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大面积采空区气体运移影响因素及控制方法研究

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大面积采空区气体运移影响因素及控制方法研究

作者：何铖茂西安科技大学

学位级别：硕士

大面积采空区面积广、漏风规律复杂,其内部瓦斯-空气混合气体受到外部微作用力影响可形成复杂的运移特征。本文以采空区气体运移理论为基础,通过现场观测、数值模拟的方法分析大气压力和周边采掘活动对大面积采空区气体运移的影响,由此... 详细信息

大面积采空区面积广、漏风规律复杂,其内部瓦斯-空气混合气体受到外部微作用力影响可形成复杂的运移特征。本文以采空区气体运移理论为基础,通过现场观测、数值模拟的方法分析大气压力和周边采掘活动对大面积采空区气体运移的影响,由此建立气体运移控制方法并进行现场应用。通过多孔介质理论,研究大面积采空区空隙特征,分析冒落带和裂隙煤体区域的渗透率分布,由此建立以O2、CH4、CO为主的大面积采空区气体运移模型。理论分析大气压力变化和周边采掘活动两个主要因素对大面积采空区气体运移的影响机理。研究大气压力变化对大面积采空区气体运移的影响,测定鲍店煤矿五采区封闭大面积采空区周边压能分布,确定漏风源与漏风汇。测定一年四季不同时期下漏风源与漏风汇密闭内外压差、涌出气体以及大气压力的相关性,分析大气压力与气体运移的通风能量关系。数值模拟大面积采空区气体运移特征:大气压力降低,漏风源附近低压显现,漏风汇附近高压区气体向低压区运移,出现短暂“回流”;减小漏风源与漏风汇之间压差,氧气渗流范围明显缩小。研究周边采掘活动对大面积采空区气体运移的影响,利用SF6示踪气体法测定水帘洞煤矿大巷煤柱(北)综放面周边大面积采空区漏风通道。数值模拟工作面初采期间和回采期间其周边大面积采空区O2、CH4、CO渗流场,现场观测采掘活动影响下大面积采空区气体分布变化特征,并确定大面积采空区煤自燃危险区域。建立监测预警和堵漏降氧为主的大面积采空区气体运移控制方法,包括设立气体监测与预警系统、柔性与刚性结合加固密闭墙、水玻璃凝胶逐孔充填堵漏风、封闭式氮气惰化平衡。对水帘洞煤矿大巷煤柱(北)综放面周边大面积采空区进行现场应用,有效控制了大面积采空区漏风,减小O2和CO浓度,保障工作面安全回采。

关键词：大面积采空区漏风大气压力采掘活动气体运移

颗粒二氧化锰耦合微生物电解池强化苯酚厌氧生物降解的机理研究

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颗粒二氧化锰耦合微生物电解池强化苯酚厌氧生物降解的机理研究

作者：王铖杰四川农业大学

学位级别：硕士

苯酚是工业废水中常见的有毒化合物,广泛应用于石化、焦炭及染织等行业,排放量较大且毒性较高,如果它被直接排放到开放的水体中,就会导致严重的生态问题,处理不达标的含酚废水会持续污染水生生物甚至致人死亡。与物理、化学和需氧生物... 详细信息

苯酚是工业废水中常见的有毒化合物,广泛应用于石化、焦炭及染织等行业,排放量较大且毒性较高,如果它被直接排放到开放的水体中,就会导致严重的生态问题,处理不达标的含酚废水会持续污染水生生物甚至致人死亡。与物理、化学和需氧生物降解处理方法相比,厌氧生物苯酚降解在成本和效率方面具有很大的优势,成本低下,操作简便,能够产生沼气资源等,而苯酚所具有的生物毒性以及难降解的特性成为了厌氧生物苯酚降解过程中的限速步骤,这两种特性会导致苯酚降解效率低下、厌氧体系容易崩溃以及生物质资源(甲烷)产量不高等技术难题。已经有大量的研究表明,投加功能化材料以及微生物电解池耦合厌氧消化技术(MEC-AD)可以有效地促进厌氧消化,然而颗粒二氧化锰作为添加剂、引入MEC-AD技术在厌氧生物苯酚降解和产甲烷方面的机理尚未清晰,因此本研究引入颗粒二氧化锰和微生物电解池技术用于强化苯酚厌氧生物降解,并探讨了降解效率和生物质能源产量提升的潜在强化机理,主要研究结论如下:(1)向苯酚厌氧降解体系投加不同剂量颗粒二氧化锰(MnOPs)(0,50,100,200mg/g VS),研究Mn OPs对苯酚厌氧共代谢作用。结果表明,与对照组相比(未投加Mn O Ps),Mn OPs投加量为200mg/g VS组中苯酚降解率提高了37.46%,产甲烷量增加了52.98%。此外,Mn浓度变化与投加量呈正相关关系,可能发生了锰的生物还原氧化作用,通过验证,Mn对厌氧反应器性能提升作用甚微。电化学技术和三维荧光图谱分析结果初步表明:Mn OPs刺激了微生物分泌腐殖质类物质有利于胞外电子传递(Extracellular electron transfer,EET),污泥电导率分析表明Mn OPs富集了电活性微生物;辅酶F的变化初步表明微生物种间氢电子传递(Interspecies hydrogen-electron transfer,IHT)得到促进;微生物群落结构分析进一步证实Mn OPs促进了EET和微生物锰(IV)还原,Mn OPs富集了嗜氢产甲烷菌(相对丰度从56.61%上升至61.36%)、耗乙酸产甲烷菌和Geobacter,而且能够与嗜氢产甲烷古菌建立电子链接的互营菌相对丰度大幅提高,能够介导微生物锰(IV)还原的梭菌也被明显富集,而且与代谢活动有关的预测蛋白基因高度表达。表明Mn OPs有助于互营菌和产甲烷菌之间的电子转移,从而促进苯酚的分解和产甲烷,同时触发了生物锰(IV)还原促进有机污染物的降解。(2)为使氧化有机物的电子更有效的用于资源回收,引入以0.8v为输入电压的单室微生物电解池进一步驱动种间电子传递以及探究Mn OPs与微生物电解池耦合发生协同效应的机理以及调控机制。设置了空白组(R1)、MEC组(R2)、Mn O Ps组(R3)、MEC/Mn O Ps组(R4)以及MEC-Open组(R5)5组间歇实验。研究结果表明,与未修饰Mn O Ps阳极的MEC反应器R2相比,MEC/Mn O Ps苯酚去除率和产甲烷量分别提高了24.1%和21.8%,电流计算证实额外转移的电子对甲烷产量贡献很小,推测主要的贡献来自于DIET。R2、R3和R4在阶段I-VI均具有稳定的降解性能,且MEC/Mn O Ps组对反应器性能的提升存在明显协同效应。反应器R4出水Mn浓度始终高于R3,初步推测MECs促进了生物锰(IV)还原。三维荧光光谱分析表明MECs和Mn O Ps刺激了微生物胞外聚合物的分泌,利于胞外电子传递;微生物群落分析表明在MECs作用下进一步促进微生物异化锰(IV)还原加速了难降解物质苯酚的氧化降解,MECs/Mn O Ps最大程度富集了Geobacter与Methanothrix(又名Methanoseta,甲烷丝状菌)进一步证实R4反应器DIET过程得到促进,微生物异化锰(IV)还原作用的促进得益于Mn O Ps修饰的MECs反应器内梭菌的富集,同时还表明反应器R4能够进行互营链接的互营菌和产甲烷菌富集效应最为显著,从而表现为对苯酚降解和产甲烷的协同作用。

关键词：厌氧消化苯酚降解微生物电解池二氧化锰种间直接电子传递

新型空间网架节点模型的承载能力试验研究和优化设计

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新型空间网架节点模型的承载能力试验研究和优化设计

作者：徐昊铖佛山科学技术学院

学位级别：硕士

空间结构体系中,节点具有重要的作用,其结构是否合理,直接决定空间结构的稳固性和安全性。研究复杂的节点形式在复杂工况下的承载能力对于确保高负荷钢结构安全运行具有重要意义。本文以广州白云机场三期机库大厅工程为背景,研究了该网... 详细信息

空间结构体系中,节点具有重要的作用,其结构是否合理,直接决定空间结构的稳固性和安全性。研究复杂的节点形式在复杂工况下的承载能力对于确保高负荷钢结构安全运行具有重要意义。本文以广州白云机场三期机库大厅工程为背景,研究了该网架结构工程中运用的高搭接率新型空间网壳节点,该新型空间网壳节点,除了其独特“五指型”造型外,在中部节点域处通过加入铸钢节点的制作思路,将五根钢管以高搭接率的统一节点域方式焊接在一起,既加强了钢管的整体性,也增大了节点的承载能力,保证其工作性能。目前虽有关于高搭接率方管相贯节点的研究,但缺少相关成熟的规范条例可以参照。为保证实践过程中节点力学性能,对设计节点进行推广应用,在对该新型空间网架节点进行缩尺模型试验研究的基础上,通过有限元分析,参数分析,多尺度分析等方法,对节点在大荷载、大变形的情况下的受力性能、破坏形态等进行研究。具体如下:(1)通过自主设计的一种适用于自平衡反力架上的能够安全准确地加载的五向加载试验装置,对新型空间网架节点1:3缩尺模型进行试验,得到主要测点的位移、应变曲线。研究节点的受力性能和破坏形式,证明节点安全度较高。(2)针对试件节点进行模拟分析,结果表明节点破坏始于前期应力较大的端口交接处,最终各端口中部从而发生较大塑性破坏,结合试验所得研究结果,对相关因素进行分析,包括破坏形态、应变曲线以及位移,分析结果与试验结果相符,通过有限元模型分析,能够对节点载荷以及力学性能进行准确反映。(3)改变节点管口间夹角α、壁厚t和搭接率O等几何参数,对节点进行参数分析,探究了各几何参数对节点承载力的影响,并针对节点承载力进行研究分析,通过非线性拟合,并对规范公式进行修正,得出对应的承载力计算公式,并为工程设计提供参考依据。(4)通过在端口设置竖肋板对新型空间网架节点进行优化,结合运用Midas/Gen和Midas/FEA软件,建立多尺度模型,使用多尺度分析方法,对比分析前后新型空间网壳节点在实际边界、荷载等外部条件下的受力性能。

关键词：空间网壳节点缩尺试验搭接率参数分析多尺度分析

基于小球藻的浅层藻床反应器对市政污水厂二级出水的净化效果

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江苏大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 367-372页

作者：解清杰姜姗管向伟常铖炜熊新港王帆江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013 中国昆仑工程有限公司北京100037

基于浅层藻床反应器,在不同的温度、光照强度、光暗比、CO_(2)体积分数以及动态试验中的水力停留时间等条件下,研究了普通小球藻(Chlorella vulgaris)对市政污水处理厂二级出水中碳、氮和磷元素的净化效果,探究了水质波动下长期稳定运... 详细信息

基于浅层藻床反应器,在不同的温度、光照强度、光暗比、CO_(2)体积分数以及动态试验中的水力停留时间等条件下,研究了普通小球藻(Chlorella vulgaris)对市政污水处理厂二级出水中碳、氮和磷元素的净化效果,探究了水质波动下长期稳定运行的小球藻浅层藻床反应器的深度处理效能.研究结果表明:温度为26℃,光照强度为6000 lx,光暗比为14 h∶10 h,加富CO_(2)体积分数为1%,为小球藻深度处理污水最适宜的环境条件;在此最佳运行条件下,将反应器持续稳定运行,水力停留时间为1.0~1.5 d时,对二级出水中化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨氮(NH 3-N)及总氮(TN)的去除率分别达到52.0%~86.8%、75.6%~87.4%、59.1%~75.9%及64.0%~68.0%.

关键词：浅层藻床反应器小球藻城市污水脱氮除磷

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列车振动荷载作用下边坡的动力响应分析

列车振动荷载作用下边坡的动力响应分析

作者：熊铖诚重庆大学

学位级别：硕士

山区多变的气候带来频繁的降雨使边坡的含水率升高,加之铁路边坡长期处于列车往复运行产生的循环振动荷载之下,对铁路的安全运营构成了极大的威胁。在此背景下,通过土工模型试验和数值模拟相结合的方法,对列车振动荷载作用下边坡的动力... 详细信息

山区多变的气候带来频繁的降雨使边坡的含水率升高,加之铁路边坡长期处于列车往复运行产生的循环振动荷载之下,对铁路的安全运营构成了极大的威胁。在此背景下,通过土工模型试验和数值模拟相结合的方法,对列车振动荷载作用下边坡的动力响应特征进行了分析,主要研究内容与取得的成果如下:(1)通过土工模型试验,针对不同含水率的边坡模型,分别输入不同的列车振动荷载,监测边坡的竖向速度响应和竖向加速度响应。试验结果表明:速度和加速度响应时程曲线的幅值几乎不随荷载循环的次数变化;随着传播距离的增加,坡面振动加速度的主要频率范围逐渐变窄,振动能量不断衰减,高频部分衰减得比低频部分更快,土体对振动波存在高频过滤、低频放大的作用,近场振动以高频为主,远场振动以低频为主;坡面的速度和加速度响应峰值随着与振源距离的增大不断减小,但衰减的速率逐渐减缓,在坡肩等部位存在的回弹放大效应;坡体内加速度响应,在水平和竖直方向,由内到外、由下至上逐渐增大;在不同列车荷载条件下,轴载是影响边坡动力响应强度的主要因素,轴载越大动力响应越强;在不同含水率条件下,含水率越高,时程曲线越复杂、速度和加速度峰值越大,说明高含水率下振动传播时的能量耗散更少,有利于振动波的传播。(2)通过FLAC3D数值模拟软件,建立边坡动力计算模型,在土工模型试验结果的基础上,选取重载货运列车(C80)作为激振荷载输入,将监测到的速度响应和加速度响应与土工模型试验中的结果进行了对比验证,并分析了边坡的动应力响应特性,发现坡脚处浅层部位动应力响应最强,最可能对边坡的安全构成威胁。此外,改变模型边坡的含水率,从位移、应力、剪应变增量研究了含水率对边坡动力响应的影响,结果表明:随着含水率的升高,边坡的水平位移和垂直方向的位移均增大,坡内最大垂直位移发生部位逐渐上移;坡脚处水平位移最大,垂直位移最小,但位移响应的强度均为最大;随着含水率的增加,坡体内大、小主应力增大,边坡对应力的响应增强。剪切应变增量随着列车振动荷载的持续逐渐增加并不断累积,使土体产生了一定的永久剪切变形,但增长速率逐渐降低,并且含水率越高,剪切应变增量累积速率越快,剪切变形的扩展范围越大。(3)通过数值模拟研究了坡型参数对边坡动力响应的影响,研究发现:平台宽度对加速度响应的影响范围集中在一级坡顶与二级坡顶之间,增大边坡平台宽度可有效降低边坡的加速度响应大小,同时降低应变增量值并缩小应变增量集中区的范围;随着坡度比的不断减小,在距轨道相同水平距离处,边坡表面的振动加速度响应逐渐增大,而在相同高度的平台区,加速度峰值衰减率不断增大,坡内的应变增量集中区从拉应变区变为压应变区,压应变增量值不断减小;随着边坡台阶级数的增加,在距轨道相同水平距离处,边坡的加速度响应增大,坡面振动加速度响应的波动效应更加明显,同时压应变增量值不断减小,当达到到3级以上台阶时,压应变增量集中区向坡脚转移集中。

关键词：列车荷载铁路边坡动力响应模型试验数值模拟

砂板乒乓球赛事的发展脉络、演进特征及未来展望

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砂板乒乓球赛事的发展脉络、演进特征及未来展望

作者：孙梓铖武汉体育学院

学位级别：硕士

砂板乒乓球运动与乒乓球运动同宗同源,砂板乒乓球运动以球拍两面覆盖一层薄薄的砂纸而得名,它融合了乒乓球运动的竞赛规则、技战术特点以及斯诺克赛事的竞技氛围,是集竞技、娱乐、观赏等功能于一体的体育运动。砂板乒乓球赛事作为砂板... 详细信息

砂板乒乓球运动与乒乓球运动同宗同源,砂板乒乓球运动以球拍两面覆盖一层薄薄的砂纸而得名,它融合了乒乓球运动的竞赛规则、技战术特点以及斯诺克赛事的竞技氛围,是集竞技、娱乐、观赏等功能于一体的体育运动。砂板乒乓球赛事作为砂板乒乓球运动的重要组成部分,对砂板乒乓球运动的发展起到积极的促进作用。首届世界砂板乒乓球锦标赛的举办至今还不满十年,而砂板乒乓球赛事正式登陆中国体育市场则是在2015年,赛事的“年轻化”程度可见一斑。当前,砂板乒乓球赛事尚处于起步阶段,在其组织、运行的过程中逐渐暴露出竞赛规程不够细化、专业人才较少、宣传力度不足、国际影响力较弱等问题。此外,由于国内、外学者对砂板乒乓球赛事研究成果较少,导致人们对这一新兴体育赛事的认知不够深入。基于此,本文利用文献资料法、专家访谈法、逻辑分析法、实地考察法等研究方法,通过系统梳理砂板乒乓球赛事的发展脉络,总结其在发展过程中表现出的特征,并对未来砂板乒乓球赛事的发展前景进行分析和展望,一方面旨在更快、更好的推动砂板乒乓球运动的发展,为提升砂板乒乓球赛事的国际影响力而助力;另一方面让国内更广泛人群了解砂板乒乓球运动,积极参与到砂板乒乓球赛事中去,为助力健康中国和体育强国的建设发展服务。研究得出以下结论:(1)砂板乒乓球赛事作为砂板乒乓球运动的重要组成部分,在其发展历程中先后经历了“蛰伏探索期”、“创建开端期”、“蓄力累积期”和“飞速发展期”总计4个阶段。而让砂板乒乓球赛事进入后面三个发展阶段只用了近十年时间,表明砂板乒乓球赛事正在快速发展,发展潜力巨大。(2)砂板乒乓球赛事在发展历程中呈现出以下4个特征:赛事规程从简单规程向系统规程转变;赛事规模从有限参与到广泛参与转变;竞赛形式从单一竞赛向多元竞赛转变;赛事运营从传统技术到网络技术转变。预示着砂板乒乓球赛事正通过不断完善自身结构,朝向成熟化、规范化的国际体育赛事方向发展。(3)放眼未来,砂板乒乓球赛事应继续完善规程和赛制,利用现代多媒体技术加大对赛事宣传,不断创新赛事种类,提高砂板乒乓球赛事的商业能力,加深政企合作,实现砂板乒乓球赛事朝着专业化、多元化方向去发展,进而有效提升砂板乒乓球赛事的国际竞争力。

关键词：砂板乒乓球砂板乒乓球赛事发展脉络演进特征未来展望

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混流装配线协同优化的研究综述

现代制造工程 2022年第10期 131-139页

作者：金玉超黎向锋梁铖闫泓驰王斌左敦稳南京航空航天大学机电学院南京210016

混流装配线(Mixed-Model Assembly Line, MMAL)作为柔性制造系统的一个重要分支,在现代智能制造生产中得到了广泛应用。这种新型的生产方式涉及资源分配、投产安排及物料配送等多方面的生产信息调度。通过对多维生产信息的协同调度优化... 详细信息

混流装配线(Mixed-Model Assembly Line, MMAL)作为柔性制造系统的一个重要分支,在现代智能制造生产中得到了广泛应用。这种新型的生产方式涉及资源分配、投产安排及物料配送等多方面的生产信息调度。通过对多维生产信息的协同调度优化,能够实现生产资源的合理配置,极大地提高企业的生产效率。对混流装配线调度问题的研究现状进行整理,主要从混流装配线的平衡问题、混流装配线的排序问题、混流装配线的物料配送问题及混流装配线的协同优化问题进行分析总结。最后,指出了混流装配线协同优化问题的发展前景和发展方向。

关键词：混流装配线生产调度协同优化综述

数控机床机电-刚柔耦合特性分析下的进给系统动态运动误差溯源方法

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机械科学与技术 2022年第10期41卷 1577-1584页

作者：卢成伟吴铖洋钱博增向皖生项四通宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波精雕数控工程有限公司浙江宁波315211 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

动态运动误差是影响数控机床加工精度的关键因素,但因其具有时变性、随机性与动态性,研究难度大,其产生机理尚不明确,严重阻碍了机床加工精度的提升。本文旨在溯源进给系统的动态运动误差,提出了基于机电-刚柔耦合特性分析的数控机床进... 详细信息

动态运动误差是影响数控机床加工精度的关键因素,但因其具有时变性、随机性与动态性,研究难度大,其产生机理尚不明确,严重阻碍了机床加工精度的提升。本文旨在溯源进给系统的动态运动误差,提出了基于机电-刚柔耦合特性分析的数控机床进给系统动态运动误差溯源方法。通过不同进给速度下切削圆试件,基于三坐标标定与球杆仪圆测试分离出由机械结构引起的动态运动误差。同时,基于机电刚柔耦合动力学模型进行仿真分析,其仿真结果与实验分离结果吻合度达70%以上,从而验证了该方法的可行性与动力学模型的准确性。

关键词：进给系统动态运动误差机电-刚柔耦合圆试件

莲原花青素对链脲佐菌素诱导的糖尿病模型Wistar大鼠的降血糖作用

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食品科学 2023年第9期44卷 88-95页

作者：张洛铖向婕肖俊松丁芷倩吴华北京工商大学食品与健康学院北京100048 北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

利用链脲佐菌素诱导并构建Wistar大鼠糖尿病模型,研究莲原花青素对糖尿病模型大鼠的降血糖活性,并初步探讨其作用机制。将实验大鼠分成空白对照组、模型组以及莲原花青素低、中、高剂量组。实验过程中分别测定各组大鼠体质量、进食量和... 详细信息

利用链脲佐菌素诱导并构建Wistar大鼠糖尿病模型,研究莲原花青素对糖尿病模型大鼠的降血糖活性,并初步探讨其作用机制。将实验大鼠分成空白对照组、模型组以及莲原花青素低、中、高剂量组。实验过程中分别测定各组大鼠体质量、进食量和饮水量、空腹血糖浓度、血清胰岛素浓度、C-肽质量浓度、氧化应激相关指标、总胆固醇(total cholesterol,TC)浓度、甘油三酯(triglyceride,TG)浓度并计算脏器指数,同时进行肝、肾的病理学观察。结果显示,莲原花青素有缓解糖尿病大鼠体质量减轻的趋势。高剂量莲原花青素与模型组相比可以显著或极显著降低大鼠的进食量和饮水量、空腹血糖浓度、血清TC和TG浓度(P<0.05、P<0.01)。与模型组相比,中、高剂量莲原花青素极显著降低了血清丙二醛浓度(P<0.01),显著或极显著增加了超氧化物歧化酶活力和谷胱甘肽过氧化物酶活力(P<0.05、P<0.01),从而使大鼠体内氧化应激状态得到改善。在显微镜下观察大鼠肝、肾组织的病理切片,发现莲原花青素可以在一定程度上起到保护肝脏、肾脏组织的作用。综上,莲原花青素具有明显的降血糖作用,其作用机制可能是影响脂代谢以及保护大鼠免受氧化应激。

关键词：莲原花青素糖尿病生理生化指标降血糖活性