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高温高压下不同结构形式裂缝充填花岗岩热力学特性

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2660-2674页

作者：阴伟涛冯子军太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024

深部干热岩地热能储层一般为非完整岩体,含有大量因地质构造运动形成的裂缝。构造裂缝随后被热液充填,这种储层被称为裂缝充填储层。为指导深部干热岩地热开发,利用太原理工大学自主研制600℃高温高压岩体三轴试验机研究了中国山西芦芽... 详细信息

深部干热岩地热能储层一般为非完整岩体,含有大量因地质构造运动形成的裂缝。构造裂缝随后被热液充填,这种储层被称为裂缝充填储层。为指导深部干热岩地热开发,利用太原理工大学自主研制600℃高温高压岩体三轴试验机研究了中国山西芦芽山花岗岩母岩(Ⅰ类花岗岩)、热液充填体(Ⅱ类花岗岩)、充填体与母岩胶结界面横向贯通试样花岗岩(Ⅲ类花岗岩)、充填体与母岩胶结界面纵向贯通试样花岗岩(Ⅳ型花岗岩)等4类花岗岩高温(500℃)高压(20 MPa围压)条件下的热力学特性。研究得出4类花岗岩热膨胀系数随温度升高可分为低温缓慢波动段、中低温快速增加段以及中高温快速减小段3个阶段。4类花岗岩弹性模量随温度升高先缓慢增加后快速降低,溶蚀孔隙结构以及低键合强度矿物的存在导致热液充填体弹性模量最低。此外,得出裂缝充填花岗岩体内原生裂缝闭合的临界温度大约为200℃;胶结界面附近充填体恢复弱面结构特性的临界温度为250℃左右。最后,得出了4类花岗岩高温高压条件下的破坏形式。裂缝充填花岗岩体内的母岩粗晶粒边界处、热液充填体溶蚀孔隙处和胶结界面处极有可能会在水力压裂建造储层过程中形成大范围高效导水通道,为干热岩地热开采储层建造理论和技术提供新的思路。

关键词：裂缝充填花岗岩高温高压微观结构矿物特征热力学特性干热岩地热开发

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五大连池老黑山熔岩溢出过程和传输系统

岩石学报 2024年第7期40卷 2056-2074页

作者：陈正全赵勇伟吉林长白山火山国家野外科学观测研究站中国地震局地质研究所北京100029 陆内火山与地震教育部重点实验室中国地质大学(北京)北京100083 中国地震局地震与火山灾害重点实验室北京100029

五大连池老黑山火山曾在公元1720-1721年喷发,熔岩出露面积60.2km^(2)。老黑山具有我国境内最新喷溢的熔岩流区,使其成为研究单成因火山熔岩表壳类型、熔岩传输系统和熔岩流灾害的理想对象。老黑山火山喷发兼具爆炸性与溢流性,以溢流性... 详细信息

五大连池老黑山火山曾在公元1720-1721年喷发,熔岩出露面积60.2km^(2)。老黑山具有我国境内最新喷溢的熔岩流区,使其成为研究单成因火山熔岩表壳类型、熔岩传输系统和熔岩流灾害的理想对象。老黑山火山喷发兼具爆炸性与溢流性,以溢流性为主。本文使用0.05~0.92m/pix无人机航拍数据和12.5m/pix卫星数据,在实地验证的基础上,制作了11000比例尺熔岩流分布过程图。我们将老黑山的6个熔岩流区界定为相应熔岩溢出口的产物,并区分出每个熔岩流区内部的亚区和岩流组。本文归纳出不同尺度熔岩流边界界定的2个标准:(1)熔岩流区的边界界定,需要以大尺度的地形凹陷和沟谷为线索,以熔岩趾分布和压盖关系辅助确定;(2)熔岩流区内部岩流组的界定,更多地依赖于熔岩表壳相组合分析,并辅以地形特征确定。通过对岩流表壳相的分析,本文总结出老黑山熔岩流主要由渣状岩流传输模式主导,同时具有结壳岩流传输和膨胀传输类型。根据老黑山不同岩流的分布和传输特征,我们提出了使用逐层、逐组估算岩流体积的方法。老黑山火山爆炸性碎屑物体积为70×10^(6)m^( 3),爆炸性喷发指数VEI=1~2;熔岩流体积为290×10^(6)m^( 3),溢流式喷发的等级(magnitude)为4.9。根据与Puu Oo 1983-84岩流特征进行对比,推测老黑山喷发烈度为弱-中等(intensity=4~8)。

关键词：五大连池老黑山岩流表壳类型熔岩传输体积估算

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地震及降雨作用下路堤边坡变形破坏特性研究

中国公路学报 2024年第6期37卷 76-86页

作者：徐佳伟蒋玮长安大学公路学院陕西西安710064

为了探究地震和降雨耦合作用下路堤边坡稳定性演化以及变形破坏特性,基于离心模型试验和有限元数值模拟方法,针对降雨、地震后降雨、考虑初始降雨的地震后降雨等不同工况下边坡渗流、变形及失稳破坏过程进行了研究,并将试验结果与模拟... 详细信息

为了探究地震和降雨耦合作用下路堤边坡稳定性演化以及变形破坏特性,基于离心模型试验和有限元数值模拟方法,针对降雨、地震后降雨、考虑初始降雨的地震后降雨等不同工况下边坡渗流、变形及失稳破坏过程进行了研究,并将试验结果与模拟结果进行对比,分析了地震动力荷载作用对路堤边坡变形的影响以及地震后降雨过程中路堤边坡孔压发展特点、变形演化规律与失稳破坏特征。研究结果表明:地震导致路堤边坡土体不连续变形以及表面张拉裂缝产生,滑移面上土体变形在下部最为明显和集中,且随着土体高度的增大而逐渐减小;与均质路堤边坡相比,含地震裂缝的路堤边坡在地震后降雨下,坡内孔压的发展更为迅速、增幅更大,且土体变形受地震裂缝的影响较大,主要沿着坡肩附近裂缝发展,而均质路堤边坡在降雨中的变形延伸至距离坡肩较远位置;前期降雨增湿作用造成路堤边坡土体饱和度增大和有效应力降低,地震作用下边坡变形明显,地震后降雨导致路堤边坡失稳启动时间提前且变形破坏更为迅速。

关键词：路基工程路堤边坡离心模型试验数值模拟分析变形破坏地震降雨

考虑量化和通信受限的有限时间确定学习控制及其应用

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控制理论与应用 2024年第4期41卷 649-657页

作者：王冠夏红伟哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

本文针对一类含有量化输入和外部扰动的严格反馈非线性系统,提出了一种考虑量化和通信受限的有限时间确定学习控制方法.该方法包含离线学习训练和在线触发控制两个阶段.首先,在离线学习训练阶段采用神经网络对系统中的未知非线性函数进... 详细信息

本文针对一类含有量化输入和外部扰动的严格反馈非线性系统,提出了一种考虑量化和通信受限的有限时间确定学习控制方法.该方法包含离线学习训练和在线触发控制两个阶段.首先,在离线学习训练阶段采用神经网络对系统中的未知非线性函数进行逼近,引入指令滤波反步技术克服“计算爆炸”的问题,并在控制过程中实现系统未知动态的知识获取和存储.随后,利用所获取的经验知识,设计了基于确定学习机制的在线触发控制器.应用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统实际有限时间稳定,跟踪误差在有限时间内收敛到原点的邻域内,并能够排除采样中的芝诺现象.最后,通过飞行器仿真验证了所提方案的有效性.

关键词：确定学习量化控制神经网络有限时间收敛事件触发

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离子掺杂介孔生物活性玻璃的合成及应用研究

化学进展 2024年第2期36卷 271-284页

作者：李其伟廖建国河南理工大学材料科学与工程学院焦作454000

骨填充和骨替代生物材料的研究与开发是骨修复领域重要的研究方向之一。介孔生物活性玻璃(MBG)因其具有良好的生物活性以及可调节的孔径和有序的介孔结构,将在骨修复再生中发挥重要作用。通过不同的制备加工方法能得到纤维、支架、中空... 详细信息

骨填充和骨替代生物材料的研究与开发是骨修复领域重要的研究方向之一。介孔生物活性玻璃(MBG)因其具有良好的生物活性以及可调节的孔径和有序的介孔结构,将在骨修复再生中发挥重要作用。通过不同的制备加工方法能得到纤维、支架、中空结构或纳米颗粒结构的MBG;大量研究表明,在MBG中掺杂少量的治疗性无机离子,能赋予它们更多的生物学特性,包括成骨、抗菌、抗炎、止血或抗癌特性;而且无机离子掺杂的MBG作为支架或纳米颗粒加工后,仍然具有出色的生物活性反应。此外,通过在介孔结构内负载生物活性分子、治疗药物和干细胞可进一步改善MBG的性能。本文介绍了近年来MBG的合成、金属离子掺杂MBG的抗菌性能以及MBG在其他方面的应用进展。

关键词：介孔生物活性玻璃骨再生治疗性无机离子生物性能

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亚精胺抑制核糖体DNA转录

科学通报 2024年第15期69卷 2072-2080页

作者：许银丰万伟湖南第一师范学院基础生物学实验室长沙410205 浙江大学医学院生物化学系杭州310058

核糖体是细胞内合成蛋白的唯一细胞器,主要由核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)和核糖体蛋白组装形成.rDNA转录生成rRNA在细胞内的核仁处完成,是核糖体生物发生的重要限速步骤之一.在正常细胞内,核糖体DNA(ribosomal DNA,rDNA)的转录活性... 详细信息

核糖体是细胞内合成蛋白的唯一细胞器,主要由核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)和核糖体蛋白组装形成.rDNA转录生成rRNA在细胞内的核仁处完成,是核糖体生物发生的重要限速步骤之一.在正常细胞内,核糖体DNA(ribosomal DNA,rDNA)的转录活性受到营养状态的严密调控.而在癌细胞内,癌基因的激活、抑癌基因的失活和生长相关信号通路的失调等多种不同的机制均可导致rDNA的转录绕过营养状态的控制.癌细胞内异常激活的rDNA转录是癌细胞快速生长、增殖的必要前提,也是癌细胞的共有特征之一.抑制癌细胞内异常激活的r DNA转录有望开发出新的抗癌药物.我们既往的研究揭示,肿瘤蛋白p53诱导核蛋白2(tumor protein p53 inducible nuclear protein 2,TP53INP2)的核仁定位是其促进rDNA转录的重要前提,可用来指示细胞内的rDNA转录活性.本研究发现,天然活性成分亚精胺可抑制TP53INP2的核仁定位,并显著降低细胞的rDNA转录活性.机制研究表明,亚精胺可抑制蛋白激酶雷帕霉素靶蛋白复合物1(mechanistic target of rapamycin complex 1,mTORC1)的必需亚基Raptor的乙酰化并降低细胞内m TORC1的活性,进而抑制r DNA的转录.功能研究揭示,亚精胺可显著抑制蛋白的合成和细胞的增殖.本研究提示,抑制细胞内的r DNA转录活性可能是亚精胺发挥抗癌作用的重要机制之一.

关键词：癌症 mTORC1 rDNA转录核糖体生物发生亚精胺

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基于激光诱导石墨烯的木制惯性测量单元

光子学报 2024年第2期53卷 150-159页

作者：李晨李浩杨研伟陕西科技大学机电工程学院西安710021 西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室西安710054

针对商用低精度惯性测量单元具有高成本、制造工艺复杂、废弃后污染环境、不能生物降解等缺点,提出一种低成本、可生物降解的木制惯性测量单元。该设计包含平衡振子和非平衡振子单元,分别用于测量3轴加速度和3轴角加速度。采用激光诱导... 详细信息

针对商用低精度惯性测量单元具有高成本、制造工艺复杂、废弃后污染环境、不能生物降解等缺点,提出一种低成本、可生物降解的木制惯性测量单元。该设计包含平衡振子和非平衡振子单元,分别用于测量3轴加速度和3轴角加速度。采用激光诱导石墨烯的工艺在木梁上制备应变传感器阵列,并形成多组惠斯顿电桥测量电路。结果表明:加速度方面,X轴灵敏度为0.006 m V/g,Y轴灵敏度为8.695×10^(-4)m V/g,Z轴灵敏度为0.200 m V/g;角加速度方面,X轴灵敏度为0.285 m V/(rad/s^(2)),绕Y轴旋转的灵敏度为0.305 m V/(rad/s^(2)),绕Z轴旋转的灵敏度为0.765 m V/(rad/s^(2))。与有限单元法仿真结果对比,实验测量误差在10%以内,且具有良好的重复测量精度。该惯性测量单元在木制船舶、木制载具、木制家具等方面具有潜在的应用前景。

关键词：惯性测量单元激光诱导石墨烯陀螺仪加速度计木材

基于海洋捕食者算法的波浪能转换装置模型预测控制

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1468-1480,I0018页

作者：方红伟魏秀娜天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072

该文提出一种基于智能海洋捕食者算法的模型预测控制策略,实现了波浪能转换装置的动态最大能量捕获。提出的模型预测控制策略利用海洋捕食者算法来获取最优控制力,并采用非线性限制来控制功率的单向流动。通过相应的对比分析验证了海洋... 详细信息

该文提出一种基于智能海洋捕食者算法的模型预测控制策略,实现了波浪能转换装置的动态最大能量捕获。提出的模型预测控制策略利用海洋捕食者算法来获取最优控制力,并采用非线性限制来控制功率的单向流动。通过相应的对比分析验证了海洋捕食者算法的优化准确性和快速收敛性。该方法还利用控制域来处理最优控制变量以便在算法的计算负担和优化准确度之间进行平衡。所提出的方法证明在处理多维的波浪能转换系统方面,特别是系统的非凸和非线性限制问题,具有较好的利用价值。仿真与实验结果证明提出的方法能较好地提高波浪能转换装置的输出功率,并满足典型海域工况下的实时需求。

关键词：海洋捕食者算法模型预测控制单向功率流动限制波浪能转换

基于虚像相位阵列的光谱检测中角色散均匀性的研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1827-1834页

作者：纪文杰谭中伟北京交通大学电子信息工程学院光波技术研究所北京100044

随着光谱学的不断发展,光谱检测作为一种快速无损的检测手段逐渐被应用于越来越多的领域中。而随着对信息精度要求的不断提高,如何得到高分辨率和低波长误差的光谱信息,是设计光谱检测系统时必须解决的问题。传统的色散元件如衍射光栅,... 详细信息

随着光谱学的不断发展,光谱检测作为一种快速无损的检测手段逐渐被应用于越来越多的领域中。而随着对信息精度要求的不断提高,如何得到高分辨率和低波长误差的光谱信息,是设计光谱检测系统时必须解决的问题。传统的色散元件如衍射光栅,虽然有较大的波长响应范围,但是通常只能提供nm量级的分辨率而无法满足当下的高光谱分辨率的要求。虚像相位阵列(VIPA)具有大角度色散特性,可以有效提高系统的光谱分辨率,因而近年来不断被用于精细光谱检测的研究。但其波长和色散角度对应关系存在非线性,而且同一波长易产生多个衍射级次的光斑,从而造成额外的光能损失。因此,本文主要基于VIPA的交叉色散光路就如何降低VIPA色散的非均匀性的问题进行了理论分析和实验验证。首先基于傍轴理论的色散定律展开理论分析探讨了入射光腰尺寸、入射角度等参数对于VIPA色散的非线性程度和衍射级次数量的影响。然后通过进行仿真记录了宽光谱光源在不同VIPA倾斜角度条件下各波长衍射级次的数量,以及各波长对应的光斑质心的坐标值。计算各情况下的质心坐标与拟合曲线之间的距离均差,比较了不同角度条件下线性度的好坏。最后根据理论分析和仿真实验的结果进行实验。实验中记录了VIPA的交叉色散光路在不同的VIPA倾斜条件下出现的衍射级次数量,并利用一个波长可变的激光器得到了不同波长的光源在VIPA倾斜2°的实验条件下各衍射级次光斑的质心坐标。同样通过计算不同衍射级次光斑的质心与拟合曲线之间的距离均差分析不同衍射级次的线性度好坏。实验证明通过控制入射光束参数,可以一定程度上降低VIPA色散的非均匀性。VIPA倾斜角度越大且越靠近探测器中央位置的衍射级次线性度越好。

关键词：虚像相位阵列光谱检测线性度衍射级次