土木·力学·爆破

• 地下水渗流对联络通道冻结帷幕影响研究

  荣传新;张薇;王彬;

  为探究流速对联络通道冻结温度场的影响，基于水热耦合理论构建地下水渗流条件下地铁联络通道冻结法施工数值计算模型，并采用现场实测数据对模型的合理性进行验证。运用该模型对南通市地铁2号线联络通道冻结帷幕的发展规律进行计算分析。结果表明，当地下水流速为3、6、9m/d时，冻结帷幕的交圈时间分别为20、28、34d。冻结帷幕交圈后，联络通道左墙(位于地下水上游)外侧与上、下墙外侧冻结帷幕厚度的增加速率均减小。在同一冻结时间下，随着流速增大，左墙内侧厚度增大，外侧厚度减小，右墙内侧厚度减小，外侧厚度增大，其中左墙内侧与右墙外侧增加的最为突出。在冻结稳定时期，冻结帷幕厚度的增加主要体现在内侧，外侧由于受地下水流速的影响，厚度增长率较低。由此可知，地下水流速是影响冻结帷幕发展情况的原因之一，流速越大冻结帷幕发展不均匀性越大，位于上游冻结壁发展速度越慢，下游冻结壁发展速度越快。该研究对探究不同流速下粉质粘土层联络通道冻结壁的发展状况具有参考价值。

  2023年06期 v.43;No.189 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1068K]
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• 石灰石粉-矿粉对全珊瑚混凝土力学性能的影响

  宫能平;王阔;蒋莉莉;陆显峰;

  为了探究石灰石粉和矿粉掺量对全珊瑚混凝土对劈裂强度以及分形维数的影响，在全珊瑚混凝土中添加替代水泥总量固定为40%石灰石粉及矿粉，通过改变两者之间比例制作全珊瑚混凝土试样，利用?75mm分离式霍普金森压杆在0.2、0.4、0.6MPa的冲击气压下，对不同掺量的石灰石粉和矿粉的全珊瑚混凝土试件进行动态劈裂力学试验。实验研究表明，在冲击荷载作用下，加载率对全珊瑚混凝土的动力学参数有着明显增强效应，其中峰值应力与应变率呈线性正相关关系；当石灰水粉掺量为16%、矿粉掺量为24%时抗拉强度达到最大，能量提升转化最佳；全珊瑚混凝土试样的破坏模式一般是沿径向穿过珊瑚骨料，试样破碎的分形维数与应变率的对数呈线性正相关，当石灰石粉掺量在12%～20%之间以及矿粉掺量在20%～28%之间时能最大限度减小分形维数。通过各项方法分析得出石灰石粉-矿粉的在全珊瑚混凝土中最佳掺比，对海洋工程建设防护具有参考意义。

  2023年06期 v.43;No.189 9-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 968K]
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• 弱胶结砂岩钻井法凿井破岩类材料试验研究

  程桦;胡方宇;郭龙辉;荣传新;王晓云;

  为了满足侏罗系弱胶结砂岩钻井法凿井破岩相似模型试验类材料的配制需求，基于其物理力学特性及破岩工况，以抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、软化系数和干密度等为主要参数，提出类材料相似条件，选择配制原材料，根据试样正交试验结果，分析不同配比类材料的物理力学特性及其影响因素，获得满足破岩相似材料模型要求的类材料最优配比。研究结果表明，水泥石膏比是影响弱胶结砂岩相似材料强度和软化系数的主要影响因素，且两者均与水泥石膏比呈正相关，饱水后的类材料具有显著的软化特征；胶砂比在1∶1至2∶1范围内，类材料水化产物氢氧化钙与二水硫酸钙含量显著增加，富集处易造成裂隙发育，从而降低材料强度；基于正交试验结果，优选的胶砂比为2∶1,水泥石膏比为6∶4,即m砂∶m水泥∶m石膏∶m水∶m减水剂=1∶1.2∶0.8∶0.6∶0.02,其物理力学特性基本满足类材料相似条件要求，可作为弱胶结砂岩破岩相似模型试验的类材料。研究结果可为侏罗系弱胶结地层钻井法破岩提供前期条件和类材料配比提供参考。

  2023年06期 v.43;No.189 18-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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• 隧道下穿既有桥墩矿山法施工变形控制研究

  汪海波;李明明;王梦想;杨明;

  地铁隧道下穿既有桥梁基础时，围岩变形会导致上部桥墩柱的沉降和侧移，预通过比较衬砌支护、小导管注浆、超前管棚支护对围岩及上部结构的变形控制效果。以某市地铁隧道下穿立交桥墩柱为研究对象，采用数值模拟计算的方法，对比分析了普通衬砌支护、超前小导管注浆、单一施作管棚支护以及超前小导管注浆+管棚支护的4种工况下，下穿桥墩桩基开挖引起的隧道拱顶沉降和桩基沉降。结果表明，小导管注浆+管棚超前支护工况隧道的围岩变形以及上部基础的沉降均满足规范要求，且相对仅衬砌支护工况隧道的拱顶变形量减少了30.1%、上部桩体沉降减少了24.78%;说明小导管+管棚支护能够有效控制上部围岩变形，确保了上部结构的安全运营，所选开挖支护方案满足安全性、适用性和耐久性的要求。

  2023年06期 v.43;No.189 29-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 728K]
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地质·测绘·环境

• 基于粒子群-随机森林模型的采样布局优化

  张世文;朱曾红;王维瑞;颜芳;张蕾;焦扬庆;宋孝心;

  采样设计是获取土壤有机质空间分布信息的关键环节，直接影响有机质预测空间分布的精度。目前常用的采样设计方法大多存在样本量大、效率低的问题。因此采用最少数量和最优空间布局的采样方案对于长时序准确监测土壤有机质的时空变化至关重要。以北京市延庆区耕层土壤有机质为研究对象，基于525个原始样点采用变异系数和相对偏差计算确定合理样本数量。通过植被指数、土壤质地类型、土壤母质类型、地形湿度指数、坡度、年均降水量等辅助变量建立随机森林模型，利用粒子群算法收敛随机森林预测误差，对各样点的空间布局进行优化，确定监测点最小数据集的最优空间分布格局。结果表明，利用粒子群-随机森林模型制定的土壤采样方案是可行的。优化后的样本数量减少至37个，减幅达92.95%;粒子群-随机森林均方根误差和模型拟合效果均优于随机抽样和粒子群-地统计抽样方法，R~2为0.51,RMSE达到10.66g·kg~(-1);优化后生成的空间分布图与原始数据接近，相对误差为4.71%,估计较为准确。采用的粒子群-随机森林模型较为准确的反映区域耕层土壤有机质的空间格局，且兼顾抽样精度和抽样成本，能为后续采样方案提供科学建议。

  2023年06期 v.43;No.189 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 895K]
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• 不同JRC粗糙单裂隙水力开度3D数值模拟研究

  程智余;姜克儒;刘瑞;马海春;王京平;

  岩石的过水能力主要决定于其中的裂隙，其表面粗糙度的影响不可忽视，单裂隙是一个简单的理论验证装置。为了探究不同结构面粗糙度系数JRC的水力开度e_h变化，提出在不同雷诺数条件下e_h和JRC的定量关系。研究开展了不同JRC粗糙单裂隙渗流特性3D数值模拟。首先，数值化5条Barton提出的标准轮廓曲线并导入COMSOLMultiphysics~?软件；然后进行扫掠操作，构建了不同JRC的3D单裂隙模型；进一步，设置不同的边界条件和初始条件，求解3D单裂隙中不可压缩粘性流体Navier-Stokes方程和连续方程；最后，基于立方定律和求解得到的流场参数，定量不同JRC的3D单裂隙e_h。研究结果表明，Forchheimer方程线性系数A和非线性系数B对JRC有着明显的依赖关系，也受到平均开度E的影响；E对于粗糙裂隙中的流体流动影响明显，然而在一定范围内的JRC对流体流动的非线性行为起促进作用；在E相近时，JRC值越大的裂隙模型中，低流速的区域越多；粗糙裂隙中的e_h和Re是负指数关系，考虑Re的e_h与JRC的定量关系为e_h=E~2JRC~(-2.5)Re~(-0.21)。研究得到不同Re条件下Re和JRC值的定量关系，促进了区域地质相关的工程设计优化，也可以为工程地质灾害提供理论依据。

  2023年06期 v.43;No.189 45-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K]
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• O₃对PET微塑料吸附有机污染物的影响机制

  葛建华;辛侠彬;卫洲;刘丹;张世文;

  微塑料对环境污染物具有较高的吸附性能，然而对于微塑料与有机污染物的相互作用方式仍较为缺乏。为了探究O_3老化聚对苯二甲酸乙二醇酯微塑料(PET-MPs)与甲基橙的相互影响，通过将微塑料暴露于臭氧中模拟了微塑料在自然环境中的老化过程，进而改变其物理化学性质，影响其对有机污染物的作用。结果表明，随着老化时间的增加微塑料表面更为粗糙，且存在不规则的孔隙，伴随着结晶度降低、亲水性增强、吸附量减少，微塑料对MO的吸附在24h内基本达到平衡，能够用一级动力学模型较好地拟合(R~2>0.98)。吸附等温线更符合Freundlich模型(R~2>0.94),属于多层吸附。与水分子之间的氢键作用力增强是导致PET对MO的吸附能力下降的主要原因，不过随着温度的升高，吸附能力也逐渐增强。这一研究结果对于进一步探索微塑料的环境影响提供了理论依据。

  2023年06期 v.43;No.189 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 679K]
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安全科学与工程

• 岩石变刚度实验条件下力学与声发射特性

  赵光明;高宇;吴旭坤;

  为研究加载刚度对岩石强度特征、演变规律及破裂模式的影响，采用自主研发的二维可变刚度动力破坏模拟实验系统和声发射监测系统，进行了变刚度条件下的的岩石单轴压缩实验。结果表明，加载刚度对岩石的单轴抗压强度及弹性模量基本没有影响；对于同一岩石试样，随着加载刚度的增大，岩石的破坏程度逐渐减小，应力-应变峰后曲线光滑陡峭到呈现明显台阶状；对于不同的岩石试样，同一加载刚度下单轴抗压强度越大的岩石破坏程度越剧烈；在加载刚度为0.35GN/m时，声发射信号强度经历了平静、短暂出现伴随大幅突增、陡升高峰、大幅突增破坏；在加载刚度大于0.35GN/m时，声发射信号强度经历了平静、持续出现、多低峰、持续升高、突增破坏，表明加载刚度的增大使岩石的破碎次数增多；声发射b值与加载刚度大小呈正相关性，加载刚度的增大使得岩石试样的裂纹拓展尺度由以大尺度破裂为主逐渐演变为以小尺度破裂为主；同一加载刚度下单轴抗压强度大的岩石声发射b值均小于单轴抗压强度小的岩石。实际工程建设中，要考虑到围岩环境刚度对工程安全性的影响，围岩环境刚度的减小会加剧岩体破坏时的剧烈程度，产生动力破坏，要及时对围岩环境刚度进行改善，减小冲击地压事故的危害。

  2023年06期 v.43;No.189 63-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K]
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• 软岩巷道中三维网壳衬砌支护技术研究与应用

  张金松;唐雨轮;周长伟;庞建勇;

  针对我国煤矿软岩巷道常规支护方式存在的诸多不足，基于地面大跨度网壳结构的力学原理，设计一种新型三维网壳衬砌结构，并在室内对该三维网壳砌衬结构进行了相似模型试验，结果显示单片模型结构的破坏属于压剪破坏，外荷载接近极限值时，三维网壳支架内主弧筋和次弧筋达到屈服，喷层混凝土达到其强度极限；整架模型结构的承载力达到318 kN,模型结构失稳表现为右直腿被折断，拱顶没有出现破坏，左直腿中间部分出现裂纹。根据室内试验结果将其设计成全封闭的三维网壳锚喷结构，通过数值模拟分析，发现该结构可以很好地改善围岩的应力分布，减少围岩位移量，从而提高结构承载力，确保支护结构的长期稳定性。

  2023年06期 v.43;No.189 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K]
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机械·电气·电子

• 基于FA-MVEMD的Φ-OTDR系统模式识别研究

  朱宗玖;王宁;

  为了增强相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)系统对不同扰动事件的识别能力，提出了一种基于快速自适应多元经验模态分解(FA-MVEMD)样本熵和非洲秃鹫算法优化支持向量机(AOVA-SVM)的光纤振动信号模式识别算法。光纤振动信号经FA-MVEMD分解后得到若干多元本征模态函数(IMF),通过计算与原始信号的相关系数，筛选出相关系数大于0.1的有效分量并计算其样本熵作为信号的特征，最后利用AOVA-SVM分类模型进行识别。实验结果表明，相比于其他SVM分类模型，AOVA-SVM的分类准确率更高，对6种事件的平均分类准确率达到了97.5%,实现了Φ-OTDR系统模式识别的既定目标，具有实用价值。

  2023年06期 v.43;No.189 82-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 951K]
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医学·职业健康

• IGF1/IGF-1R通过Akt/Bad通路促进肝癌进展

  梁娇娇;唐小龙;

  目的 为了探索影响肝癌进展的新的分子机制。方法 通过免疫荧光技术、免疫组织化学技术、Western blot技术检测肝癌细胞与正常肝细胞中IGF-1R的表达水平，并且通过克隆实验、JC-1实验检测IGF-1R对肝癌细胞的增殖、凋亡的影响，同时运用Western blot实验检测IGF-1R下游信号分子Akt/Bad的蛋白磷酸化水平。结果 验证了IGF-1R在肝癌细胞上的表达水平明显升高，并且促进肝癌增殖、抑制凋亡。进一步研究发现IGF-1R上调Akt、Bad分子磷酸化水平影响肝癌进展。结论 IGF-1R在肝癌细胞中呈明显上调表达，并且可能通过活化Akt/Bad通路促进肝癌进展。

  2023年06期 v.43;No.189 92-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1054K]
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• SF-36量表评估中国中部地区脑萎缩人群的效果

  杨立新;貌志成;姚家桢;洪强;黄海营;胡海;

  目的 探索脑萎缩影像学改变与SF-36量表之间的关联，探讨SF-36量表应用于脑萎缩患者的价值及其测量脑萎缩患者生命质量的信度和效度，评估SF-36量表评分对脑萎缩的诊断效能。方法 随机选取263名居民进行磁共振平扫检查，并利用SF-36量表进行生活质量评测，采用克隆巴赫系数(Cronbach's α)、ROC曲线分析、Kappa检验分析SF-36量表的信度和诊断效能。单因素分析采用t检验，多因素分析采用Logistic回归分析来筛选生命质量相关因素。结果 基于影像学金标准诊断的脑萎缩阳性组和脑萎缩阴性组在年龄、性别的差异具有统计学意义(P<0.05),BMI的构成比无统计学意义(P>0.05);脑萎缩患者SF-36量表中除SF、RE外，其余6各维度和PCS和MCS较中国常模数值均存在显著功能缺陷(P<0.05);SF-36量表总分及8个维度的Cronbach's α系数均高于0.7,RP、BP、SF、RE 4个维度出现天花板效应，RP、RE这两个维度出现地板效应；Logistic回归分析显示，在未矫正其他变量时，SF-36总分和PCS得分与患脑萎缩的风险显著负相关51～60岁患者和女性患者患脑萎缩的风险显著上升；在调节性别、年龄、BMI等变量后，51～60岁患者和女性患者仍是患脑萎缩的独立危险因素。结论 SF-36量表对脑萎缩患者生命质量的测量具有良好的信度和效度以及一定的区别能力，可以用于评价脑萎缩患者的生命质量，并为后续制定评价脑萎缩病情发展、治疗疗效的工具提供一定参考，但对于筛查和预测脑萎缩高风险人群效果不佳。

  2023年06期 v.43;No.189 101-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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• 安徽理工大学学报(自然科学版)2023年第43卷总目次(卷终)

  <正>~~

  2023年06期 v.43;No.189 109-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 511K]
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  <正>《安徽理工大学学报(自然科学版)》为安徽省教育厅主管、安徽理工大学主办的综合性自然科学学术刊物,双月刊,国内外公开发行,主要刊载地质工程、环境工程、测绘工程、采矿工程、安全工程、信息管理与信息系统、土木工程、建筑学、机械工程、测控技术与仪器、自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、矿物加工工程、化学工程与工艺、弹药工程与爆炸技术、制药工程、信息与计算科学、应用物理学、智能工程、医学以及相关基础学科的学术论文和最新研究成果。欢迎各界人士垂询、赐稿。为保证刊物质量,根据国家有关标准和办刊要求,特制定本规定。

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