地质·测绘·环境

• 华北煤田南缘表生岩溶发育特征及演化过程

  许光泉;章晋升;杨婷婷;李浩;贺彪;张海涛;

  目的 表生岩溶不仅提高了碳酸盐岩地层渗透性和连通性，也为地下水储存和运移提供了储存场所和通道，对煤田岩溶水害形成具有一定控制作用。方法 以华北煤田南缘的淮南上窑地区寒武系岩溶地层为对象，通过野外地质调查、剖面测量、统计以及薄片鉴定等方法，系统分析了表生岩溶发育特征，并结合区域沉积史、构造史探讨其演化过程。结果 该地区的表生岩溶主要发育在推覆体块段的上盘、向斜核部的馒头组与毛庄组碳酸盐岩地层，其次发育在两翼的猴家山组地层。表生岩溶主要以裂隙、溶隙、溶孔等形式存在，以垂直方向发育为主，走向为NE、NW、NNE和NNW向，其次沿层面发育裂隙、溶隙。岩性与岩层结构、挤压-拉张宽缓向斜、断裂及裂隙等是控制表生岩溶发育的主要因素，尤其是寒武系灰岩垂向溶隙发育过程中受下部紫红色的泥岩阻隔，形成层面溶隙。此外，植被和径流作用加速了表生岩溶发育过程。结论 表生岩溶演化过程经历了前期的沉积阶段、挤压-皱阶段阶段，后期的拉张、溶蚀作用与网络化阶段，研究成果为淮南煤田隐伏区岩溶水赋存机理研究及对岩溶水害防治提供理论依据。

  2025年01期 v.45;No.196 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2616K]
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• 改性煤基固废A沸石对亚甲基蓝吸附性能研究

  葛建华;黄琼;马东坡;蒋琪雅;杨心茹;张世文;

  目的 为探究煤基沸石改性后对亚甲基蓝的吸附效果及其作用机制，探索改性前后沸石对亚甲基蓝染料的吸附能力及吸附机理，达到充分利用煤炭资源治理染料废水环境问题的目的。方法 以煤矸石、粉煤灰、煤气化渣为原材料，采用水热-碱融法将其制备成A型煤矸石基沸石、粉煤灰基沸石、煤气化渣基沸石，并采用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠对所制备的沸石进行改性，结合XRF、XRD、BET、SEM、FT-IR等技术手段进行表征。结果 研究结果表明，用十二烷基硫酸钠改性后的3种沸石，对亚甲基蓝的吸附均符合准二级动力学模型；Freundlich等温线模型和Langmuir模型均能较好的拟合吸附；颗粒间扩散模型表明，吸附过程可分为表面扩散、孔内扩散和动态平衡3个阶段。改性前后的煤基A沸石经过5次再生循环后，对亚甲基蓝平衡吸附量仍高达原吸附量的80%左右。结论 煤基固废可以成功制备成以介孔为主的A型沸石，并通过改性提高对亚甲基蓝的吸附性能。这一研究结果对于进一步探索煤基固废的绿色利用提供了理论依据。

  2025年01期 v.45;No.196 11-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 2203K]
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安全科学与工程

• 基于相对熵组合赋权-云模型的线路优选研究

  张向阳;林俊;卢川;张洁斐;

  目的 为改进线路方案比选时评价指标体系单一赋权方法的局限性及更好地处理方案评价过程中的不确定性和模糊性等问题。方法 本文提出基于相对熵组合赋权-云模型的线路方案评价模型，依托和县至襄阳高速公路天堂寨支线项目，综合考虑拟建项目功能定位和最新政策要求，结合实地考察和专家咨询法，选取节约集约用地、环境保护、工程建设条件、城乡规划、重要资源影响、工程规模6个方面的16个影响线路走向因素，构建线路方案评价指标体系，采用改进的层次分析法和熵权法分别确定主、客观权重，运用相对熵组合赋权法确定组合权重，并构建云模型，借助MATLAB正向云发生器输出综合评价云图，确定不同线路方案的隶属等级。结果 研究结果表明，K线方案的期望值为8.188,评价等级为协调性高，A线方案的期望值为7.065,评价等级为协调性较高。因此K线方案更优，推荐K线方案为公路建设方案。结论 该模型选出的线路与该段路线实际选线结果一致，验证了模型的可行性和有效性，可为高速公路方案优选提供理论参考依据。

  2025年01期 v.45;No.196 24-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1935K]
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• 减速带对双巡航控制模型瞬时交通排放的影响

  李启朗;邢红晟;

  目的 为了更好的模拟城市道路上车辆的交通情况，对城市道路气体污染物排放进行研究。方法 基于双巡航控制的元胞自动机模型和污染物排放模型，考虑前车期望速度，研究减速带对城市交通道路污染物排放的影响。结果 减速带对交通流量和排放有显著效用，在自由流动相内，排放随着密度的增大几乎保持不变。在最大平台流动相内，CO_2、NO_X和PM排放量会随着密度的增大而下降。在堵塞流动相内，排放会随着密度的增大而变化。随着密度的增大，污染物排放会经历两个极值的变化。通过与NaSch模型对比，CO_2、NO_X和PM排放量明显下降。结论 双巡航控制模型模拟实际情况时更为准确和精细，能够更好地应对复杂的实际情况，为减少城市道路气体污染物排放提供理论支撑。

  2025年01期 v.45;No.196 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K]
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机械·电气·电子

• 缺陷翼型的动态失速特性研究

  王龙;王小龙;戚丁檀;李瑞;许勇彬;

  目的 风力机在风沙环境下工作时，叶片会受到不同程度的腐蚀，降低气动性能，为研究缺陷翼型的动态失速特性。方法 利用SST k-ω湍流模型模拟了S809翼型正弦振荡动态失速，并将结果与美国OSU风洞试验数据进行对比，显示出较好的一致性。在此基础上对前缘缺陷形状为圆形、三角形、矩形的翼型缺陷深度均为h/c=1%的S809翼型进行动态失速研究。结果 发现前缘缺陷使得流动分离点前移，流动附着角度也相应减小；翼型下俯过程会导致翼型尾缘失速涡附着性降低并向尾缘滑移，进入深度失速后翼型下俯阶段涡脱落频率大于上仰阶段。结论 前缘缺陷对小攻角阶段翼型非定常气动力系数影响较小；在大攻角阶段前缘缺陷对翼型升、阻力系数与升阻比的影响显著，气动力系数快速变化，阻力系数急剧增加。研究结果可为恶劣环境下风力机翼型及叶片的设计和维护提供重要参考价值。

  2025年01期 v.45;No.196 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K]
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• 谐波诊断技术和DCGAN-AlexNet电机劣化等级分类

  胡业林;吴曼;钱文月;

  目的 针对电机劣化等级样本不均衡及劣化分类精度低等问题。方法 提出一种谐波诊断技术与改进DCGAN-AlexNet相结合的劣化等级分类方法。首先，为了解决电机劣化样本的不均衡性，建立了一种基于Wasserstein距离深度卷积生成对抗网络(W-DCGAN),用于样本数据增强，从而扩充数据集。其次，在传统AlexNet网络基础上进行修改，应用批归一化，改变卷积核大小，简化全连接层并增加随机失活层(DropOut),且在归一化之后加入注意力机制模块(CBAM),使得修改的模型可以更好地进行特征提取，增强特征学习能力。最后，对所提模型的有效性进行实验验证。结果 改进后的CBAM-AlexNet网络模型参数量减少到原来的56%,并且在小样本条件下能够有效提高电机劣化等级分类的识别精度。结论 谐波诊断技术与改进DCGAN-AlexNet相结合，模型小且识别准确率高，为电机劣化等级诊断技术的发展提供了新的思路和高效的解决方案。

  2025年01期 v.45;No.196 49-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 1299K]
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• 基于特征选取与TSO-BP短期电力负荷预测研究

  高昕;郑前东;

  目的 为降低环境因素对电力负荷预测的影响以及提高短期负荷预测精度。方法 提出一种结合皮尔逊相关系数(PCC)、主成分分析(PCA)、金枪鱼群优化算法(TSO)改进BP神经网络的短期电力负荷预测模型。首先，为消除无关变量的影响，利用PCC进行特征选取，挑选出与负荷预测有关的气象属性；其次，利用PCA提取气象特征序列中的关键影响因子，消除原始序列的相关性和冗余性，降低模型输入维度，提高训练效率；最后，为解决传统BP神经网络在初始权重和阈值参数上具有随机性的问题，采用TSO来搜寻最优解代替随机参数，获得改进的模型。结果 利用某一地区的电力负荷数据进行仿真分析，结果表明所构建模型预测平均绝对百分比误差达到了0.52%。结论 证明了经特征选取与TSO优化后模型具有更高的预测精度。

  2025年01期 v.45;No.196 57-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1353K]
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• 基于混合注意力的遥感图像超分辨率重建

  姚善化;潘品杨;王仲根;

  目的 为改善遥感图像局部区域模糊、部分细节信息重建丢失等问题。方法 提出一种基于空洞卷积和混合注意力的遥感图像超分辨率重建算法。首先经过浅层特征提取模块得到浅层特征图，再利用卷积与空洞卷积以及非线性激活块相结合，扩大了整体感受野，提升了训练过程的稳定性，从而增强深层特征表达能力；其次，使用级联的空间注意力与通道注意力模块来改善高频信息缺失问题；最后，对所提取的特征进行上采样和重建获得高分辨率图像。结果 在NWPU RESISC45和UCMerced-LandUse数据集上，仿真结果分析表明，该算法的峰值信噪比与结构相似性两项评价指标均优于所对比算法，在主观视觉效果上，重建图像也更能突出纹理细节信息。结论 所提算法拥有更好的重建效果，提升了遥感图像的质量和可用性。

  2025年01期 v.45;No.196 64-73+98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1415K]
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土木·力学·爆破

• 弱胶结砂质泥岩破岩类材料优化制备及其贯入特性

  程桦;吴志哲;王晓云;郭龙辉;胡方宇;

  目的 针对西部侏罗系弱胶结砂质泥岩钻井法凿井破岩相似模型试验类材料的配制需求及其破岩效率低下问题。方法 基于砂质泥岩物理力学特性与钻井法凿井破岩工况，配制砂质泥岩破岩类材料，分析不同配比类材料的物理力学特性，采用极差分析法对破岩类材料强度进行敏感性因素分析；并开展破岩类材料滚刀贯入试验，研究不同侧限应力条件下的钻井法凿井滚刀破岩效率。结果 石膏掺量是影响类材料抗压强度的关键因素，胶砂比是影响类材料抗拉强度与抗剪强度的关键因素；当m_砂∶m_(水泥)∶m_(石膏)∶m_(高岭土)∶m_水∶m_(减水剂)=10∶12.5∶7.5∶1.5∶6∶0.2时，类材料的物理力学特性满足砂质泥岩的相似条件要求。结论 两种状态类材料试样的荷载-贯入度曲线均可分为非线性变形阶段、线弹性变形阶段、裂纹萌生和扩展阶段、峰后破坏阶段4个阶段，自然状态试样为脆性破坏，饱水状态试样为塑性破坏，两种状态类材料试样的比能耗、抗侵入系数均与侧限应力呈正相关，但相同侧限应力时，饱水状态试样的比能耗与抗侵入系数均小于自然状态试样，降低平均值分别为28.7%、28.5%。研究成果可为西部侏罗系弱胶结砂质泥岩地层钻井法滚刀破岩试验和破岩机理研究分别提供类材料配比参考与理论指导。

  2025年01期 v.45;No.196 74-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K]
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• 西部地区钻井法凿井新型马头门力学特性研究

  姚直书;郑定康;张辉;乔成;朱建;

  目的 西部地区钻井井筒深井马头门所处侏罗纪煤系地层岩性松软、强度低，围岩稳定性差。针对钻井井筒马头门常规结构，为改善衬砌及相连钻井井壁极易产生破坏等问题。方法 提出一种钻井井筒马头门新型结构形式，新型结构使用沥青制品板将钻井井壁与马头门衬砌由刚性连接变为弱连接。采用大型计算软件对新型马头门结构和常规马头门结构的位移和应力分布特征进行分析对比，并对比不同厚度沥青板支护效果。结果 数值模拟结果揭示了该种新型马头门结构的受力变形机理，与常规结构相比，井壁结构中第一主应力、竖向变形分别减小了67.30%、18.51%;并提出沥青制品板厚度在8～14mm时结构受力效果好。结论 采用新型结构后，沥青制品板起到良好的变形调压作用，有效改善了连接处井壁的受力状况。研究结果可为特殊地质条件下马头门的设计施工提供参考。

  2025年01期 v.45;No.196 83-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1984K]
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• 硬岩隧道爆破膏体封孔破岩效果研究

  宗琦;巩义鑫;汪海波;来永辉;权树恩;杨棚;

  目的 为解决隧道钻孔爆破时封孔质量差带来的爆炸能量浪费，爆破效果差等问题。方法 采用数值模拟及现场实验相结合的方法，建立炮孔不封堵和膏体封堵计算模型，对硬岩爆破膏体封孔爆炸应力场分布特征展开研究。结果 两种计算模型应力波的衰减规律大致相同，即出现瞬时峰值后迅速衰减，最终衰减趋于稳定；膏体堵塞模型产生的应力波更强且更均匀，爆炸应力场强度同比提高了41%～62%,出现最大应力峰值所需时间提前30μs,此外，岩体形成完全径向裂隙；通过现场实验，验证了采用膏体快速封孔操作，封孔效率高，爆破后循环进尺提高了16.1%,形成较好的爆破效果。结论 膏体材料性能良好、工艺简单，能够有效延长爆生气体的作用时间，提高了破岩效率，节约了工作时间并降低了成本，对实际工程应用提拱重要指导意义。

  2025年01期 v.45;No.196 92-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1367K]
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医学·职业健康

• 新型MWCNTs滴鼻法有效构建了肺炎及纤维化小鼠模型

  章静;张佳震;

  目的 拟通过滴鼻法建立一种新型可重复MWCNTs暴露小鼠模型，它既方便、快速、经济，而且可重复使用。以期对未来肺纤维化药物的研究和机制探索提供更加高效的模型支持。方法 将80μL(125μg/mL)的MWCNTs悬液暴露于C57BL/6小鼠中，连续14d,并评估其生理状态。采用ELISA、HE染色、Masson染色和免疫荧光双染色等方法分析小鼠第3、7、14、28d的肺病变。最后，采用一种新的肺损伤碳纳米管暴露评分系统对实验数据进行分析和聚类分析。结果 病理切片中观察到暴露后在第7d形成肺部炎症，在暴露后第14d形成纤维化。只有到第28d,肺纤维化达到最严重，小鼠处于最糟糕的生理状态。与口咽灌注法相比鼻滴注模型大大缩短了广泛纤维化的形成时间。MWCNTs暴露通过激活TGF-β1/Smad2/3信号通路，增加了FMT相关标志物(α-SMA和Col-I)和促炎因子TGF-β1的特异性过程。聚类分析将该模型的病理生理过程定义为：初始阶段、炎症期、进展期和纤维化期。结论 本研究通过建立一个新的MWCNTs暴露小鼠模型，探讨了重复滴鼻液方法在碳纳米管暴露患者肺部诱导炎症和产生纤维化中的关键重要性。

  2025年01期 v.45;No.196 99-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1904K]
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• 欢迎订阅《安徽理工大学学报(自然科学版)》,欢迎投稿

  <正>《安徽理工大学学报（自然科学版）》 1981年创刊，双月刊，每期定价5.00元，全年定价30.00元。《安徽理工大学学报（自然科学版）》为安徽理工大学主办的综合性学术刊物，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、医学以及相关基础学科的学术论文和最新研究成果等。

  2025年01期 v.45;No.196 10页 [查看摘要][在线阅读][下载 726K]
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• 《安徽理工大学学报(自然科学版)》投稿须知

  <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。

  2025年01期 v.45;No.196 109页 [查看摘要][在线阅读][下载 737K]
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