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大直径煤仓围岩卸荷蠕变特性与支护控制技术研究

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大直径煤仓围岩卸荷蠕变特性与支护控制技术研究

作者：张站群中国矿业大学

学位级别：硕士

深部岩体工程长期处于“三高一扰动”的状态下,极易产生大变形、强流变、支护结构破坏严重等安全隐患,不采取合理的变形支护形式来应对围岩扩张变形,极有可能引发塌方冒顶、劈裂片帮等灾害,如何保障这些岩体工程在修建和长期运营过程中... 详细信息

深部岩体工程长期处于“三高一扰动”的状态下,极易产生大变形、强流变、支护结构破坏严重等安全隐患,不采取合理的变形支护形式来应对围岩扩张变形,极有可能引发塌方冒顶、劈裂片帮等灾害,如何保障这些岩体工程在修建和长期运营过程中的稳定性和安全性成为一个亟需解决的难题。本文以兴隆庄煤矿十采区大直径煤仓围岩蠕变问题为工程背景,综合采用室内试验、数值模拟等手段,系统的研究了煤仓围岩蠕变变形失稳机理及围岩支护控制技术,分析煤仓在开挖支护下的稳定状态,并提出相应的支护技术方案来保证煤仓的长期稳定。主要研究内容及结论如下:(1)首先对兴隆庄大直径煤仓现场煤与砂岩试样进行矿物组分和微观结构表征分析,煤试样的表面相对致密且平整规则,原生微裂隙口径大体相同,无明显粗糙度,易发生滑移,在高地应力的状态下容易发生蠕变大变形;砂岩试样内部矿物胶结良好,细小颗粒被粘土矿物包裹,整体较完整,存在原生微裂隙且裂隙面有一定的粗糙度,易产生摩擦而阻止相对滑移,从而易产生脆性破坏和体积扩容。细观结构组成和结构差异对兴隆庄煤仓围岩变形和机理不同有着重要的影响。(2)开展了不同围压条件下煤仓围岩三轴压缩试验与不同轴向应力条件下煤仓围岩的三轴蠕变试验。研究了煤仓围岩的基本力学特性与分级卸荷蠕变力学特性,重点对煤样和砂岩试样的轴向和侧向变形规律、变形速率规律、体积扩容规律、扩容应力规律进行了分析。(3)利用扫描电子显微镜(SEM)、三维扫描仪等对三轴蠕变破坏后试样进行了微观表征分析,计算了微观表面粗糙程度分形盒维数,阐明了蠕变破坏后试样的内部微观形貌与宏观破裂的关系;分析了试样蠕变破裂面的标准差、倾斜角和坡向的演化特征;总结了煤仓围岩蠕变破坏与细观剪胀效应和晶体的位错运动有着密不可分的关系。(4)采用FLAC数值模拟软件模拟了兴隆庄大直径煤仓在原开挖支护过程中煤仓位移和塑性区随时间演化特征,分析了煤仓在开挖支护过程中以不同的支护形式下最大位移、塑性区以及应力的演化规律;分析在最优的煤仓开挖支护条件下以及无支护条件下煤仓对毗邻井筒的影响;提出了对煤仓变形较大的部位采取对应的加强支护措施,保证煤仓围岩的整体稳定性和安全。该论文有图111幅,表10个,参考文献108篇。

关键词：深部围岩大直径煤仓卸荷蠕变损伤机理支护模拟

深度学习分类模型解释图的对象相关性消融分析

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厦门大学学报（自然科学版） 2024年第3期63卷 562-569页

作者：王晓东张盖群胡钰琪李孟珏厦门大学嘉庚学院信息科学与技术学院福建漳州363105 厦门大学电子科学与技术学院福建厦门361005

[目的]为了提高深度学习的稳定性、可解释性和公平性,针对深度学习基于关联驱动存在偏见的问题,对深度学习卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)图像分类模型的样本内对象进行相关分析,该分析结果可以为实现稳定学习提供所... 详细信息

[目的]为了提高深度学习的稳定性、可解释性和公平性,针对深度学习基于关联驱动存在偏见的问题,对深度学习卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)图像分类模型的样本内对象进行相关分析,该分析结果可以为实现稳定学习提供所必须的相关甄别.[方法]提出一种深度学习分类模型解释图对象相关性消融分析方法:在对CNN分类模型输入图像进行超像素分割后获得超像素对象;采用基于敏感分析(sensitivity analysis,SA)理论量化对象的分类贡献值;依据该贡献值绘制分类可解释热力图(heatmap);再通过同步消融、相关计算,得到热力图中诸对象之间的相关量化值;根据相关值与分类重要性综合输出排序.[结果]生成带有样本对象间线性相关关联标注的CNN分类模型的解释图,输出相关对象组排序列表,分析得出超像素块参数选择对于相关度计算影响随着分块数由小到大呈现“先升后降”的变化趋势,并分析了其原因.[结论]本研究提出的相关性消融分析实现了CNN分类模型解释图对象间的相关性量化计算,获得的解释图可解释性较现有方法更好理解,研究内容可以为相关甄别、图像语义分析、知识图谱自动绘制、深度学习模型进化提供支持.

关键词：深度学习相关性可解释性消融分析热力图

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空气涡轮火箭发动机起动过程半物理仿真方法研究

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系统仿真学报 2024年

作者：杨学森赵巍张秉龙任三群项效镕赵庆军中国科学院工程热物理研究所轻型涡轮动力全国重点实验室中国科学院大学航空宇航学院分布式冷热电联供系统北京市重点实验室

为满足空气涡轮火箭（ATR）发动机控制规律验证需求，提出了基于串口通讯的半物理仿真方案，建立了集成快速原型系统、供应系统、测控系统、信号模拟器、故障注入系统和实时仿真机的半物理仿真平台，基于交叉编译技术开发了发动机数字... 详细信息

为满足空气涡轮火箭（ATR）发动机控制规律验证需求，提出了基于串口通讯的半物理仿真方案，建立了集成快速原型系统、供应系统、测控系统、信号模拟器、故障注入系统和实时仿真机的半物理仿真平台，基于交叉编译技术开发了发动机数字模型，实现了发动机控制系统与供应系统的耦合半物理仿真。在此基础上，开展了ATR发动机起动过程半物理仿真，测试了涡轮出口温度超温情况下控制器的故障处理策略。结果表明，以频率量作为信号模拟器转速信号指令，模拟精度可达0.01%FS，刷新时间不超过1 ms；当主燃煤油流量达到最大流量的16.2%时，发动机进入转速自持状态，主燃煤油泵和液氧泵后压力为1.28 MPa；当主燃煤油流量达到最大时，发动机转速和推力同时达到设计状态。涡轮出口温度超温50 ℃时起动超温保护机制，电动泵设定转速输出为0，避免了发动机潜在运行风险。

关键词：空气涡轮火箭(ATR)发动机半物理仿真供应系统起动过程控制规律

高弹性刷式密封刷丝轴向变形规律流固耦合研究

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推进技术 2024年

作者：孙绮蓬马英群张秉龙曾文赵巍赵庆军中国科学院工程热物理研究所沈阳航空航天大学航空发动机学院中国科学院大学航空宇航学院中国科学院工程热物理研究所分布式冷热电联供系统北京市重点实验室中国科学院工程热物理研究所轻型涡轮动力全国重点实验室

为探究刷丝弹性模量对刷式密封轴向变形影响规律，基于任意拉格朗日-欧拉（Arbitrary Lagrange-Euler，ALE）显式动力学流固耦合方法，计算对比了新型高弹性材料刷丝SOFN和传统材料刷丝GH605在相同的刷式密封结构下、不同压差下的泄漏... 详细信息

为探究刷丝弹性模量对刷式密封轴向变形影响规律，基于任意拉格朗日-欧拉（Arbitrary Lagrange-Euler，ALE）显式动力学流固耦合方法，计算对比了新型高弹性材料刷丝SOFN和传统材料刷丝GH605在相同的刷式密封结构下、不同压差下的泄漏特性、轴向总体变形、刷丝自由端轴向变形与扰动以及不同弹性模量的理想刷丝轴向变形规律。得出结论：在不同压差下刷丝材料为SOFN的刷式密封和材料为GH605的刷封的泄漏量基本一致；在高压差条件下，GH605前排刷丝出现逆轴向大变形导致刷丝分离引起密封失效；SOFN刷丝比GH605刷丝有更小的轴向弯曲变形与轴向扰动，在0.2 MPa、0.4 MPa、0.6 MPa压降下轴向变形量最大降低了3.5%、2.7%和2%；轴向扰动量最大降低了37%、24%和32%。存在一个最佳的弹性模量范围，使刷丝的变形量最小。验证了SOFN刷丝有更高的承压能力，有效提高刷式密封性能。

关键词：刷式密封弹性模量轴向变形 ALE流固耦合高弹性刷丝

智能化永磁集成滚筒驱动型无基础可伸缩带式输送机关键技术

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煤炭工程 2024年第3期56卷 219-224页

作者：陈宏奎满户群李柳张少聪中煤科工集团上海有限公司上海200030 西安航天动力机械有限公司陕西西安710025

针对煤矿井下工作面可伸缩带式输送机在关键部件设计和优化、故障诊断、智能化运维等方面面临的问题和挑战,本研究从高效拆装、集成驱动、智能控制、智能监测等关键技术出发,提出了智能化永磁集成滚筒驱动型无基础可伸缩带式输送机关键... 详细信息

针对煤矿井下工作面可伸缩带式输送机在关键部件设计和优化、故障诊断、智能化运维等方面面临的问题和挑战,本研究从高效拆装、集成驱动、智能控制、智能监测等关键技术出发,提出了智能化永磁集成滚筒驱动型无基础可伸缩带式输送机关键技术。主要涉及四个方面:可伸缩带式输送机无基础、高效拆装技术;矿用大功率永磁集成驱动滚筒技术;智能永磁变频张紧技术;煤矿带式输送机智能监测技术。通过上述技术最终实现可伸缩带式输送机安全、高效、智能化运行,为煤炭行业煤矿智能化建设提供设备上的支持。

关键词：带式输送机永磁集成驱动永磁张紧智能监控

近30年辽河三角洲生态系统服务价值时空演变及影响因素分析

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环境科学 2024年第1期45卷 228-238页

作者：王耕张芙榕辽宁师范大学地理科学学院大连116029

深入研究辽河三角洲生态系统服务价值(ESV)的时空演变特征及影响因素,对其生态环境治理和保护具有重要意义.基于1990~2020年辽河三角洲7期土地利用数据,利用当量因子系数修正法建立估算模型评估ESV,综合分析研究区ESV时空演变特征,并探... 详细信息

深入研究辽河三角洲生态系统服务价值(ESV)的时空演变特征及影响因素,对其生态环境治理和保护具有重要意义.基于1990~2020年辽河三角洲7期土地利用数据,利用当量因子系数修正法建立估算模型评估ESV,综合分析研究区ESV时空演变特征,并探究ESV驱动影响因素与机制.结果表明:①1990~2020年辽河三角洲地区土地利用方式大部分为耕地,30年间林地、湿地和未利用土地面积呈现下降趋势,草地、水域和建设用地呈上升趋势,耕地面积基本无变化.②辽河三角洲ESV呈现先减少后增加再减少的趋势,生态系统服务总价值整体呈现出西南部价值高,东北部价值低的空间分异规律.③辽河三角洲地区的所有土地利用类型敏感性指数均小于1,表明ESV缺乏弹性.④辽河三角洲ESV具有空间正相关性,整体而言,辽河三角洲以HH和LL聚类为主,HL聚类多分布在LL聚类边界处,LH聚类分布在HH聚类周围,少量分布在LL聚类周围.⑤辽河三角洲生态系统服务价值演变的影响因子中,DEM对ESV的影响最小,HAI对ESV影响最大,其次是GDP,所有影响因子的交互结果对ESV空间分布的影响均具有增强作用,其中HAI和降水量的交互作用最强,达到了95.58%.

关键词：生态系统服务价值(ESV) 时空演变影响因素辽河三角洲地理探测器

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玉米籽粒氮含量遗传位点挖掘及候选基因预测

植物遗传资源学报 2024年

作者：王利锋王森蔡齐宗王浩周柯杨继伟李晶晶贾腾蛟张站壹王景李会勇河南省农业科学院农作物种质资源研究所河南大学生命科学学院

玉米籽粒氮含量与品质紧密相关，其遗传机制的解析对玉米品质育种具有重要意义。本研究利用252份玉米自交系为关联群体，利用贝叶斯信息与连锁不平衡迭代嵌套式模型（BLINK，Bayesianinformation and linkage-disequilibrium iterativel... 详细信息

玉米籽粒氮含量与品质紧密相关，其遗传机制的解析对玉米品质育种具有重要意义。本研究利用252份玉米自交系为关联群体，利用贝叶斯信息与连锁不平衡迭代嵌套式模型（BLINK，Bayesianinformation and linkage-disequilibrium iteratively nested keyway）、固定随机模型循环概率模型（FarmCPU，fixed and random model circulating probability unification，）、一般线性模型（GLM，general linear model）、混合线性模型（MLM，mixed linear model）、多位点混合线性模型（MLMM，multiple loci mixed model）和逐步排它性混合线性模型（SUPER，settlement of MLM under progressively exclusive relationship）等方法分别对其籽粒氮含量进行全基因组关联分析。共鉴定到13个与籽粒氮含量显著关联的SNP（P<3.64E-07）。BLINK、FarmCPU、GLM、MLM、MLMM和SUPER方法分别检测到6个、3个、7个、4个、2个和4个SNP位点。其中，S3＿8879213在5种方法中均能检测到，S9＿146173702在4种方法中均能检测到，S5＿114774030和S7＿182217338在3种方法中均能检测到，S1＿10906326和S1＿177528813 在2种方法中均能检测到。共挖掘25个相关候选基因，其中Zm00001eb275080和Zm00001eb330700可能是影响玉米籽粒氮含量的重要候选基因。

关键词：玉米籽粒氮含量全基因组关联分析候选基因

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化学腐蚀后灰岩动态拉伸力学特性试验研究

岩土工程学报 2020年第6期42卷 1151-1158页

作者：张站群蔚立元李光雷苏海健靖洪文中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 震安科技股份有限公司云南昆明650200

为探究化学腐蚀后灰岩的动态拉伸力学特性,本次试验配制了pH=3的NaCl和KHSO_4混合溶液对灰岩试样进行不同时间的腐蚀(腐蚀时间分别为30,60,90,120和150 d)。通过核磁共振测试获得腐蚀后试样的T2谱图及孔隙率,并利用分离式霍普金斯压杆... 详细信息

为探究化学腐蚀后灰岩的动态拉伸力学特性,本次试验配制了pH=3的NaCl和KHSO_4混合溶液对灰岩试样进行不同时间的腐蚀(腐蚀时间分别为30,60,90,120和150 d)。通过核磁共振测试获得腐蚀后试样的T2谱图及孔隙率,并利用分离式霍普金斯压杆对腐蚀后灰岩试样进行动态拉伸试验,最后得到了灰岩动态拉伸强度以及能量耗散等随腐蚀损伤度的变化规律。此外,借助扫描电镜和X射线荧光光谱分析获得各腐蚀阶段试样的SEM图像和矿物成分含量。结果表明:随腐蚀时间增加,灰岩孔隙率从自然状态下0.32%增大到5.32%(150d),腐蚀损伤度同步增大;动态抗拉强度劣化程度为32.52%,并可根据下降速率区分为2个阶段;耗散能和透射能分别展现出两阶段减小变化趋势,表现出明显的损伤度相关性;化学腐蚀后灰岩的破坏模式由典型的劈裂破坏向拉剪混合、剪切破坏过渡,直至粉末块状破坏。宏观力学性质与试样内部微观结构损伤有着密不可分的关联性,研究结果可为地下工程的设计施工提供借鉴。

关键词：岩石力学化学腐蚀灰岩动态拉伸损伤度

抑郁症患者时距复制任务中的表现及其认知机制

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中国临床心理学杂志 2024年第3期32卷 499-504,510页

作者：朱娉婷史焱尹华站顺德职业技术学院佛山528300 湖南师范大学教育科学学院长沙410081

目的:采用时间复制任务探讨抑郁症患者时距知觉表现及工作记忆和注意网络在其中的作用机制。方法:研究采用2(组别:抑郁症组、正常组)×5(标准时距:700ms、1700ms、2700ms、3700ms、4700ms)的混合实验设计,其中组别为被试间变量,标准时... 详细信息

目的:采用时间复制任务探讨抑郁症患者时距知觉表现及工作记忆和注意网络在其中的作用机制。方法:研究采用2(组别:抑郁症组、正常组)×5(标准时距:700ms、1700ms、2700ms、3700ms、4700ms)的混合实验设计,其中组别为被试间变量,标准时距为被试内变量。因变量指标为相对误差和变异系数。同时采用N-back任务测量工作记忆,测量指标为反应时和正确率;采用注意网络范式测量注意功能,测量指标为反应时。结果:相对于正常组,抑郁症组在700ms和1700ms上相对误差显著大于1,在4700ms上相对误差显著小于1;复制700ms、1700ms、2700ms、3700ms及4700ms的变异系数均显著更大;抑郁症组在执行控制网络上的反应时显著更长;进一步中介分析发现执行控制网络的反应时在组别与1700ms、2700ms、3700ms和4700ms时距的复制变异系数之间无中介作用,2-back任务的正确率在组别与1700ms、2700ms、3700ms和4700ms时距的复制变异系数之间起中介作用。结论:抑郁症患者存在更加高估短时距和低估长时距的趋势,工作记忆的中介作用是抑郁症患者在时距复制任务中产生更大变异性的内部机制。

关键词：抑郁症时距知觉工作记忆注意网络中介模型