安全科学与工程

  • 松软低透气性煤层水力压裂裂缝拓展模拟研究及优化

    蔡峰;陶继凯;

    针对因传统水力压裂指向性较弱、压裂范围随机等因素而导致难以开采较薄且瓦斯等矿产资源丰富度较高储层的问题,以谢桥矿1361(3)底抽巷水力压裂为例,基于拓展有限元理论,运用Abaqus CAE软件建模并分析不同初始裂缝角度下裂缝的发育形式与有效半径,通过数值模拟与现场试验相结合的方式,研究不同角度下的裂缝发育规律。研究结果表明,水力压裂工程试验验证了裂缝的有效半径,并且与数值模拟分析结果相吻合;当初始裂缝角度α取值0°、10°时,裂缝倾向于X方向发育,最大增透半径为17.4m;当α取值12.5°时,存在理论最长裂缝;当α取值20°、30°、40°、50°、60°时,压裂液可在目标层内停留较长时间,最大增透半径为9.1m;当α取值70°、80°、90°时,裂缝发育将直接穿透目标层,最大增透半径为1.5m,较难对X方向进行大范围增透。该研究结果对较薄储层的矿藏资源开采有一定参考意义。

    2023年03期 v.43;No.186 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1357K]
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  • 松软低透气性煤层水力压裂裂缝拓展模拟研究及优化

    蔡峰;陶继凯;

    针对因传统水力压裂指向性较弱、压裂范围随机等因素而导致难以开采较薄且瓦斯等矿产资源丰富度较高储层的问题,以谢桥矿1361(3)底抽巷水力压裂为例,基于拓展有限元理论,运用Abaqus CAE软件建模并分析不同初始裂缝角度下裂缝的发育形式与有效半径,通过数值模拟与现场试验相结合的方式,研究不同角度下的裂缝发育规律。研究结果表明,水力压裂工程试验验证了裂缝的有效半径,并且与数值模拟分析结果相吻合;当初始裂缝角度α取值0°、10°时,裂缝倾向于X方向发育,最大增透半径为17.4m;当α取值12.5°时,存在理论最长裂缝;当α取值20°、30°、40°、50°、60°时,压裂液可在目标层内停留较长时间,最大增透半径为9.1m;当α取值70°、80°、90°时,裂缝发育将直接穿透目标层,最大增透半径为1.5m,较难对X方向进行大范围增透。该研究结果对较薄储层的矿藏资源开采有一定参考意义。

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  • 顾北煤矿厚硬顶板切顶留巷卸压规律研究

    余忠林;陶建川;侯俊领;

    为多回收煤柱煤量、少掘一条准备巷道,缓解矿井采场接替紧张局面,维持现有生产格局和提高经济效益,以顾北煤矿1532(1)工作面为研究对象,提出适用于淮南矿区顾北煤矿厚硬顶板条件下的切顶留巷技术。采用理论分析、现场实测等综合分析方法,研究顾北煤矿1532(1)工作面留巷段的卸压规律。试验结果表明,实施切顶留巷技术后,工作面压力平缓,无明显的周期来压现象。巷道卸压规律可以归纳为变形四区:超前工作面50~70m为围岩变形区,超前工作面50m至留巷段50m为围岩变形剧烈区,留巷段50~100m为围岩变形减缓区,留巷段100m后为成巷稳定区。顾北煤矿1532(1)工作面的工业性应用,实现了对巷道围岩矿山压力的有效控制,取得了较好的效果。

    2023年03期 v.43;No.186 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1538K]
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  • 顾北煤矿厚硬顶板切顶留巷卸压规律研究

    余忠林;陶建川;侯俊领;

    为多回收煤柱煤量、少掘一条准备巷道,缓解矿井采场接替紧张局面,维持现有生产格局和提高经济效益,以顾北煤矿1532(1)工作面为研究对象,提出适用于淮南矿区顾北煤矿厚硬顶板条件下的切顶留巷技术。采用理论分析、现场实测等综合分析方法,研究顾北煤矿1532(1)工作面留巷段的卸压规律。试验结果表明,实施切顶留巷技术后,工作面压力平缓,无明显的周期来压现象。巷道卸压规律可以归纳为变形四区:超前工作面50~70m为围岩变形区,超前工作面50m至留巷段50m为围岩变形剧烈区,留巷段50~100m为围岩变形减缓区,留巷段100m后为成巷稳定区。顾北煤矿1532(1)工作面的工业性应用,实现了对巷道围岩矿山压力的有效控制,取得了较好的效果。

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  • 深部长大工作面大区段煤柱宽度研究

    常春锋;张明;郝杰;杨世纪;刘同达;

    为了确定五阳煤矿深部长大工作面区段煤柱的宽度,采用理论结合实践的方法,分析不同煤柱宽度条件下覆岩空间结构特征及其对煤柱支承应力影响,提出考虑外部支承应力和内部承载能力的煤柱稳定性评估和宽度确定方法。研究表明,深部长大工作面采空区以触矸线、覆岩移动线为界,可划分得到不同的覆岩空间结构分布;煤柱两侧暂时稳定的“空间结构”是形成煤柱支承应力主要载荷来源;不同煤柱宽度决定了相邻采空区岩层“隔离-接触-贯通”状态及其演化特征;煤柱整体失稳“p-R”判据是平均支承应力p大于平均极限承载强度R。应用成果对该矿深部采区煤柱宽度分析,45m大区段煤柱能够控制覆岩空间结构稳定。

    2023年03期 v.43;No.186 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1630K]
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  • 深部长大工作面大区段煤柱宽度研究

    常春锋;张明;郝杰;杨世纪;刘同达;

    为了确定五阳煤矿深部长大工作面区段煤柱的宽度,采用理论结合实践的方法,分析不同煤柱宽度条件下覆岩空间结构特征及其对煤柱支承应力影响,提出考虑外部支承应力和内部承载能力的煤柱稳定性评估和宽度确定方法。研究表明,深部长大工作面采空区以触矸线、覆岩移动线为界,可划分得到不同的覆岩空间结构分布;煤柱两侧暂时稳定的“空间结构”是形成煤柱支承应力主要载荷来源;不同煤柱宽度决定了相邻采空区岩层“隔离-接触-贯通”状态及其演化特征;煤柱整体失稳“p-R”判据是平均支承应力p大于平均极限承载强度R。应用成果对该矿深部采区煤柱宽度分析,45m大区段煤柱能够控制覆岩空间结构稳定。

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地质·测绘·环境

  • 老化微塑料及其对甲基橙吸附行为的影响

    葛建华;马东坡;吴为;丁雨薇;任雪;

    为明确环境介质中微塑料与有机污染物的相互作用机制,以聚氯乙烯(PVC)为目标微塑料(MPs),探究了针铁矿(α-FeOOH)/O_3/紫外联合老化对微塑料理化性质及对甲基橙(MO)吸附性能的影响,并利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位对其进行表征。结果发现,老化后的PVC表面出现更多的裂缝和凹凸;含氧官能团数量增加,结晶度减小,羰基指数(CI)增加。吸附结果表明,老化微塑料比原始微塑料具有更强的吸附能力,其吸附试验数据较好地拟合了准二级动力学模型和Freundlich模型;MO在微塑料上的吸附以化学吸附为主,并且静电力相互作用和分配作用在吸附过程中也发挥作用。为此,提供了一种可用于模拟和加速微塑料老化的技术,并为充分认识老化微塑料在环境中的行为作用机制提供理论依据、为准确评估微塑料与其他污染物复合污染的生态风险提供参考。

    2023年03期 v.43;No.186 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K]
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  • 老化微塑料及其对甲基橙吸附行为的影响

    葛建华;马东坡;吴为;丁雨薇;任雪;

    为明确环境介质中微塑料与有机污染物的相互作用机制,以聚氯乙烯(PVC)为目标微塑料(MPs),探究了针铁矿(α-FeOOH)/O_3/紫外联合老化对微塑料理化性质及对甲基橙(MO)吸附性能的影响,并利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位对其进行表征。结果发现,老化后的PVC表面出现更多的裂缝和凹凸;含氧官能团数量增加,结晶度减小,羰基指数(CI)增加。吸附结果表明,老化微塑料比原始微塑料具有更强的吸附能力,其吸附试验数据较好地拟合了准二级动力学模型和Freundlich模型;MO在微塑料上的吸附以化学吸附为主,并且静电力相互作用和分配作用在吸附过程中也发挥作用。为此,提供了一种可用于模拟和加速微塑料老化的技术,并为充分认识老化微塑料在环境中的行为作用机制提供理论依据、为准确评估微塑料与其他污染物复合污染的生态风险提供参考。

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  • 采煤沉陷地表拉张裂隙区土壤重金属特征与来源

    范廷玉;朱厚红;路啊康;王顺;张燕海;

    为查明采煤沉陷地表拉张裂隙区重金属的分布特征与来源,以安徽淮北朱庄煤矿3522工作面上方的沉陷斜坡地表拉张裂隙区作为研究区域。选择2条典型纵向拉张裂隙将研究区从高到低分为Ι区、Ⅱ区、Ⅲ区,垂直于拉张裂隙布设了21个土壤采样点,讨论Zn、Ni、Cu、As、Pb、Cr、Cd等7种重金属的分布特征,运用主成分分析法、正定因子矩阵模型(PMF)解析重金属来源。结果表明,研究区Cd、Zn含量超过土壤背景值,重金属污染水平总体高于未沉陷区域;重金属在表层土壤富集,除了Cr其他重金属沿垂直分布无明显差异;Zn、As在Ι区、Ⅱ区富集,Cr在Ι区富集,Cd在Ⅲ区富集;Cr含量沿沉陷斜坡降低,Cd含量除0~20cm土层沿沉陷斜坡升高。依据相关性分析,Zn、As与有机质显著正相关,Cr与速效钾显著正相关,Cd与有效磷显著正相关;来源分析表明,Zn、Ni、Cu、As、Pb来自煤炭开采活动,Cr来自土壤母质及风化累积的作用,Cd来自污水灌溉、化肥使用等人为活动的影响。

    2023年03期 v.43;No.186 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K]
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  • 采煤沉陷地表拉张裂隙区土壤重金属特征与来源

    范廷玉;朱厚红;路啊康;王顺;张燕海;

    为查明采煤沉陷地表拉张裂隙区重金属的分布特征与来源,以安徽淮北朱庄煤矿3522工作面上方的沉陷斜坡地表拉张裂隙区作为研究区域。选择2条典型纵向拉张裂隙将研究区从高到低分为Ι区、Ⅱ区、Ⅲ区,垂直于拉张裂隙布设了21个土壤采样点,讨论Zn、Ni、Cu、As、Pb、Cr、Cd等7种重金属的分布特征,运用主成分分析法、正定因子矩阵模型(PMF)解析重金属来源。结果表明,研究区Cd、Zn含量超过土壤背景值,重金属污染水平总体高于未沉陷区域;重金属在表层土壤富集,除了Cr其他重金属沿垂直分布无明显差异;Zn、As在Ι区、Ⅱ区富集,Cr在Ι区富集,Cd在Ⅲ区富集;Cr含量沿沉陷斜坡降低,Cd含量除0~20cm土层沿沉陷斜坡升高。依据相关性分析,Zn、As与有机质显著正相关,Cr与速效钾显著正相关,Cd与有效磷显著正相关;来源分析表明,Zn、Ni、Cu、As、Pb来自煤炭开采活动,Cr来自土壤母质及风化累积的作用,Cd来自污水灌溉、化肥使用等人为活动的影响。

    2023年03期 v.43;No.186 30-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K]
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  • 铜污染下玉米叶片重金属含量反演模型

    郭辉;石海;张全旺;

    针对不同浓度Cu~(2+)污染胁迫下玉米叶片光谱差异微弱、难以有效区分其受Cu~(2+)污染程度的问题,通过采集盆栽玉米叶片光谱反射率与叶片Cu~(2+)含量数据,构建了叶片光谱共振峰峰值(FPV)与共振峰最大系数(FMC)两个特征参数,分析了特征参数与叶片Cu~(2+)含量的相关性,建立了FPV、FMC与叶片Cu~(2+)含量的回归模型。结果表明,共振峰体现了叶片光谱不同波段与细胞内部结构的变化,包络谱反映出信号能量的大小;定义的两个共振峰特征参数均与玉米叶片Cu~(2+)含量呈正相关;基于FPV与FMC建立的反演模型中,FMC反演模型验证精度最高,R~2为0.93,RMSE为3.54μg/g。将FMC作为监测玉米Cu~(2+)污染程度的最优指标,可为作物重金属污染监测提供借鉴和参考。

    2023年03期 v.43;No.186 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1098K]
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  • 铜污染下玉米叶片重金属含量反演模型

    郭辉;石海;张全旺;

    针对不同浓度Cu~(2+)污染胁迫下玉米叶片光谱差异微弱、难以有效区分其受Cu~(2+)污染程度的问题,通过采集盆栽玉米叶片光谱反射率与叶片Cu~(2+)含量数据,构建了叶片光谱共振峰峰值(FPV)与共振峰最大系数(FMC)两个特征参数,分析了特征参数与叶片Cu~(2+)含量的相关性,建立了FPV、FMC与叶片Cu~(2+)含量的回归模型。结果表明,共振峰体现了叶片光谱不同波段与细胞内部结构的变化,包络谱反映出信号能量的大小;定义的两个共振峰特征参数均与玉米叶片Cu~(2+)含量呈正相关;基于FPV与FMC建立的反演模型中,FMC反演模型验证精度最高,R~2为0.93,RMSE为3.54μg/g。将FMC作为监测玉米Cu~(2+)污染程度的最优指标,可为作物重金属污染监测提供借鉴和参考。

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机械·电气·电子

  • 基于吸气控制的风力机叶片性能提升研究

    王龙;张程程;李亮;王雪龙;

    为改善风力机叶片气动性能,提高风能利用系数,提出在叶片吸力面开槽施加吸气控制,采用计算流体力学(CFD)方法,研究不同来流风速下开槽叶片性能。结果表明,开槽叶片输出扭矩及风能利用系数相较于原始叶片实验值大幅增加,在较高风速(10m/s)时表现更为明显,风能利用系数提升32.2%,故吸气控制可有效提升叶片功率。分析开槽和原始叶片表面压力分布,发现低风速(5m/s)时,吸力面压力分布类似,叶片输出扭矩相差不明显,风速增加后会有差异。在10m/s风速下,吸气控制对吸力面的压力分布影响较大,靠近叶尖位置前缘处的负压峰值显著增大且低压区分布更广,吸力面与压力面的压差进一步增加,叶片输出扭矩更高。研究结果可为风力机叶片设计提供参考,对降低风电成本、促进风电技术的发展具有重要意义。

    2023年03期 v.43;No.186 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1287K]
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  • 基于吸气控制的风力机叶片性能提升研究

    王龙;张程程;李亮;王雪龙;

    为改善风力机叶片气动性能,提高风能利用系数,提出在叶片吸力面开槽施加吸气控制,采用计算流体力学(CFD)方法,研究不同来流风速下开槽叶片性能。结果表明,开槽叶片输出扭矩及风能利用系数相较于原始叶片实验值大幅增加,在较高风速(10m/s)时表现更为明显,风能利用系数提升32.2%,故吸气控制可有效提升叶片功率。分析开槽和原始叶片表面压力分布,发现低风速(5m/s)时,吸力面压力分布类似,叶片输出扭矩相差不明显,风速增加后会有差异。在10m/s风速下,吸气控制对吸力面的压力分布影响较大,靠近叶尖位置前缘处的负压峰值显著增大且低压区分布更广,吸力面与压力面的压差进一步增加,叶片输出扭矩更高。研究结果可为风力机叶片设计提供参考,对降低风电成本、促进风电技术的发展具有重要意义。

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  • 特征模基函数法结合ACA算法求解电大目标双站RCS

    高晓嵩;王仲根;郭飞;

    针对传统矩量法(MoM)在分析电大目标电磁散射特性时存在内存需求大、求解效率低的问题,提出一种基于分块理论的特征模基函数法结合自适应交叉近似算法(ACA)快速求解电大目标双站雷达散射截面的方法。首先,将目标剖分为多个子域,实现未知数的离散和矩阵维数的降维,通过分别求解各子域的特征模,有效减少特征模的求解时间。其次,在构造缩减矩阵计算互阻抗元素时,应用ACA算法计算互阻抗元素,加快矩阵向量积的运算并且减少了内存消耗。数值结果表明,与传统的MoM相比,在保证精度的前提下,该方法内存需求更低,计算效率更高。提出的新方法为电大目标电磁散射特性的分析提供了一种新的方案。

    2023年03期 v.43;No.186 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1035K]
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  • 特征模基函数法结合ACA算法求解电大目标双站RCS

    高晓嵩;王仲根;郭飞;

    针对传统矩量法(MoM)在分析电大目标电磁散射特性时存在内存需求大、求解效率低的问题,提出一种基于分块理论的特征模基函数法结合自适应交叉近似算法(ACA)快速求解电大目标双站雷达散射截面的方法。首先,将目标剖分为多个子域,实现未知数的离散和矩阵维数的降维,通过分别求解各子域的特征模,有效减少特征模的求解时间。其次,在构造缩减矩阵计算互阻抗元素时,应用ACA算法计算互阻抗元素,加快矩阵向量积的运算并且减少了内存消耗。数值结果表明,与传统的MoM相比,在保证精度的前提下,该方法内存需求更低,计算效率更高。提出的新方法为电大目标电磁散射特性的分析提供了一种新的方案。

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土木·力学·爆破

  • 冻结泥炭质土分数阶蠕变模型参数确定及验证

    姚兆明;昌语;蹇膨远;陈伟;

    人工冻结法是在泥炭质土地层中施工的一种有效方法。为了更加准确地预测冻结泥炭质土的蠕变规律,以昆明地区泥炭质土为研究对象,配制了3种含水率的重塑试样,进行低温条件下的单轴抗压和单轴蠕变试验。在得到土体强度与冻结温度、含水量间的关系的基础上,引入分数阶微积分算子构建了人工冻结泥炭质土分数阶蠕变模型,并通过联立方程组的方法求得各项模型参数。研究结果表明,该模型可以较好地描述冻结泥炭质土在低应力水平下蠕变随温度、含水率的变化规律,计算结果与试验数据之间拟合度好;所建模型参数较少、易于确定且物理意义明确。该模型为淤泥质土层人工冻结壁变形计算提供一种有效方法。

    2023年03期 v.43;No.186 59-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K]
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  • 冻结泥炭质土分数阶蠕变模型参数确定及验证

    姚兆明;昌语;蹇膨远;陈伟;

    人工冻结法是在泥炭质土地层中施工的一种有效方法。为了更加准确地预测冻结泥炭质土的蠕变规律,以昆明地区泥炭质土为研究对象,配制了3种含水率的重塑试样,进行低温条件下的单轴抗压和单轴蠕变试验。在得到土体强度与冻结温度、含水量间的关系的基础上,引入分数阶微积分算子构建了人工冻结泥炭质土分数阶蠕变模型,并通过联立方程组的方法求得各项模型参数。研究结果表明,该模型可以较好地描述冻结泥炭质土在低应力水平下蠕变随温度、含水率的变化规律,计算结果与试验数据之间拟合度好;所建模型参数较少、易于确定且物理意义明确。该模型为淤泥质土层人工冻结壁变形计算提供一种有效方法。

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  • 对称多向聚能装药爆破破岩效果数值模拟研究

    宗琦;王富强;汪海波;吕闹;程兵;王梦想;

    为了探究聚能槽个数的不同对聚能爆破破岩效果的影响,采用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA建立了聚能槽锥角为48°时不同聚能槽个数(0、2、4、6、8个)的多聚能爆破几何模型,对不同聚能槽个数装药的应力波传播过程、岩体裂纹分布情况和岩石孔壁聚能、非聚能方向处的有效应力峰值进行对比分析。结果表明,与常规爆破相比,多向聚能爆破在爆炸瞬间能量主要聚集在各个聚能槽方向,聚能和非聚能方向的应力比值为1.32~1.94倍;非聚能方向应力峰值均小于常规装药应力峰值;随着聚能槽个数的增加,聚能方向孔壁上测点单元的应力峰值逐渐减小;当聚能槽个数为4时,聚能方向应力峰值是非聚能方向的1.94倍、常规装药应力峰值的1.44倍,裂纹平均长度与最长裂纹长度均最大。相较于普通装药,多向聚能装药能够提高炸药利用率、实现定向预裂,解决很多复杂工程问题。

    2023年03期 v.43;No.186 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1184K]
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  • 对称多向聚能装药爆破破岩效果数值模拟研究

    宗琦;王富强;汪海波;吕闹;程兵;王梦想;

    为了探究聚能槽个数的不同对聚能爆破破岩效果的影响,采用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA建立了聚能槽锥角为48°时不同聚能槽个数(0、2、4、6、8个)的多聚能爆破几何模型,对不同聚能槽个数装药的应力波传播过程、岩体裂纹分布情况和岩石孔壁聚能、非聚能方向处的有效应力峰值进行对比分析。结果表明,与常规爆破相比,多向聚能爆破在爆炸瞬间能量主要聚集在各个聚能槽方向,聚能和非聚能方向的应力比值为1.32~1.94倍;非聚能方向应力峰值均小于常规装药应力峰值;随着聚能槽个数的增加,聚能方向孔壁上测点单元的应力峰值逐渐减小;当聚能槽个数为4时,聚能方向应力峰值是非聚能方向的1.94倍、常规装药应力峰值的1.44倍,裂纹平均长度与最长裂纹长度均最大。相较于普通装药,多向聚能装药能够提高炸药利用率、实现定向预裂,解决很多复杂工程问题。

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  • 双掺粉煤灰-矿渣水泥砂浆动态劈裂与能量耗散试验研究

    马海彬;徐晨;

    为研究掺入粉煤灰与矿渣的水泥砂浆动态劈裂拉伸性能,用粉煤灰与矿渣替代40%的胶凝材料,其中粉煤灰替代率分别为0%、10%、20%、30%、40%,采用?50mm的分离式霍普金森压杆系统对各组砂浆进行动态冲击试验,通过改变冲击气压获得不同加载速率下水泥砂浆的应力-应变曲线,并对各组砂浆的能量耗散情况进行分析。结果表明,各组砂浆的动态劈裂拉伸强度和峰值应变均表现出应变率增强效应;同一冲击荷载下,砂浆动态劈裂拉伸强度随粉煤灰掺量减少而不断增大;各组砂浆的反射能、透射能、吸收能均随应变率、入射能的增大而不断增大,反射能与应变率间体现出较好的线性关系;砂浆能量耗散率随入射能、应变率的变化呈现出的变化规律基本相同。在合理使用工业废料的基础上,研究结果可为双掺粉煤灰-矿渣水泥基材料的工程应用提供参考。

    2023年03期 v.43;No.186 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K]
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  • 双掺粉煤灰-矿渣水泥砂浆动态劈裂与能量耗散试验研究

    马海彬;徐晨;

    为研究掺入粉煤灰与矿渣的水泥砂浆动态劈裂拉伸性能,用粉煤灰与矿渣替代40%的胶凝材料,其中粉煤灰替代率分别为0%、10%、20%、30%、40%,采用?50mm的分离式霍普金森压杆系统对各组砂浆进行动态冲击试验,通过改变冲击气压获得不同加载速率下水泥砂浆的应力-应变曲线,并对各组砂浆的能量耗散情况进行分析。结果表明,各组砂浆的动态劈裂拉伸强度和峰值应变均表现出应变率增强效应;同一冲击荷载下,砂浆动态劈裂拉伸强度随粉煤灰掺量减少而不断增大;各组砂浆的反射能、透射能、吸收能均随应变率、入射能的增大而不断增大,反射能与应变率间体现出较好的线性关系;砂浆能量耗散率随入射能、应变率的变化呈现出的变化规律基本相同。在合理使用工业废料的基础上,研究结果可为双掺粉煤灰-矿渣水泥基材料的工程应用提供参考。

    2023年03期 v.43;No.186 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K]
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  • 砂土中楔形桩竖向承载特性试验研究

    杨晓峰;李乐乐;姚兆明;于锋;

    相同竖向承载力条件下,楔形桩比等直径桩更能节省材料,具有良好的工程应用前景,但其桩身截面尺寸渐变、桩侧表面倾斜、竖向承载机理比常规等直径桩更加复杂。为了揭示砂土密实度和楔角对楔形桩竖向承载特性的影响,在松砂、中密砂和密砂地基中开展系列模型试验,分析荷载-沉降曲线、桩侧平均阻力-沉降曲线、轴力-深度曲线、桩侧阻力和端阻随荷载变化曲线等试验结果。结果表明,桩顶直径和入土桩长不变时,楔形桩竖向承载力随楔角的增大而降低,但单位侧表面积下的桩侧阻力却随楔角的增大而增加,约为等直径桩的2倍;楔角约为1.5°时,楔形桩单位体积承载力最大;随着桩顶竖向荷载增大,楔形桩对桩周土挤压效果增强,使桩土界面法向压力和桩侧摩擦力增大,是一种桩侧阻力增加型的优良桩型。试验结果对竖向受荷楔形桩的工程实践具有一定的借鉴意义。

    2023年03期 v.43;No.186 82-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1429K]
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  • 砂土中楔形桩竖向承载特性试验研究

    杨晓峰;李乐乐;姚兆明;于锋;

    相同竖向承载力条件下,楔形桩比等直径桩更能节省材料,具有良好的工程应用前景,但其桩身截面尺寸渐变、桩侧表面倾斜、竖向承载机理比常规等直径桩更加复杂。为了揭示砂土密实度和楔角对楔形桩竖向承载特性的影响,在松砂、中密砂和密砂地基中开展系列模型试验,分析荷载-沉降曲线、桩侧平均阻力-沉降曲线、轴力-深度曲线、桩侧阻力和端阻随荷载变化曲线等试验结果。结果表明,桩顶直径和入土桩长不变时,楔形桩竖向承载力随楔角的增大而降低,但单位侧表面积下的桩侧阻力却随楔角的增大而增加,约为等直径桩的2倍;楔角约为1.5°时,楔形桩单位体积承载力最大;随着桩顶竖向荷载增大,楔形桩对桩周土挤压效果增强,使桩土界面法向压力和桩侧摩擦力增大,是一种桩侧阻力增加型的优良桩型。试验结果对竖向受荷楔形桩的工程实践具有一定的借鉴意义。

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医学·职业健康

  • MPT70构建、表达及免疫原性检测研究

    王晓春;杜建鹏;张延鹏;许礼发;毛莉蓉;孔令雲;张子安;

    目的 以结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tb)菌膜相关抗原MPT70(Rv2875)为研究对象,构建重组载体pET30b-Rv2875并进行原核表达,开展小鼠实验评价其免疫原性。方法 构建重组质粒pET30b-Rv2875及原核表达,以纯化的蛋白MPT70联合佐剂DMT。对BCG初免的小鼠进行增强免疫后,检测其血清中特异性抗体分泌水平及肺脏组织细胞因子mRNA表达水平。结果 成功构建原核表达载体pET30b-Rv2875,表达、纯化及鉴定结果均符合预期。经BCG初免后,以MPT70联合佐剂DMT增免小鼠,其血清中特异性抗体滴度水平显著高于MPT70/DMT组、BCG组及DMT单独佐剂组,且BCG+MPT70/DMT组及MPT70/DMT组小鼠血清亚类抗体IgG2a与IgG1的比值大于1。BCG+MPT70/DMT组小鼠肺脏组织IFN-γ、TNF-α及iNOS等细胞因子mRNA表达水平显著高于其余各组,其后分别是MPT70/DMT组及BCG组。各组小鼠间肺脏组织IL-10细胞因子mRNA表达无显著性差异。结论 重组蛋白MPT70联合佐剂DMT可诱导产生较为强烈的抗原特异性Th1型免疫应答,可作为新型结核病疫苗的候选靶抗原。

    2023年03期 v.43;No.186 90-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
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  • MPT70构建、表达及免疫原性检测研究

    王晓春;杜建鹏;张延鹏;许礼发;毛莉蓉;孔令雲;张子安;

    目的 以结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,M.tb)菌膜相关抗原MPT70(Rv2875)为研究对象,构建重组载体pET30b-Rv2875并进行原核表达,开展小鼠实验评价其免疫原性。方法 构建重组质粒pET30b-Rv2875及原核表达,以纯化的蛋白MPT70联合佐剂DMT。对BCG初免的小鼠进行增强免疫后,检测其血清中特异性抗体分泌水平及肺脏组织细胞因子mRNA表达水平。结果 成功构建原核表达载体pET30b-Rv2875,表达、纯化及鉴定结果均符合预期。经BCG初免后,以MPT70联合佐剂DMT增免小鼠,其血清中特异性抗体滴度水平显著高于MPT70/DMT组、BCG组及DMT单独佐剂组,且BCG+MPT70/DMT组及MPT70/DMT组小鼠血清亚类抗体IgG2a与IgG1的比值大于1。BCG+MPT70/DMT组小鼠肺脏组织IFN-γ、TNF-α及iNOS等细胞因子mRNA表达水平显著高于其余各组,其后分别是MPT70/DMT组及BCG组。各组小鼠间肺脏组织IL-10细胞因子mRNA表达无显著性差异。结论 重组蛋白MPT70联合佐剂DMT可诱导产生较为强烈的抗原特异性Th1型免疫应答,可作为新型结核病疫苗的候选靶抗原。

    2023年03期 v.43;No.186 90-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1361K]
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  • 亨廷顿病3个家系的初步分析

    杨立新;董春慧;张梅;胡海;李亚强;

    目的 对安徽理工大学第一附属医院收治的3例拟诊为亨廷顿病的患者及其家系成员进行HTT基因检测,并探讨临床表型与HTT基因(CAG)n三核苷酸拷贝数之间的关系,通过多维认知功能量表评估认知功能状况,以期为临床治疗策略的优化提供一定的参考。方法 收集家系成员临床资料,并绘制完整的家系图,采外周肘静脉血(EDTA抗凝),提取基因组DNA,用PCR-毛细血管电泳法进行检测,运用多维认知功能量表对患者的认知功能进行评估,选择3名不同家系的无精神障碍的健康志愿者作为量表对照。结果 家系1共4人患病,先证者的HTT基因外显子的(CAG)n三核苷酸拷贝数存在异常扩增为43次,其女(CAG)n拷贝数存在异常扩增为44次;家系2共4人患病,先证者的(CAG)n拷贝数存在异常扩增为47次,其子(CAG)n拷贝数为48次。家系3共5人患病,先证者的(CAG)n拷贝数存在异常扩增为48次;相较于正常人的量表体系评估中,MoCA量表、 Rey-听觉词语学习测试(短时记忆)和符号数字模式测试量表对于捕捉HD患者的认知缺陷的敏感性高于其他量表,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 再次验证亨廷顿病的临床表现和基因检测符合遗传病的基本特征,制定的多维度认知评估量表可以在一定程度上反映本次受试者在认知方面缺陷,尤其体现在短期记忆和注意力方面。

    2023年03期 v.43;No.186 99-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1316K]
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  • 亨廷顿病3个家系的初步分析

    杨立新;董春慧;张梅;胡海;李亚强;

    目的 对安徽理工大学第一附属医院收治的3例拟诊为亨廷顿病的患者及其家系成员进行HTT基因检测,并探讨临床表型与HTT基因(CAG)n三核苷酸拷贝数之间的关系,通过多维认知功能量表评估认知功能状况,以期为临床治疗策略的优化提供一定的参考。方法 收集家系成员临床资料,并绘制完整的家系图,采外周肘静脉血(EDTA抗凝),提取基因组DNA,用PCR-毛细血管电泳法进行检测,运用多维认知功能量表对患者的认知功能进行评估,选择3名不同家系的无精神障碍的健康志愿者作为量表对照。结果 家系1共4人患病,先证者的HTT基因外显子的(CAG)n三核苷酸拷贝数存在异常扩增为43次,其女(CAG)n拷贝数存在异常扩增为44次;家系2共4人患病,先证者的(CAG)n拷贝数存在异常扩增为47次,其子(CAG)n拷贝数为48次。家系3共5人患病,先证者的(CAG)n拷贝数存在异常扩增为48次;相较于正常人的量表体系评估中,MoCA量表、 Rey-听觉词语学习测试(短时记忆)和符号数字模式测试量表对于捕捉HD患者的认知缺陷的敏感性高于其他量表,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 再次验证亨廷顿病的临床表现和基因检测符合遗传病的基本特征,制定的多维度认知评估量表可以在一定程度上反映本次受试者在认知方面缺陷,尤其体现在短期记忆和注意力方面。

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