• 2021年第21卷第12期文章目次
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    • >TE石油、天然气工业
    • 钻井液堵漏材料研究及应用现状与堵漏技术对策

      2021, 21(12):4733-4743.

      摘要 (1183) HTML (0) PDF 5.01 M (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:井漏是目前钻井过程中常见且难以治理的井下复杂事故之一,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一。复杂地层钻井过程中,常用堵漏材料存在对漏失地层适应性差、抗温性能不佳、承压能力和驻留能力差等问题,缺乏科学的堵漏对策,导致一次堵漏成功率低、堵漏方法难以复制。本文阐述了桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、吸水/吸油聚合物堵漏材料、聚合物凝胶堵漏材料、可固化堵漏材料、智能堵漏材料等堵漏材料的组成、特点和堵漏机理,总结了不同种类堵漏材料在不同漏失类型地层中的应用效果,提出了堵漏材料在钻井液堵漏中应用的技术途径、研发方向及堵漏对策。本文对于提高钻井液防漏堵漏效果、促进堵漏技术的发展具有重要的理论和技术借鉴意义。

    • 蒸汽辅助重力泄油开发过程及机理研究综述

      2021, 21(12):4744-4751.

      摘要 (719) HTML (0) PDF 1.59 M (512) 评论 (0) 收藏

      摘要:蒸汽辅助重力泄油(Steam-assisted gravity drainage,SAGD)技术是开采沥青/稠油油藏的一种行之有效的技术,尽管SAGD技术的概念看起来很简单,但在为理解这一过程而建立的理论中存在着诸多缺陷。实际上,SAGD是一个多物理过程,涉及同时传热传质,具体可分为注蒸汽循环预热阶段、蒸汽腔纵向扩展阶段、蒸汽腔横向扩展阶段以及蒸汽腔下降阶段等4个阶段。SAGD技术的开发机理包括蒸汽降黏、重力泄油、地质力学效应、热效应、蒸汽腔的聚并融合作用以及原地乳化作用等。其中部分机理存在争议,且机理间可能存在相互耦合的作用,未来应继续通过室内实验、数值模拟等手段进一步深入探究其耦合机理,为更好地理解、优化、设计SAGD开发过程打下坚实基础,从而在实际应用时充分考虑各项机理的综合作用,为SAGD开发提供更为可靠的评价、预测和设计手段。同时也应从充分理解常规SAGD的开发过程与机理出发,更合理地扩展SAGD开发的变种形式。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 基于假设检验理论的统计分辨研究综述

      2021, 21(12):4752-4759.

      摘要 (637) HTML (0) PDF 1.09 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:同一分辨单元内近邻目标的分辨一直是不同信号处理领域的关注热点。传统上基于相关分析或波束响应的瑞利限,难以反映实际系统随机噪声等因素的影响,因此提出了统计分辨的概念。当前关于统计分辨限的定义主要有两种方式:一是直接利用克拉美罗界定义,二是采用二元假设检验理论定义。论文对后者的研究现状进行了梳理,得到一般的研究思路——利用二元假设检验构造分辨模型,进行泰勒近似得到关于待分辨参数的线性模型进行求解,或利用大快拍数条件下的渐近分布求解,得到统计分辨限与波形、信噪比等的关系。最后,指出了该领域未来的一些研究建议。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于形状记忆合金的软体机器人研究综述

      2021, 21(12):4760-4768.

      摘要 (731) HTML (0) PDF 5.86 M (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)由于噪声小、回复应变大和生物兼容性好等优点,得到了广泛地使用和研究。本文首先对SMA在国内外的研究现状进行了分析,接着对SMA的形状记忆效应(Shape memory effect,SME)、超弹性、电阻特性进行了阐述,最后介绍了SMA在软体机器人领域的应用现状。

    • >X环境科学、安全科学
    • 三维生物膜电极技术在污水处理中的应用及研究进展

      2021, 21(12):4769-4777.

      摘要 (585) HTML (0) PDF 1.34 M (615) 评论 (0) 收藏

      摘要:三维生物膜电极技术凭借其低能耗、效果好、易控制、清洁性等优势应运而生,在污水处理领域颇具应用前景。本文就三维生物膜电极反应器(three-dimensional biofilm-electrode reactors ,3D-BER)技术特点、反应器结构和启动情况进行分析;综述了3D-BER在电极材料、处理对象、生物菌落等方面的最新研究进展;提出应加大3D-BER微观反应机理、厌氧菌耦合、工程适用性的研究力度,并对3D-BER的发展和应用进行展望。

    • >O3力学
    • 压电复合材料中正六边形孔边裂纹反平面问题

      2021, 21(12):4778-4784.

      摘要 (589) HTML (0) PDF 2.06 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文借用Stroh型公式和复变函数理论,通过引入合适的数值保角映射函数,研究了压电复合材料中含正六边形孔边两不对称裂纹的反平面问题。由压电弹性体二维反平面问题的控制方程出发,充分利用留数定理和Cauchy积分公式,获得了电不可通和电可通边界条件下裂纹尖端场强度因子和能量释放率的解析表达式。数值算例分析了正六边形的孔洞边长、裂纹尺寸以及机电载荷对裂纹扩展以及能量释放率的影响规律。

    • >P天文学、地球科学
    • Landsat-8影像地表温度反演算法对比分析

      2021, 21(12):4785-4792.

      摘要 (671) HTML (0) PDF 2.62 M (534) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Landsat-8数据地表温度(Land Surface Temperature,LST)反演中单通道算法(Single-Channel Algorithm,SC算法)和劈窗算法(Split-Window Algorithm,SW算法)在不同区域的反演精度的不一致性问题,本文以NOAA地表辐射通量网(Surface Radiation Budget Network,SURFRAD)中不同地表覆盖类型和不同海拔高度的3个站点为验证站点,选取2018年1月1日至2019年6月30日质量较好的37景不同季节的Landsat-8影像,基于站点实测温度,对比分析了Jiménez-Mu?oz等提出的普适性SC算法(Generalized SC Algorithm,GSC算法)与SW算法的地表温度反演精度。结果表明:GSC算法与SW算法的反演精度呈现出一定的季节依赖性。春季与冬季,GSC算法的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)在1 K左右,SW算法的MAE高于1 K,GSC算法的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)较SW算法分别低约0.37 、0.13 K,GSC算法的精度较高。其中,在春季,GSC算法的精度比SW算法精度高约0.53 K;在冬季,GSC算法的精度比SW算法精度高约0.14 K。夏季与秋季,GSC算法与SW算法的MAE都小于2 K,但SW算法的精度较高。其中,在夏季,GSC算法的精度比SW算法精度低约0.35 K;在秋季,GSC算法的精度比SW算法精度低约0.25 K,GSC算法的RMSE较SW算法高约0.24 K。两种算法与实测温度的相关系数分别为0.9907、0.9922,表现出较为强烈的相关性,SW算法相关性更高。

    • 太湖实测水温多时间尺度变化特征及影响因素

      2021, 21(12):4793-4800.

      摘要 (592) HTML (0) PDF 4.24 M (627) 评论 (0) 收藏

      摘要:水温是评估湖泊生态系统状态、功能和过程的重要参数,在多时间尺度上影响着湖泊的物理、化学、生物和生态过程。本文基于太湖中尺度通量网避风港站点2012?2016年的水温梯度、小气候和辐射四分量的观测数据,分析了太湖多层水温在不同时间尺度上的变化特征,选取夏季高温和冬季冷空气过境个例分析太湖水温对天气条件变化的响应,并量化了太湖水温与气象因子在多时间尺度上的相关性。结果表明:太湖水温呈单峰型日变化,水温达到峰值的时间随深度增加而推迟。太湖热分层发生在日尺度上,以午后16时最强,春夏两季热分层更明显。太湖水温呈现夏高、冬低的季节变化特征,夏季水温层结明显(>4 ℃)。2012?2016年太湖水温呈上升趋势,以150 cm水温变暖最显著(1.15 ℃),20 cm水温变暖最微弱(0.82 ℃)。副热带高压控制下的晴朗、高温天气有利于太湖水体热分层,而冷空气过境带来的降温和大风天气会破坏水体热分层。在各个时间尺度上,太湖水温与气温和向上长波辐射的正相关关系最显著,相关系数大于0.91。可见,太湖水温的时间变化特征不仅是对大气强迫的响应,还通过向上长波辐射进行反馈。

    • 长三角地区常用遥感降水产品质量评估

      2021, 21(12):4801-4810.

      摘要 (655) HTML (0) PDF 8.97 M (669) 评论 (0) 收藏

      摘要:长三角地区是中国经济最发达地区之一,选定较好的卫星降水产品是进行科学防灾减灾的重要环节。本文基于地面气象站降水实测数据,采用七种指标对目前国内外常用遥感降水产品TRMM,CMORPH,GPM以及CMPA在长三角地区的适用性进行评估。结果表明:在年尺度,CMPA产品质量最优,相关系数达到0.95;在季节尺度,冬季GPM最优,夏季TRMM最优;平原地区比山区地区的产品质量要好。融合多降水产品的高精度产品未来将成为科学防灾减灾的重要数据。

    • 河北省邯邢地区煤系气成藏特征及其共生组合模式

      2021, 21(12):4811-4820.

      摘要 (412) HTML (0) PDF 8.16 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示煤系气共生成藏作用,寻找分布有利区,实现共探共采,利用统计分析、测井分析、压汞实验、有机碳含量、有机质成熟度等实验方法,对河北省邯邢地区太原组和山西组煤系气发育的煤层、泥页岩、致密砂岩和灰岩互层特征、煤系气成藏特征及其组合关系开展研究,并划分煤系气分布有利区。结果显示:煤层和暗色泥页岩为主要烃源岩,有机质类型为Ⅲ型,有机质成熟度介于0.61-2.85%;致密砂岩孔隙度平均值为5.14%,渗透率平均值为0.03mD,煤系气储层总体以砂-泥混合储层为主。煤层、泥页岩、致密砂岩和灰岩互为盖层,共有7种岩相组合类型。煤系气共生组合有3种类型,包括自生共储型、自生自储型和共生共储型,6种组合模式。山西组下部和太原组中下部为煤系气主要发育层段。研究区东部和南部构造简单,埋深较大,利于煤系气的成藏,西北部构造复杂,地层抬升,不利于煤系气的成藏。

    • 基于物探方法组合高效精准定位碎屑沉积矿床——以马来西亚CHINI铜多金属矿床为例

      2021, 21(12):4821-4829.

      摘要 (469) HTML (0) PDF 6.53 M (531) 评论 (0) 收藏

      摘要:马来西亚CHINI铜多金属矿位区为于Lebir深大断裂东侧,为浅海相富含铜金银铅锌的碎屑沉积铜多金属矿床,矿体形态为似层状、透镜体状、囊状。根据岩矿石物性特征和地形条件,在矿区开展了激电中梯扫面、一种改进的激电三极梯度测深和音频大地电磁测深工作。激电扫面圈定了矿区的低阻高极化异常带,激电三度测深和音频大地电磁测深查明低阻高极化异常带的地下空间展布特征。综合矿床地质特征,建立了CHINI铜多金属矿地质—地球物理综合信息找矿模型,经钻孔验证,找矿效果良好。激电中梯扫面、激电三极测深和音频大地电磁测深在寻找此类矿床上具有高效、准确的特点,可以在东南亚地区推广。

    • 采动作用下煤矿地下水流场的演变规律

      2021, 21(12):4830-4837.

      摘要 (507) HTML (0) PDF 6.06 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:采动条件下含水层结构变化对地下水流场和地下水资源分布具有显著影响。以梨园河煤矿为例,在分析研究区水文地质条件的基础上,结合采动裂隙对含水层结构的破坏程度,采用数值模拟方法,预测分析了采煤20年后研究区不同含水层地下水流场动态特征。结果表明:松散岩类孔隙含水层流场基本保持不变,仅井田北部的导通区地下水位有所下降,局部形成降落漏斗,最大降深18m;碎屑岩类裂隙含水层受矿井排水影响,地下水位大幅降低,地下水流场变化明显,形成了以井田中部为中心的降落漏斗,最大降深106m。研究结果可为保护矿区地下水资源与制定防治水措施提供理论依据。

    • 沿海资源富集区“三生空间”演变与生态环境响应

      2021, 21(12):4838-4847.

      摘要 (431) HTML (0) PDF 4.97 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨沿海低丘陵三生空间时空演变与生态环境响应,以沿海低丘陵资源富集区招远市为例,利用2008-2018年土地利用变更数据,基于土地空间扩展强度、半变异函数、生态环境响应模型等方法,对区域土地利用主导功能转型与生态环境进行区域性分析。结果表明:(1)沿海低丘陵资源富集区土地利用主导功能用地空间扩展与收缩处于低速变化。(2)生活空间与生产空间功能增强,生态空间减弱是研究三生空间的转型的主基调,其转型由矿产资源的开发、土地管理政策等多因素造成。(3)服务及其他生产用地偏移最明显,农业生产用地、林地生态用地偏移较弱。(4)胶东半岛低丘陵沿海区域生态环境质量随着时间的变化呈下降的趋势,生产空间、生态空间转型为生活空间、生产空间相互转型是导致生态环境质量降低主导因素。研究土地利用功能转型与生态环境响应演变规律,可为招远市国土空间规划下“三生空间”和生态红线提供借鉴。

    • 昆明市耕地韧性评价及空间差异

      2021, 21(12):4848-4855.

      摘要 (546) HTML (0) PDF 3.43 M (417) 评论 (0) 收藏

      摘要:耕地韧性评价是耕地资源利用效率及耕地系统健康的重要表征,对昆明市的耕地进行韧性评价的目的在于为耕地资源高效管理提供依据,促进耕地系统的可持续发展以及保障粮食安全。基于韧性的视角,从耕地系统的功能性、稳定性、冗余度和适应性4个维度构建了耕地系统韧性评价指标体系,并采用熵权法、突变级数模型和泰尔指数对昆明市2001—2017年的耕地系统进行了韧性评价和空间差异分析。结果表明:昆明市耕地系统韧性总体水平还较低,但呈现平稳上升的状态;其四个维度的能力出现差异,功能性、稳定性水平较高,而冗余度和适宜性水平较低;昆明市耕地韧性呈现出“核心-边缘”的空间特征,耕地韧性的空间差距逐渐缩小。可见为提升昆明市耕地韧性水平,应将冗余能力和适应能力作为发展的重点,提高对耕地系统的管理利用能力,扩大主要城区耕地韧性的空间溢出效应,缩小耕地韧性的内部差异。

    • >R医药、卫生
    • 交通相关PM2.5对人外周血淋巴细胞凋亡的影响

      2021, 21(12):4856-4861.

      摘要 (617) HTML (0) PDF 1.82 M (484) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨交通相关PM2.5对人外周血淋巴细胞凋亡的诱导作用及可能机制,为交通相关PM2.5的免疫毒性提供实验依据。采用0、50、100、200 g/ml PM2.5对人外周血淋巴细胞进行24 h和48 h染毒,FITC-AnnexinV/PI染色,流式细胞仪检测淋巴细胞早期凋亡和坏死;采用0、20、80、320 g/ml PM2.5浓度分别染毒人外周血淋巴细胞24 h、48 h和72 h,Western blot法测定细胞内含半胱氨酸的天冬氨酸特异蛋白水解酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase 3, Caspase-3)和cAMP反应元件结合蛋白(cAMP-response element binding protein, CREB)蛋白表达水平,ELISA法检测细胞内环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)含量。结果表明,50、100、200 μg/ml PM2.5染毒细胞24 h和48 h后,淋巴细胞早期凋亡和坏死均高于生理盐水组,差异有统计学意义(P < 0.01),且具有一定的剂量-效应关系;20、80、320 μg/ml PM2.5染毒细胞24 h、48 h和72 h后,各剂量组Caspase-3蛋白表达水平均高于对照组,除80 μg/ml PM2.5染毒72 h外,差异均具有统计学意义(P < 0.01)。320 μg/ml PM2.5染毒细胞24 h、48 h和72 h后,细胞内cAMP含量均比生理盐水组升高(P < 0.05)。PM2.5染毒72 h后,CREB表达水平随PM2.5浓度的升高而降低(P < 0.01)。可见,交通相关PM2.5可诱导人外周血淋巴细胞产生凋亡,且细胞内cAMP和CREB参与了凋亡的调控。

    • 基于网络药理学研究重楼皂苷抗肿瘤的协同机制

      2021, 21(12):4862-4869.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 5.78 M (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 本研究基于文献资料与网络药理学方法,系统探究重楼皂苷抗肿瘤的协同机制。方法 以含量和活性综合考量来筛选重楼皂苷抗肿瘤成分,利用靶点数据库获取入选皂苷成分的抗肿瘤靶点,通过蛋白互作网络、GO生物过程富集、KEGG通路富集,最后应用Origin 2019b及 Cytoscape 3.6.1构建重楼抗肿瘤的主要皂苷成分-关键靶点-信号通路网络,并分析该网络节点的拓扑参数,进一步明确其抗肿瘤的药理机制。结果 重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ、重楼皂苷Ⅵ、重楼皂苷Ⅶ、重楼皂苷H、薯蓣皂苷及纤细薯蓣皂苷7个甾体皂苷成分涉及抗肿瘤关键靶点38个,包括转录与凋亡相关的TP53、AKT1、MYC、CASP3、JUN、MAPK3、ERBB2、STAT3、SRC、MAPK8、BCL2L1、CTNNB1、MAPK1、CREB1、FOXO1、CASP8、FOS;炎症反应相关的IL6、TNF、IL1B、PTGS2、IL2;血管生成相关的EGFR、VEGFA、EGF、FGF2;参与DNA转录、细胞增殖及凋亡、RNA聚合酶II启动子转录、一氧化氮生物合成、磷脂酰肌醇3-激酶信号转导等生物过程;调控卡波济肉瘤相关疱疹病毒(HHV-8)、人巨细胞病毒(HCMV)、人乳头瘤病毒(HPV)感染等病毒感染通路,乳腺癌、大肠癌、前列腺癌、胰腺癌、膀胱癌等癌症专属通路,以及PI3K-Akt、TNF、MAPK、mTOR、p53等转导通路。结论 重楼皂苷主要通过促凋亡、抗炎、抗病毒以及抗血管生成等多种机制,协同产生抗肿瘤效应。

    • >S农业科学
    • 番茄采后自发气调贮藏技术

      2021, 21(12):4870-4874.

      摘要 (571) HTML (0) PDF 1.19 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究番茄采后自发气调贮藏技术,通过测定不同贮藏期(3d、6d、9d)番茄病果率、硬度及营养成分变化,研究了PE 0.01 mm保鲜袋、高渗CO2、0.03 mm PE袋和遮光PE 0.02 mm袋对10℃下番茄果实采后贮藏效果的影响。结果表明:不同处理的病果率随着贮藏时间的延长均呈现增长趋势,使用PE 0.03 mm自发气调保鲜袋的病果增长最少,防治效果最好;PE 0.03 mm自发气调袋还可有效提高果实多聚半乳糖醛酸酶活性,降低纤维素酶和果胶甲酯酶活性,使硬度得到更好地保持;使用自发气调保鲜袋后均可有效减缓果实可滴定酸、可溶性固形物及维生素C含量的降低,其中PE 0.03 mm气调袋使用效果较好。可见PE 0.03 mm自发气调保鲜袋更有利于成熟番茄采后贮藏。

    • 长壁开采煤柱支承压力及塑性区分布规律

      2021, 21(12):4875-4881.

      摘要 (507) HTML (0) PDF 2.68 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究长壁开采采面面间煤柱支承压力与塑性区分布规律,采用理论推导、数值模拟、现场监测的方法,通过考虑采空区上覆岩土体自重荷载作用下煤岩体的成拱效应,推导了临近采空区侧煤柱顶部支承压力计算式,基于所得支承压力,对煤柱进行弹塑性分析,通过建立临界状态下煤柱弹塑性微分方程并求解,给出了煤柱塑性区计算式。根据玉华煤矿2410工作面工程地质条件,采用ANSYS对不同采深(500~600 m)与采空区宽度(160~280 m)的煤柱塑性区分布规律进行模拟研究,将数值模拟与理论所揭示的规律进行对比,研究理论适应范围;为验证理论的可靠性,进一步对玉华煤矿2410工作面回风巷道煤柱塑性区进行监测,并将监测结果与理论计算结果对比。结果表明:数值模拟揭示的煤柱塑性区分布规律与本文理论反映出的规律一致,同时发现在大采宽条件下计算出的煤柱最大塑性区宽度与模拟结果吻合度较高。现场监测结果进一步验证了计算理论的可靠性。研究结果给出了大采宽下长壁开采时综采工作面面间煤柱顶部支承压力分布以及最大塑性区宽度计算式,可为煤柱设计提供依据。

    • 随机点蚀对Q460等边角钢抗拉性能的影响

      2021, 21(12):4882-4890.

      摘要 (542) HTML (0) PDF 5.59 M (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示点蚀损伤对构件破坏模式和极限承载力的影响机理,完善腐蚀角钢构件的力学性能评估体系,本文基于腐蚀试验数据和数值模拟,提出了针对随机点蚀角钢构件的有限元模型构建方法,研究了腐蚀损伤体积、蚀坑尺寸和蚀坑分布位置对Q460点蚀等边角钢构件极限抗拉承载力的影响,并根据其极限抗拉承载力劣化规律,采用非线性回归的方式拟合了点蚀角钢极限抗拉承载力的折减公式。结果表明:随机点蚀角钢的极限抗拉承载力退化整体上与腐蚀损伤体积呈正相关,蚀坑半径和蚀坑分布位置对承载力的影响较小,但蚀坑深度和蚀坑分布范围的影响不容忽视,拟合的点蚀角钢极限抗拉承载力的折减公式较刚度折减法和厚度折减法误差更小,准确度较高,可见其适用于点蚀角钢构件极限抗拉承载力的计算,可以应用到实际工程分析中。

    • >TE石油、天然气工业
    • 页岩气水平井防塌水基钻井液体系研究

      2021, 21(12):4891-4896.

      摘要 (434) HTML (0) PDF 1.78 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决油基钻井液在页岩气水平井中应用时带来的环保问题和钻井液处理成本较高的问题,通过室内实验优选出了性能优良的封堵剂、抑制剂和润滑剂,并结合其他处理剂,研究出一套适合页岩气水平井的新型防塌水基钻井液体系,室内对其综合性能进行了评价。结果表明:该钻井液体系经过130℃老化后,其流变性能稳定、滤失量较小,具有良好的耐温性能;钻井液体系低渗砂盘封堵实验的瞬时滤失量和静态滤失速率分别为0.6 mL和0.33 mL/min,具有良好的封堵性能;钻井液体系的抑制性能和润滑性能与现场油基钻井液体系基本相当,能够很好的起到抑制页岩水化分散和降低摩擦阻力的作用;另外,钻井液体系中加入20%NaCl、2%CaCl2和20%岩屑后,体系老化前后的流变性能和滤失量变化均不大,说明体系具有较强的抗污染能力。现场应用结果表明,使用新型防塌水基钻井液施工的X-101井钻井过程顺利,各项施工参数均达到设计要求,并且与前期已钻井X-3HM井相比,钻井周期、井下复杂时间以及平均井径扩大率均明显降低,水平段钻速明显提高,达到了良好的钻井效果。

    • 基于HYMOSTRUC3D的固井水泥石孔隙结构演变及力学强度发展规律

      2021, 21(12):4897-4904.

      摘要 (545) HTML (0) PDF 4.33 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:固井水泥石微结构发育规律是固井工艺设计和固井质量评价的重要参考依据。本研究以HYMOSTRUC3D软件为基础,建立了水泥水化模型,获取了CH含量和抗压强度,并对实验结果进行了对比,模拟结果与实验结果的偏差基本都在10%以内。然后,基于水泥水化模型获取了不同水灰比W/C(W/C=0.4、0.44、0.5、0.6、0.8、1.0、2.0)和水化龄期对固井水泥浆水化过程中C3S、C2S、C3A、C4AF、C-S-H、CH、孔隙率、孔径分布、抗压强度和三维结构等的影响。同时,采用Ryshkewitch方程、Schiller方程和二次线性方程重点讨论了抗压强度与孔隙率的关系。结果表明:在水泥水化过程中,随水化反应的进行,水泥石孔隙率逐渐减小,抗压强度增大;随水灰比增大,粗孔含量增加,细孔占比减小,孔隙率增大,孔径分布变宽,抗压强度减小。采用Ryshkewitch方程、Schiller方程和二次线性方程拟合抗压强度与总孔隙率和毛细孔隙率的相关系数都达到了0.92以上,分别为0.96、0.92、0.95和0.98、0.97、0.98;毛细孔隙率是固井水泥石强度发展的主要影响因素。

    • 高温高压含硫气井屏障部件失效概率分析

      2021, 21(12):4905-4910.

      摘要 (489) HTML (0) PDF 1.30 M (618) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前国内外油气井定量风险评估普遍采用的WellMaster和OREDA的井屏障部件失效概率数据库,对四川盆地高温高压含硫气井的准确性及适用性均较差。因此,为了针对四川盆地高温高压高含硫气井特点,根据各井屏障部件的质量、服役环境、测试结果和管理水平等分析,文章通过探讨了井屏障部件实际服役条件下的失效概率计算方法研究,利用层次分析法将评价指标分为目标层、准则层、方案层三个层次,采用1~9标度法建立评价矩阵进行失效影响因素的加权权重计算,实现定性与定量方法的结合,准确地获取了不同井况条件和井屏障现状下的失效概率值,结果表明:基于层次分析法所建立的失效概率修正计算方法可以有效的结合各部件影响程度的已知数据,对数据库的失效数据进行较为准确的修正。

    • 页岩气表观渗透率与多流动机理及有效应力演化关系

      2021, 21(12):4911-4917.

      摘要 (391) HTML (0) PDF 3.11 M (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于多尺度孔隙存在纳米尺度到宏观尺度的过渡,气体在页岩中流动的主导机制会在达西流和努森扩散等运移机理之间发生转换,该现象结合页岩基质内的气体吸附作用使得页岩气渗透率的测算变得更为复杂。因此,在实验室尺度确定有效应力及气体运移方式对渗透率的综合影响力对实际页岩气开采中的渗透率及产量评估准确性有着不可忽视的影响。本研究采用脉冲衰减渗透率测算法,在不同围压条件下,对氦气和二氧化碳在富含有机质的页岩薄片中的气体渗透率进行测量。结果表明:努森扩散作用在低孔压时对页岩气渗透率有显著的正面影响,其强度与孔压成反比。在较大围压作用下的高孔压下的超临界二氧化碳可导致页岩基质最大吸附量降低,进而增加表观渗透率。表观渗透率随着有效应力的变化在不同孔压区间有着截然相反的趋势,有效应力系数此时出现非单一值,其主要是由于孔压变化带来的气体流动机理变化而引起的。

    • 基于井间动态连通性模型的注采参数优化方法

      2021, 21(12):4918-4923.

      摘要 (442) HTML (0) PDF 2.20 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:水驱油田开发过程中,由于储层非均质性以及注采参数与井网不匹配,造成优势通道发育,注入水低效无效循环严重。为了对注采井间各方向优势通道进行定量描述,基于物质平衡理论与叠加原理,在考虑井底流压变化的基础上,建立了油藏井间动态连通性反演模型——阻容模型,并运用人工蜂群算法(Artificial Bee Colony Algorithm)进行求解,通过模型求解得到了不同注采井间的连通系数,经验证该系数合理表征了油藏井间动态连通程度。针对优势通道发育造成注水井在各注采方向上水驱不均衡、剩余油饱和度分布差异较大的问题,基于最优化理论,以当前各生产井含水率条件下生产井总产油量最大为目标函数,结合油水井动态生产数据,建立一种基于井间动态连通性模型的注采参数优化方法,并利用优化算法对该模型进行求解。实例应用表明,利用该方法优化注采参数后,含水率得到明显控制,注入水驱替效率明显提高,并且该方法仅需要油水井的动态生产资料,简单实用,对矿场具有较高的应用价值。

    • 高含硫气藏液硫沉积对储层伤害的实验研究

      2021, 21(12):4924-4928.

      摘要 (411) HTML (0) PDF 2.98 M (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前针对储层中液硫沉积方面的研究多局限在气-液硫两相渗流方面,未见低于最大束缚硫饱和度条件下的储层伤害方面的报道,为此提出了一种在岩心中建立低于最大束缚硫饱和度的实验评价方法,测试了不同物性岩心在不同液态硫饱和度下的伤害程度,分析储层液态硫饱和度的影响因素和液态硫在孔隙中的微观分布形态。实验结果表明,相同地层压力下,随实验温度(120-160℃)增加,液态硫在岩心中的沉积能力减弱;相同实验温度下,随地层压力的降低,岩心承受的有效压力增加,束缚硫饱和度增加。相同条件下,岩心物性越差,液硫沉积伤害程度越大。对实验后的岩心进行扫描电镜发现,岩心孔隙中均有液硫沉积堵塞,沉积在孔隙中的单质硫粒径主要分布在3μm至16μm之间。

    • 轮式牵引器支撑调节机构结构优化设计及越障性能

      2021, 21(12):4929-4937.

      摘要 (442) HTML (0) PDF 7.54 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:常规井下牵引器设计基于固井套管,其仅适用于光滑井眼,针对凹凸不平的裸眼井则适应性较差,甚至出现无法正常工作的情况。基于此,提出了双推杆-双弹簧支撑调节机构,以期提高轮式牵引器越障性能,扩大轮式牵引器应用范围;并运用运动仿真软件,分别建立了常规支撑调节机构和双推杆-双弹簧支撑调节机构运动学仿真数值模型;对比分析了不同障碍形式对两种支撑调节机构的越障性能的影响规律,结果对比表明:双推杆-双弹簧支撑调节机构比单推杆支撑调节机构的越障性能更好。可见提出的双推杆-双弹簧支撑调节机构可有效促进牵引器在裸眼井中的进一步研究和应用。

    • >TM电工技术
    • 宽频光隔离放大器设计及试验研究

      2021, 21(12):4938-4943.

      摘要 (435) HTML (0) PDF 3.42 M (415) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电力系统信号测量要求的抗干扰能力强、二次设备安全及宽频带的要求,文中设计了一种宽频光隔离放大器。对隔离放大器的设计原理进行了详细介绍,通过对隔离放大器各模块电路的传输特性分析,建立了相应的系统传递函数。仿真试验和实物试验结果表明,该隔离放大器将传输频带提升至1 MHz以上,工频信号传输精度误差小于0.2%,抗干扰能力有效增强,满足电力系统信号测量的实际需求。

    • 基于大别造山带电磁测深数据的磁暴感应地电场分布特性分析

      2021, 21(12):4944-4951.

      摘要 (394) HTML (0) PDF 7.70 M (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明磁暴期间大别造山带的地面感应电场分布特性,通过引入大别造山带的大地电磁测深数据,结合2004年11月7日至9日强磁暴期间武汉地磁台站的秒级磁场数据,进而计算磁暴感应地电场的方法研究了磁暴期间地面感应电场频域下的电场强度幅值最大值及对应的频率分布。结果表明:磁暴期间频域下电场强度幅值分布不均匀,而且部分数值较大;频域下电场强度南北分量幅值普遍大于东西分量幅值;频域下电场强度幅值最大值对应频率分布相对集中,且频率数值较小,更加接近直流。可见在接近直流的频率下,会集中产生较大幅值的电场,对各种人工系统产生较大干扰,需引起足够重视。

    • 非平行多导体传输线串扰的快速时域分析算法

      2021, 21(12):4952-4956.

      摘要 (439) HTML (0) PDF 1.74 M (405) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于高阶FDTD(2,4)方法和传输线方程,研究了一种高效的时域混合算法,实现非平行多导体传输线串扰的快速计算。首先,将非平行多导线按照FDTD网格分解成多段相对独立的传输线段。然后,采用传输线方程,构建各段多导线的串扰模型。由于传输线方程的精度取决于非平行多导线的单位长度分布参数,因此,根据平行多导线单位长度分布参数经验公式,推导了适用于非平行多导线的单位长度分布参数计算公式。最后,采用高阶FDTD(2,4)的大空间步长对传输线方程进行差分离散,从而在不影响计算精度的前提下,大幅减少迭代网格数,提高了计算效率。通过理想导电板上非平行多导线不交叉和交叉两种情况下的串扰仿真,与商用电磁仿真软件CST的计算结果和耗用时间进行对比,验证了时域混合算法的正确性和高效性。

    • 浙江省月度电力需求的变分模态分解-自适应模糊神经网络-差分整合移动平均自回归组合预测模型及应用

      2021, 21(12):4957-4967.

      摘要 (373) HTML (0) PDF 5.75 M (536) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 基于实时定价机制的综合能源系统多时间尺度优化调度

      2021, 21(12):4968-4974.

      摘要 (429) HTML (0) PDF 2.74 M (607) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着能源互联网快速发展,其物理载体综合能源系统成为未来能源利用的重要方式。针对区域综合能源系统优化调度问题,在实时电价的基础上设定实时天然气价格策略,提出一种基于实时定价机制的优先级调度策略,建立了考虑日前运行成本最低和日内弃风弃光成本最小为目标函数的多时间尺度模型,应用含有自调节环节的改进粒子群优化算法对模型进行求解。通过算例验证了模型的有效性,比原有的分时定价策略更能进一步减少运行成本,提高能源利用效率,减少弃风弃光成本。

    • 一种输电线路多参数可视化物联监测系统

      2021, 21(12):4975-4981.

      摘要 (435) HTML (0) PDF 3.44 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低覆冰和舞动等灾害对输电线路造成的破坏,并实时监测电网的运行状态,设计并研制了一种高压输电线路多参数可视化物联监测系统,能够以2M/s速率高速监测输电线路电流,同时监测线路舞动、环境温湿度等参数。物联监测系统中的各个监测模块内置于导线综合状态监测球,对输电线路进行2M/s高速录波的同时,通过归一化电流差值识别算法进行电流故障识别,将故障前后的10个周期的录波数据传出。利用全球定位系统(GPS)秒脉冲(PPS)信号实现全电网不同终端的高速采样信号严格对齐,时间分辨率达到了100ns,确保了高速录波数据的时间一致性。高压线路试验结果表明,该装置可实时高速录波和进行电流故障诊断,利用多参数综合监测输电线路的运行状态。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 一种用于时差提取的卡尔曼-最优阶互相关算法

      2021, 21(12):4982-4989.

      摘要 (403) HTML (0) PDF 7.66 M (1764) 评论 (0) 收藏

      摘要:在定位系统的时差提取方法中,传统的互相关算法抗噪能力较弱、时差提取精度较低,针对以上缺点,本文提出了卡尔曼-最优阶互相关算法,并且,通过仿真对比分析了相同条件下该算法和基本互相关算法、广义加权互相关算法的时差提取精度,验证了其更优的性能。最后,通过FPGA设计,将所提算法运用到了实际工程中。仿真和试验结果表明,相对于传统算法,卡尔曼-最优阶互相关算法在较低信噪比的情况下具有更强的抗噪能力和更高的时差提取精度。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于累积图像特征点匹配的智能皮带测速方法

      2021, 21(12):4990-4994.

      摘要 (505) HTML (0) PDF 3.40 M (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:在煤炭工业生产运输过程中,可能出现皮带打滑问题,影响设备运行。现有的基于传感器的测速方法可能因为贴合问题出现误测,所以本文提出了一种基于视觉的智能皮带测速方法。针对皮带低纹理特征点不足的问题,本方法通过累积多帧特征点对估计运动模型。同时,实际场景可能出现的视频抖动问题可以通过背景特征点估计出偏差,并进行补偿。另外,图像坐标系下的检测结果可以根据标定得到的摄像机内外参数转换到世界坐标系下皮带运动速度。实验结果验证了本方法的有效性和准确性。本方法实现了煤炭运输皮带的智能测速,可用于皮带打滑故障的及时报告。

    • 基于LINGO的最小支撑树问题的模型与解法

      2021, 21(12):4995-4998.

      摘要 (534) HTML (0) PDF 804.44 K (422) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了图与网络领域中的一类经典问题---最小支撑树问题,分析了其现有算法的不足.通过引入0-1变量和辅助变量,根据最小支撑树的本质属性,从两个角度建立了最小支撑树问题的整数规划模型,编写了与模型相对应的LINGO程序。实证分析验证了模型的正确性,比较了两种建模模式的优劣。

    • 基于路径分析和关系描述的知识图谱补全方法

      2021, 21(12):4999-5004.

      摘要 (407) HTML (0) PDF 1.98 M (471) 评论 (0) 收藏

      摘要:面对相对复杂的互联网信息,知识图谱能够将其表达成更加便于理解的形式,通过可视化技术加以显示并提供有价值的参考。但伴随数据实体及实体关系的快速扩增,知识图谱的稀疏性和连通性不足等问题日趋凸显。提出了一种基于路径分析和关系描述的知识图谱补全方法,并以泛娱乐领域相关数据为例,对该方法的有效性进行了验证。构建了基于泛娱乐知识特点的泛娱乐领域知识图谱,并在该知识图谱上进行了验证实验。实验结果表明,提出的方法能够很好地推理出知识图谱中的隐含与遗漏路径,有效的实现知识图谱补全,从而发现具有丰富价值的隐含知识。

    • 基于被动矩阵有机发光二极管屏的光学指纹采集系统

      2021, 21(12):5005-5010.

      摘要 (426) HTML (0) PDF 2.37 M (414) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前智能门锁多采用光学指纹采集系统,针对它需要LED背光源,存在功耗大、发光不均匀、光学指纹模块过厚的缺点,设计了一种应用自发光Passive Matrix OLED屏代替LED的光学指纹采集系统,改善了以上问题。且针对该方法采集的原始图像存在屏幕发光像素干扰的问题,提出了平均值消除法对原始数据进行了降噪处理,大幅地减小了屏幕干扰的问题,之后进行了规格化、低通滤波、图像增强、二值化以及细化处理,实验仿真得到了清晰的指纹单像素图像,证明了Passive Matrix OLED屏幕采集指纹的可行性,为进一步应用打下了基础。

    • 基于正弦图分区修复的稀疏角度CT重建算法

      2021, 21(12):5011-5017.

      摘要 (459) HTML (0) PDF 3.77 M (1832) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对稀疏投影CT重建图像中的条形伪影问题,提出一种稀疏表示与低秩矩阵填充相结合的正弦图分区修复方法。首先,将正弦图子块依据灰度熵大小分为两类;然后,采用字典学习算法修复边界区域的正弦图子块,为了保留正弦图的内部结构,设计一种联合修复模型用于内部子块的修复,将正弦图的低秩特性融入稀疏表示模型中,以便引入非局部信息;最后,组成完整的正弦图并经滤波反投影(FBP)重建获得最终图像。实验结果表明,与经典算法相比,该算法在投影域与图像域皆有较优表现,能够较好地修复正弦图的结构,明显地改善稀疏重建图像中的条形伪影及结构模糊问题。

    • 基于奇异值分解和引导滤波的低照度图像增强算法

      2021, 21(12):5018-5023.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 4.23 M (732) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有低照度图像增强算法在处理图像后容易出现色彩失真、细节丢失、过度增强等问题,提出了一种基于奇异值分解和引导滤波的低照度图像增强算法。首先通过Max-RGB模型获得初始光照分量,使用奇异值分解和引导滤波对初始光照分量进行优化,得到最终光照分量。利用Retinex模型,将原低照度图与光照分量图逐点相除,得到增强图像,并使用原始图像的绿色分量图作为引导图像,使用引导滤波对增强图像进行去噪处理。实验结果表明,本文提出的算法能够得到色彩更加真实、视觉效果更好的图像,同时能够避免过度增强、出现光晕等问题。

    • 修正Realizable k-ε模型在高压淹没水射流中的应用

      2021, 21(12):5024-5030.

      摘要 (379) HTML (0) PDF 3.64 M (432) 评论 (0) 收藏

      摘要:淹没水射流在工程当中具有广泛的应用,空化是高压淹没水射流的基本特征。现有的空化模型仍不完善,对各种工况普适性较差,数值模拟仍存在较大误差。为了提高数值模拟对淹没水射流的预测能力, 采用Realizable k - ε模型模拟淹没水射流,通过修正的模型常数并结合滞止压力实验验证的方法,研究了5~40 MPa射流压力的修正模型常数;结果表明:对模型常数进行修正可以使有效的提高模型对0-70 倍直径射程范围内淹没水射流轴心压力的预测能力,使误差降低至10 %以内;可见使用修正常数的Realizable k-ε模型模拟高压淹没水射流是一种简便且准确的方法。

    • >TU建筑科学
    • 钢管混凝土柱-钢梁错层节点地震损伤评估

      2021, 21(12):5031-5037.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 2.87 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要: 为研究地震作用下钢管混凝土柱-钢梁错层节点的地震损伤演化规律,进行了8个钢管混凝土柱-钢梁错层节点的低周往复加载试验。基于低周往复加载试验的研究成果,研究了试件循环加载过程中变形和能量的非线性组合关系。从钢管混凝土-钢梁错层节点地震损伤破坏机理出发,提出适合于钢管混凝土柱-钢梁错层节点的双参数地震损伤模型。通过低周往复加载试验得到数据,基于双参数地震损伤模型,计算其地震损伤指数,定量地描述钢管混凝土柱-钢梁错层节点在地震作用下的损伤演化规律。对钢管混凝土柱-钢梁错层节点地震损伤评估,分析了轴压比、错开高度和剪压比对错层节点地震损伤的影响。发现轴压比小的试件在损伤过程中会有所提前,累积损伤比轴压比大的试件大,错开高度大的试件的损伤发展与累积大于错开高度小的试件,剪压比大的试件的累积损伤大于剪压比小的试件。

    • 方套方复合钢管混凝土短柱压扭性能及延性分析

      2021, 21(12):5038-5045.

      摘要 (387) HTML (0) PDF 3.83 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究方套方复合钢管混凝土短柱的压扭力学性能以及在压扭情况下的抗震延性性能,以不同的轴压比和截面尺寸设计了12个试件进行试验分析,分别以不同的钢材强度、混凝土强度为参数进行数值模拟分析及对试验结果验证。结果表明;经过数据分析,试验结果和模拟结果基本吻合。在改变钢材强度情况下,抗扭极限承载力随着钢材强度的增强而增加。在改变混凝强度情况下,随着混凝土强度的增加抗扭极限承载力略有增加,且夹层混凝土延45o破坏。因混凝土剪切模量与强度有关,所以扭矩-转角曲线的弹性阶段斜率略微增加,也就是刚度有所增加。经过数据分析得出压扭情况下的抗震延性性能,在轴压比小于等于0.2情况下,随着轴压比增大位移延性系数先增大后减小。在轴压比大于0.2情况下,随着含钢率的增加试件的延性系数也随着增加,而小含钢率且延性系数小的试件容易发生脆性破坏。

    • 盐溶液环境下微生物固化技术加固钙质砂的试验研究

      2021, 21(12):5046-5053.

      摘要 (380) HTML (0) PDF 3.55 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术已被广泛应用于土体加固,但在海水环境和盐化土环境下的应用较少且没有形成完整的系统。本文利用NaCl配置不同浓度的盐溶液,并采用尿素水解菌,在不同浓度的盐溶液环境下进行了MICP的细菌活性试验、水溶液试验和一维砂柱加固试验。结果表明,水溶液试验中,在NaCl存在的环境下碳酸钙的产率比无NaCl环境下显著降低,且NaCl溶液的浓度越高,碳酸钙的产率越低;砂柱试验中,加固后砂样的无侧限抗压强度随NaCl浓度的提高而降低,在低浓度环境下,无侧限抗压强度降低的幅度较大,当NaCl溶液达到一定浓度后,无侧限抗压强度降低的幅度较小;细菌活性试验表明,细菌活性随NaCl溶液浓度的提高而快速衰减是碳酸钙产率和砂柱的无侧限抗压强度快速降低的原因。研究结果表明,微生物胶结技术在加固海相土和盐化土等方面具有可行性,在工程应用中具有广阔的前景。

    • 生石灰激发赤泥-粉煤灰协同水泥固化Cu2+污染高岭土的电化学特性

      2021, 21(12):5054-5059.

      摘要 (368) HTML (0) PDF 1.52 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用生石灰激发赤泥-粉煤灰-水泥对Cu2+污染高岭土进行固化处理,对采用不同配比的赤泥和粉煤灰固化7天后的Cu2+污染高岭土试件的无侧限抗压强度、浸出率和电化学阻抗谱进行了测试研究。试验结果表明,当赤泥和粉煤灰质量比为7:3时,固化体的无侧限抗压强度最大,Cu2+浸出率最小,电化学阻抗谱法对固化效果的评价与强度和浸出率测试结果一致,说明电化学阻抗谱法是一种评价污染土固化效果的有效方法。

    • 玄武岩纤维对再生混凝土轴心受拉性能的影响

      2021, 21(12):5060-5065.

      摘要 (417) HTML (0) PDF 2.95 M (497) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究玄武岩纤维对再生混凝土轴心受拉性能的影响,通过自行设计的混凝土轴拉试验装置,对不同玄武岩纤维体积掺量下(0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%)的玄武岩纤维再生混凝土(BFRAC)进行了轴心受拉试验,并分别与玄武岩纤维增强混凝土(BFRC)进行比较。研究结果表明,随着纤维掺量的增加,BFRAC的初裂强度、轴拉强度、初裂应变、峰值应变和初始弹性模量均呈现先增加后减小的趋势,纤维掺量为0.3%时,各项轴拉性能达到最大值,对应的提升率分别为40.5%、35.4%、10.4%、22.4%和16.9%。玄武岩纤维对再生混凝土轴拉性能的提升效果要优于普通混凝土。

    • 对流效应对氯离子侵蚀混凝土过程的影响

      2021, 21(12):5066-5070.

      摘要 (392) HTML (0) PDF 2.62 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:氯离子侵蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要原因之一。为预测氯盐环境下混凝土中氯离子的概况,建立了多相耦合的氯离子侵蚀模型,模型中考虑到了非饱和条件下氯离子以扩散和对流两种方式传输。基于此模型,利用数值模拟手段探讨了对流效应对氯离子侵蚀混凝土过程的影响。分析结果表明,不仅扩散而且对流效应也对氯离子侵蚀混凝土过程有着显著影响,可为混凝土结构耐久性评估与设计提供参考。

    • >TV水利工程
    • 电解质对三峡库区泥沙Zeta电位及絮凝特性影响

      2021, 21(12):5071-5075.

      摘要 (472) HTML (0) PDF 2.52 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:三峡库区泥沙淤积及水环境问题一直被广泛关注,泥沙淤积量对入库泥沙量的占比逐年增大,对于通航、水库调水防洪能力、生态环境保护等都造成了负面影响。三峡库区泥沙淤积的主要原因是因为发生了絮凝沉降,而泥沙絮凝又与诸多因素有关,其中电解质是影响较大且较为复杂的因素。采用了一套自研的多层格栅絮凝沉降装置,通过多层格栅上下振动产生近似各向同性均匀紊流,来模拟三峡库区自然流态下泥沙的絮凝过程,并且分析在不同浓度的Nacl、MgCl2、CaCl2、AlCl3溶液中库区泥沙ζ电位及絮凝特性的变化。结果表明:(1)加入电解质可以改变泥沙颗粒的Zeta电位,并且随电解质浓度的增加,泥沙颗粒电位绝对值降低;(2)四种电解质均可对三峡库区泥沙的Zeta电位造成影响,但不同价态及不同种类的离子对于Zeta电位的影响也有所不同;(3)在动态水流条件下,电解质的投入对泥沙絮凝起明显的促进作用,并且这种促进作用同样与电解质种类有关。

    • 非饱和参数交互作用的边坡稳定性分析

      2021, 21(12):5076-5083.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 3.71 M (498) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究降雨入渗条件下的边坡稳定性,提出一种基于流固耦合理论及非饱和渗流参数敏感性分析的边坡稳定性分析方法。边坡的非饱和参数交互作用影响边坡稳定,为此,建立基于有限元方法的边坡非饱和渗流的边坡稳定性分析模型。构建了边坡稳定性分析参数敏感性分析模型,分析了非饱和参数对边坡稳定特征的直接作用和耦合交互作用。结果表明:降雨入渗时的非饱和参数共同作用下,降雨强度和渗透系数对边坡稳定性孔压及饱和度特征的直接影响和间接影响较内摩擦角和黏聚力更为明显。降雨强度对特征单元位移直接影响最大,内摩擦角与其他参数的耦合作用最显著。黏聚力对边坡稳定的直接影响最大,且对塑性变形作用时与内摩擦角、降雨强度及饱和渗透系数的耦合最为紧密。非饱和参数共同变化时,交互作用不是单项参数的作用效果直接叠加。

    • >U交通运输
    • 采动下沉盆地压缩区斜交框架桥受力性能

      2021, 21(12):5084-5091.

      摘要 (351) HTML (0) PDF 5.04 M (558) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示采动区下沉盆地压缩区土压力对正交框架桥和斜交框架桥的受力性能的影响,本文采用ansys进行建模,研究了不同土压力工况下正交框架桥和斜交框架桥的位移及力学响应并得到如下结论:(1)正交框架桥和斜交框架桥在土压力作用下,水平向位移最大值在框架桥侧墙中部区域;竖向位移最大值在框架桥顶板中间区域;最大米塞斯应力值在框架桥侧墙和底板交界处区域;(2)当土压力从静止土压力增大到极限被动土压力过程中,以上参数极值绝对值出现的区域不变,数值不断增大;(3)当土压力工况相同时,斜交框架桥位移和应力极值绝对值稍大于正交框架桥。

    • 基于有限元ANSYS的半刚性基层沥青路面力学响应分析

      2021, 21(12):5092-5097.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 2.65 M (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决乌鲁木齐市城市道路半刚性基层沥青路面横、纵向裂缝和车辙病害严重的问题,选取乌鲁木齐市城市道路典型的半刚性基层沥青路面结构,对面层厚度、基层模量以及基层厚度进行规律性的变化,研究沥青路面结构在不同行车荷载作用下的力学分布及变化规律。利用ANSYS有限元软件对不同行车荷载作用下的半刚性基层沥青路面结构进行仿真计算,并对提取的数据进行分析。结果表明:随着沥青路面厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,但减小幅度却各有不同;随着半刚性基层厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,且减小幅度均较小;随着半刚性基层模量的增加,竖向位移和沥青层剪应力均逐渐减小。因此,建议沥青面层在18~20cm之间取值,半刚性基层厚度在35~40cm之间取值,半刚性基层模量在1500~1600MPa之间取值。

    • 公路钢桁梁桥组合桥面预制板湿接缝收缩自应力计算分析

      2021, 21(12):5098-5104.

      摘要 (448) HTML (0) PDF 3.65 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:混凝土桥面板现浇湿接缝是预制装配式桥梁的常见连接方式和关键受力部位;而湿接缝与预制桥面板通常存在6个月的龄期差,湿接缝混凝土在收缩作用下容易发生开裂。为研究预制混凝土桥面板湿接缝收缩自应力特性,本文以某公路组合桥面简支钢桁梁桥为研究背景,利用大型有限元软件ABAQUS建立精细组合单元模型,对比研究在不同钢筋搭接形式、混凝土强度和养护条件下,湿接缝混凝土收缩自应力的变化规律。以60天收缩应力为例,结果表明:现浇湿接缝最大收缩应力发生在预制混凝土板与湿接缝交界面处,纵向接缝的收缩应力比横向接缝大15.7%~25.5%;不同养护条件可显著影响收缩应力,养护条件为70%≤RH<99%时湿接缝收缩自应力比40%≤RH<70%时减少36.9%~46.1%;混凝土强度越高,湿接缝收缩应力越大,C45混凝土比C40混凝土的收缩应力增大2.5%~3.8%,C50混凝土比C40混凝土的收缩应力增大5.3%~16.5%;湿接缝不同钢筋搭接形式对收缩应力影响不大:U形钢筋连接湿接缝的收缩应力比直钢筋连接增大0~8.5%;在运营阶段车辆荷载局部作用下,纵向和横向湿接缝以及预制混凝板最大主应力分别为7.8 MPa、6.1 MPa以及6.7 MPa。

    • 基于点云模型的大吨位转体桥梁高效称重

      2021, 21(12):5105-5110.

      摘要 (448) HTML (0) PDF 4.04 M (482) 评论 (0) 收藏

      摘要:大吨位桥梁转体精度要求高,技术难度大,是其施工过程中最关键的一步,而转体桥梁的自重作为一个基本参数,其精度的可靠性对转体桥梁不平衡力矩计算至关重要。为精确获取转体桥梁关键参数,提出了一种基于三维激光扫描和BIM逆向建模技术来获取转体桥梁自重和不平衡力矩的新方法。以昆明至楚雄高速公路为项目依托,转体段大德大桥为研究对象进行实验论证。结果表明:利用该方法所得到的点云和逆向BIM模型,避免了转体桥梁因环境因素导致的其表面形变与理论设计不一致的情况,提高了获取转体桥梁自重和不平衡力矩参数的效率和可靠性,进一步保障了大吨位桥梁在转体过程的平衡与安全。

    • 三维激光扫描技术在隧道变形监测及检测中的应用

      2021, 21(12):5111-5117.

      摘要 (500) HTML (0) PDF 3.48 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证地铁隧道的安全施工及运营,及时掌握隧道变形情况尤为重要。针对传统隧道监控量测方法中存在的测量效率低、精度有限以及需布置监控量测点等问题,引入三维激光扫描技术采集隧道全断面三维数据,通过色谱分析法对整体变形进行定性分析,更加直观、自动化的获取各部位变形情况,同时自动处理算法对重点区域进行平面特征拟合获取其形心坐标,通过分析形心位置变化情况定量获取隧道内部变形情况,且变形量测精度达到相关规程要求,同时通过与隧道设计BIM模型的对比,快速检测施工质量及偏差,研究成果具有重要理论意义及实际价值。

    • 基于粒子群优化-支持向量回归的高速公路短时交通流预测

      2021, 21(12):5118-5123.

      摘要 (427) HTML (0) PDF 2.99 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现高速公路短时非线性交通流的精准预测,依托高速公路运营积累的大量数据资源,构建了基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)的支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)预测模型。首先,对获取的高速公路交通流数据进行异常值剔除、缺失值填充以及归一化等预处理;其次,基于SVR算法采用滑动窗口的方式建立预测模型,并基于具有较强寻优能力的PSO优化算法获取SVR模型的最优参数组合;最后,通过山东高速济南西收费站断面交通流数据进行实例验证。模型的预测结果表明,所提出的高速公路短时交通流预测模型能够满足实际需求,且相较BP、ARIMA模型具有较高的准确性,可为日后高速公路运营决策提供理论支持。

    • 居住区共享停车场运营策略

      2021, 21(12):5124-5132.

      摘要 (453) HTML (0) PDF 4.56 M (544) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >V航空、航天
    • 蜻蜓柔性后翅模型的气动效能分析

      2021, 21(12):5133-5138.

      摘要 (398) HTML (0) PDF 2.74 M (426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究柔性材料对蜻蜓滑翔时气动特性的影响,通过数值仿真的方法,研究了杨氏模量E=3800MPa,泊松比u=0.18的三维柔性蜻蜓后翅模型在不同雷诺数和迎角滑翔时的气动效能和气动力作用下的结构变形。结果表明:柔性蜻蜓后翅在气动力的作用下会产生明显的弯曲扭转变形,且变形程度随着雷诺数和迎角的增大而增大,其中该扭转变形会使蜻蜓滑翔的实际迎角减小;由于产生了使迎角减少的扭转变形,使得在迎角为5°~30°区间内滑翔时,升力系数减少了9%~45%,失速迎角增大10°以上;小迎角滑翔时,升力系数随速度增大而减小,大迎角滑翔时,升力系数与速度无明显相关性;大迎角滑翔时,在气流分离和柔性蜻蜓翼大角度扭转的作用下,上翼面的负压区向后缘移动,增加了负压区面积,增大了失速迎角,有利于提高蜻蜓飞行时的机动性。可见虽然柔性材料虽然会牺牲蜻蜓滑翔时的气动效能,但有助于蜻蜓高速大迎角飞行,提高了蜻蜓的机动性。

    • 小型涡轴发动机点火供油控制规律

      2021, 21(12):5139-5143.

      摘要 (330) HTML (0) PDF 1.85 M (402) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高APU起动点火可靠性,对影响APU起动点火时机、地面和空中起动点火成功的因素开展了分析研究,通过瞬时增大点火供油改善燃油雾化效果,在基于油气比点火供油的基础上,采用进口环境条件和燃油温度对起动点火进行修正,设计点火基础供油;以点火时间为函数,采用基础供油开展步进式阶跃控制,逐步增大起动点火的供油量,增强APU全包线起动点火的成功率。开展了APU试验验证,试验结果表明:该技术可有效提高APU包线内起动点火的可靠性和成功率。

    • 温度传感器失效对航空发动机温度限制保护的影响分析

      2021, 21(12):5144-5150.

      摘要 (427) HTML (0) PDF 4.76 M (477) 评论 (0) 收藏

      摘要:民航局颁布的CCAR-33部,其中33.28条款对发动机控制系统作出了系统需容忍“单点故障”的规定。为提供局方在适航审定技术方面的支持,在传感器失效下,探究航空发动机限制保护控制系统的影响。利用Matlab/Simulink平台搭建涡轮温度控制系统,以电流信号表征传感器故障,并针对T48的控制,设计了温度限制保护装置,并设定温度限制进行仿真分析。结果表明,过渡过程中,温度限制保护的两次切换可有效解决系统超调过大的现象,而传感器失效和改变参数的限制值均会对限制保护的切换时刻造成超前或滞后等影响,而对限制时间造成缩短或延长的影响。

    • 无杆飞机牵引车牵引力检测方法

      2021, 21(12):5151-5156.

      摘要 (511) HTML (0) PDF 2.76 M (438) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了获得无杆飞机牵引车牵引飞机前起落架时牵引力大小值,提出了在飞机前起落架受力形变处粘贴应变片的检测方法,根据A320飞机前起落架结构及受载特点建立有限元模型,针对无杆飞机牵引车牵引、顶推飞机直线运动工况进行静力学仿真,选出对弯矩敏感且受力集中的阻力前撑杆为应变测量部位,并采用特定全桥组桥方式进行优化布置,提高响应输出量且温度补偿,在载荷校准试验中,使用已标定过的传统牵引杆牵引、顶推飞机,试验结果表明应变输出响应特性良好,通过对校准数据的分析,建立前起落架阻力前撑杆载荷与牵引力大小的函数关系,在无杆飞机牵引车实测试验中,利用校准系数换算间接得到符合直线运动工况变化规律的牵引力大小值。

    • >X环境科学、安全科学
    • 长沙市PM2.5浓度时空分布特征及影响因子分析

      2021, 21(12):5157-5165.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 6.30 M (507) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要 为分析长沙市PM2.5浓度时间变化特征、空间分布特征及其影响因子,利用数据统计分析、克里金空间插值技术、地理探测器等方法与Arc GIS平台表达,选取长沙市中心城区10个监测点2013-2019年PM2.5日变化数据。结果显示:①在PM2.5浓度时间变化特征方面,不同季节中,PM2.5浓度表现出冬季>秋季>春季>夏季的季节特征;不同时段中,各季节PM2.5浓度日均小时变化曲线均大致呈双峰形态;②在PM2.5浓度空间变化特征方面,PM2.5浓度的高值区主要分布在中部芙蓉区,整体呈城区向郊区逐渐递减的变化规律。③根据地理探测器研究结果发现,2017年长沙主城区PM2.5浓度主要受气温、降雨和风速因子影响,其次是道路、相对湿度、气压和人口密度,高程、植被和餐饮因子对其影响较小;且任何一影响因子共同作用均会对PM2.5浓度影响增强。

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