隧道设计的基本任务,而对支护结构之间相互作用过程和机制的系统认识则是定量化设计的基础.本文从隧道围岩结构性和支护作用的本质特征出发,提出隧道支护具有“调动”和“协助”围岩承载的基本作用,明确了二者的功能分配原则和实现方式,即分别通过超前支护的保障作用、初期支护的核心作用和二次衬砌的安全储备作用共同完成;针对围岩的正面挤出、前倾式冒落和后倾式冒落等三种超前破坏模式,分别给出了相应的超前支护方式和支护效果评价方法;提出初期支护作为隧道围岩附加载荷的主要承担者,包括锚固体系与拱架及喷射混凝土结构,分别通过“调动”和“协助”围岩实现其承载功能,且同时具有“支”与“护”的作用;阐明了二次衬砌结构作为安全储备功能的内涵,建立了二次衬砌结构的载荷分担比率与刚度匹配性、支护时机的关系,并据此给出了二次衬砌结构参数和施作时机的建议值;建立了以围岩变形量S最小和协同度ξ最优为目标,基于超前支护、初期支护和二次衬砌与围岩相互作用三阶段的协同支护优化模型,明确了支护结构体系与围岩、不同支护结构之间以及支护结构要素之间三个层次的协同关系,并提出了隧道支护结构体系协同优化设计方法.
考虑SSI效应的输电塔-线体系风振响应简化分析

输电塔的分析设计通常按基础固支来处理,然而多数情况下地基并不是刚性的.为了考虑弹性地基对输电塔风振响应的影响,建立了考虑土与结构相互作用(soil-structure interaction,SSI)的输电塔-线体系简化计算模型,并推导了风振响应动力方程.基于提出的简化计算模型,选取工程中某特高压输电塔-线体系,编写 MATLAB程序进行了结构系统的动力特性分析和风振响应时程分析,并选取了3种不同参数的地基土对输电塔的风振响应进行了对比分析.研究结果表明:考虑SSI效应后,单塔的位移均方根值增大约20%,加速度均方根值减小约14%,基底剪力及基底弯矩最大值分别减小约7%、12%;考虑塔线耦联和SSI效应后,与仅考虑SSI效应的单塔相比,输电塔的位移响应有所增大,但加速度响应变化很小;随着地基土刚度减小,SSI效应的影响越明显,表明软土地基下输电塔的风振响应分析不能忽略SSI效应.
钢桥面板与纵肋焊缝疲劳评估及裂纹扩展研究

为研究正交异性钢桥面板纵肋与顶板连接焊缝的裂纹扩展特性并建立相应的疲劳寿命评估方法,考虑裂纹扩展模拟方法以及材料特性等因素对于裂纹扩展过程与疲劳寿命预测的影响,以某长江公路大桥重载交通钢桥面板为研究对象,进行了疲劳模型试验和理论研究.综合运用疲劳试验与断裂力学数值模拟研究起始于焊根位置裂纹的疲劳寿命评估问题,探明了疲劳裂纹的扩展特性.研究结果表明:基于常幅疲劳加载的寿命预测结果与试验实测值间的相对误差小于10%,且预测结果偏于安全;裂纹扩展路径及裂纹面空间形态等扩展特性与疲劳试验相吻合;裂纹扩展模拟方法、扩展角计算准则、材料特性和初始裂纹深度是疲劳寿命预测的关键影响因素;起始于焊根的疲劳裂纹属于Ⅰ型主导的复合型裂纹,疲劳寿命评估应考虑Ⅱ型与Ⅲ型裂纹的影响;裂纹面呈现出典型的空间曲面特征,其深度与长度之比介于0.20~0.63之间,最大扩展角为12.7°;疲劳寿命评估结果对于初始裂纹深度取值较为敏感,应结合工程实际确定合理取值.
基于CFD的蒸汽发生器U型管内回流现象数值分析

反应堆一回路系统在自然循环条件下,蒸汽发生器(SG)部分U型管内可能会出现回流现象,利用计算流体动力学(CFD)方法,对某非能动三代反应堆蒸汽发生器U型管内流体的流动传热特性进行数值模拟分析。选取6组不同管长的U型管,对比分析U型管内单相流体的流动传热特性。基于数值仿真结果,得出6组U型管质量流量-进出口压降曲线,并分析了U型管长度和一次侧进口流体温度与二次侧壁面温度温差(DT)对流体回流的影响。研究结果表明,当DT一定时,随着进出口压降的降低,长管内更容易发生回流。当U型管长度一定时,DT越小越容易发生回流。
CeO_2对等离子喷涂Ti- Al/WC金属陶瓷复合涂层组织和摩擦学性能的影响

通过等离子喷涂方法在45钢基体上制备添加不同含量稀土氧化物CeO_2的Ti-Al/WC金属陶瓷复合涂层,利用扫描电镜和能谱仪等检测设备探究CeO_2对涂层组织及摩擦学性能的影响。结果表明: CeO_2细化了等离子喷涂涂层的层片状结构,改善了其结合性;添加不同含量CeO_2的涂层耐磨性均高于未添加涂层,其中2%的添加量,涂层表现出更加优良的性能; CeO_2的加入改变了涂层的磨损机理,由黏着磨损为主过渡为磨粒磨损为主,提高了涂层强度,减轻了磨损程度。
抗PD-L1单抗的质量控制研究

目的:研究建立抗程序性死亡受体配体1(programmed cell death protein ligand 1,PD-L1)单抗的质量控制方法。方法:利用成像毛细管等电聚焦电泳(imaging capillary isoelectric focusing electrophoresis, iCIEF)、肽图对抗PD-L1单抗进行鉴别;利用还原/非还原十二烷基磺酸钠毛细管电泳( capillary electrophoresis-sodium dodecyl sulfonate,CE-SDS)、分子排阻高效液相色谱(size exclusion-high performance liquid chromatography,SEC-HPLC)、离子交换高效液相色谱(ion exchange-high performance liquid chromatography, IEC-HPLC)对抗PD-L1单抗的纯度进行控制;利用细胞结合抑制法和转基因细胞法测定抗PD-L1单抗的活性;利用光阻法和液流成像分析法对不溶性微粒进行检测和分析。结果:抗PD-L1单抗的iCIEF检测结果具有特征性主峰,肽图检测具有相应特征峰,起到很好的鉴别作用。还原CE-SDS的轻链与重链峰面积之和的百分比为(98.37±0.21)%,非还原CE-SDS主峰峰面积百分比为(96.33±0.15)%;SEC-HPLC单体的峰面积百分比为(99.43±0.02)%;IEC-HPLC酸性区峰面积百分比、主峰峰面积百分比、碱性区峰面积百分比分别为(13.63±0.40)%、(80.00±0.36)%、(6.37±0.15)%。细胞结合抑制法与转基因细胞法的活性检测均呈现剂量反应曲线,反映抗PD-L1单抗剂量依赖性地阻断程序性死亡受体1(programmed cell death protein 1,PD-1)与PD-L1的结合及后续的生物学效应。光阻法检测≥ 10 μm及≥ 25 μm的不溶性微粒数分别为(1.33±0.58)粒·mL~(-1)和(0.00±0.00)粒·mL~(-1);液流成像分析法检测2~10 μm、≥ 10 μm及≥ 25 μm的微粒数分别为(1 243.67±242)粒·mL~(-1)、(45.67±16.07)粒·mL~(-1)和(10.00±5.00)粒· mL~(-1),其中,蛋白聚体占87.45%,非蛋白聚体占12.55%。结论:研究建立了抗PD-L1单抗的多种质控方法,为国内抗PD-L1单抗的质量检测提供了参考依据。
R32替代R22在泵驱动回路热管自然冷却系统中的应用

为研究R32替代R22用于泵驱动回路热管的换热特性,搭建了泵驱动回路热管系统的实验机组,围绕2种工质在不同室内外温差和不同工质流量下换热量和能效比(energy efficiency ratio,EER)的变化情况展开实验,研究对比了二者的性能优劣.结果表明:在全部实验工况下,泵驱动回路热管使用R32时的换热量和EER都高于R22,进行节能性分析发现,R32在启动温度、可运行时间和平均EER上都要全面超越R22,节能性更好.但与此同时,R32机组又存在室外温度较高时工质泵低频供液不足、液体断流的问题.
数值积分算法对实时子结构试验系统稳定性耦合影响

为了保证实时子结构试验的顺利实现,采用基于"增益裕度"发展的子结构试验系统稳定性分析方法,综合分析了数值积分算法、加载系统动力特性两因素对试验系统稳定性的耦合影响.分析结果表明:数值积分算法对试验系统稳定性可能增强也可能降低,通过该方法可以改善简化模型对加载系统动力特性进行分析的不足.
侏罗系弱胶结砂岩孔隙介质特征及其保水采煤意义

我国新疆哈密矿区降雨量少、蒸发强烈,属于严重干旱地区,研究区高强度的煤炭资源开采对主要储水含水层的保护极为重要。由于特殊的成岩环境及地下水赋存运移条件,侏罗系弱胶结砂岩为复杂的非常规含水岩系,给研究区煤矿防治水带来了诸多水文地质问题。本文以新疆哈密矿区侏罗系弱胶结砂岩为研究对象,通过渗流实验、实验室测试、理论分析研究弱胶结砂岩微观孔隙结构演变规律。研究表明,弱胶结砂岩属高孔隙度岩石,具有大孔孔喉及中孔孔喉分布频率高的结构特征和强富水性,渗流实验过程中有大量乳白色悬浮物渗出。水相渗流作用下的弱胶结砂岩样出现渗透性突变增大的现象,其孔隙度有明显增大的趋势。通过水质分析及岩矿鉴定分析手段得出可溶盐溶出对渗流实验前后的孔隙度增加贡献率为45. 80%~ 82. 28%,悬浮物渗出量计算对孔隙度增大贡献率为14. 78%~54. 20%,可溶盐及高岭石的溶(渗)出是砂岩渗透性增强的主要因素。鉴于此,提出了有关孔隙结构储水空间变异性以及渗透突变性的保水采煤理念,弱胶结砂岩含水层水体下保水采煤应当遵循“保护性开采、避免大规模扰动”的思路。研究成果对西部地区弱胶结砂岩含水层的开发利用与保护有重要意义,同时可为西部地区受侏罗系弱胶结砂岩水害影响的矿井保水采煤技术的研究提供借鉴。
高强度开采覆岩岩性及其裂隙特征

为分析高强度开采工作面覆岩岩性及其裂隙特征,以高家梁煤矿20313工作面为研究对象,分析了工作面顶板含水层赋存情况,通过试验获取了砂质泥岩顶板细观结构和矿物组分及物理力学性质,采用相似模拟试验、理论分析、CAN-II大地电磁探测仪和现场调查综合分析了工作面开采后的覆岩破坏情况。结果表明:工作面顶板砂质泥岩随着与煤层距离的增大,颗粒间接触逐渐由点-点、点-面接触转变为线-面、面-面接触,且颗粒体积有增大趋势;由煤层至地表,抗拉(压)强度减小,断裂后接触面积更大,且遇水后颗粒体积膨胀,挤压颗粒间的孔隙,孔隙通道减小,降低宏观通水性;覆岩及地表裂缝以张开、闭合、压实的过程重复向前发展,虽然覆岩含水层及隔水层产生了破坏,但裂隙宽度较小,地表没有出现明显的塌陷裂隙;工作面开采后覆岩内会形成稳定的压力拱结构,覆岩破坏不会与地表裂隙贯通,地表潜水不会直接与井下工作面贯通。采动后工作面断层上盘侧岩层整体上破坏更严重;在断层下盘侧,虽然采动后CAN型综合值云图内出现了较多环状闭合曲线,但仍有平滑层状曲线包裹,说明采动覆岩的连续性分布较好,岩层内裂隙发育程度低; 20313工作面开采后地表多以细小拉伸或挤压裂缝为主,裂缝数量较少,基本上所有裂缝经历了“张开—扩展—闭合”完整发育过程,裂缝发育周期最长的为15 d,最短为7 d;裂缝宽度最大为6. 3 cm,台阶落差最大为8. 7 cm,地表植被生长及分布情况与开采前基本一样,说明工作面开采的安全性及地表生态基本不受影响。高强度开采覆岩裂隙发育特征得到了大量理论与试验研究,物探法是开展覆岩裂隙现场探测最方便、快捷的手段,提高物探仪器对覆岩裂隙探测的敏感度及物探结果解释的准确度是物探法探测覆岩破坏得以推广的技术前提。
覆岩破坏充分采动程度定义及判别方法

随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究了导水裂缝带高度影响因素的敏感性及其与工作面尺寸的关系,提出了覆岩破坏充分采动程度的定义及判别方法。结果表明:工作面尺寸对导水裂缝带高度的影响仅次于开采厚度。当工作面尺寸较小时,覆岩破坏不发育;当工作面尺寸增加到一定值时,覆岩破坏仅形成垮落带;当工作面尺寸继续增加时,覆岩破坏形成裂缝带且导水裂缝带高度随着工作面尺寸的增加而增加;当导水裂缝带高度发育至最大值后,导水裂缝带高度不再随工作面尺寸的增加而增加。覆岩破坏过程中仅形成垮落带的阶段定义为覆岩破坏的极不充分采动(即覆岩极不充分破坏);覆岩破坏过程中形成裂缝带且导水裂缝带高度随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的非充分采动(即覆岩非充分破坏);导水裂缝带高度达到最大值且不再随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的充分采动(即覆岩充分破坏)。导水裂缝带高度刚达到最大值时的工作面尺寸为工作面临界尺寸。当工作面尺寸小于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为非充分采动;当工作面尺寸大于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为充分采动。覆岩破坏充分采动程度的主要影响因素有工作面尺寸、开采厚度、开采深度、覆岩力学性质、覆岩结构特征和覆岩破断角。