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三轴剪切下砂土应变局部化宏微观特性演化规律离散元分析

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岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3586-3596页

作者：王思远蒋明镜石安宁天津大学建筑工程学院天津300350 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215009 同济大学土木工程减灾国家重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

探究土体变形和剪切带空间演化特征对于评估岩土结构的稳定性具有重要意义。使用离散元法模拟砂土在柔性边界下三轴剪切试验,分析剪切带内外的宏微观特性演化规律,探究砂土应变局部化的宏微观跨尺度联系。首先,在离散元模拟中使用考虑... 详细信息

探究土体变形和剪切带空间演化特征对于评估岩土结构的稳定性具有重要意义。使用离散元法模拟砂土在柔性边界下三轴剪切试验,分析剪切带内外的宏微观特性演化规律,探究砂土应变局部化的宏微观跨尺度联系。首先,在离散元模拟中使用考虑颗粒形状影响的三维完整接触模型;随后,在三轴模拟中使用柔性边界代替刚性边界以保证剪切带的充分发展;最后,与已有试验进行对比验证模拟有效性,并从宏微观关联角度对其结果进行分析。结果表明:使用考虑颗粒形状影响的三维完整接触模型及柔性边界的三轴离散元模拟可以较好的再现净砂试样的应力-应变和体积响应及剪切带的发展过程;剪切带内外部的平均纯转动率(APR)值、孔隙率、力学配位数、各向异性系数等宏微观特征差异明显;随着轴向位移的增加,带内APR值、孔隙率均大于带外而力学配位数带外大于带内;剪切带内局部孔隙率及各项异性对试样整体孔隙演化和各向异性有重要影响。

关键词：土力学离散元模拟柔性边界应变局部化三轴压缩宏微观特性

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岩石化学风化力学特性的宏微观定量关联

同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 911-919页

作者：周志豪王华宁蒋明镜同济大学土木工程学院上海200092 同济大学航空航天与力学学院上海200092 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215009

为了分析化学风化对岩石力学性能的影响机制,采用密集排列的颗粒集合体模拟岩石材料,将与化学风化时间相关的质量损失率引入颗粒刚度和胶结模型。基于均匀化方法和格构模型,推导获得了风化岩石弹性阶段应力‒应变关系和强度准则以及宏观... 详细信息

为了分析化学风化对岩石力学性能的影响机制,采用密集排列的颗粒集合体模拟岩石材料,将与化学风化时间相关的质量损失率引入颗粒刚度和胶结模型。基于均匀化方法和格构模型,推导获得了风化岩石弹性阶段应力‒应变关系和强度准则以及宏观弹性和强度参数与微观参数(颗粒接触响应特性、风化损伤参数等)的定量关联,并探究了化学风化及其时效性对岩石力学性能的影响规律。结果表明,随着质量损失率的增大以及反应时间的增加,风化岩石的刚度和强度均呈负指数减小;当环境pH值较低时,岩石的峰值黏聚力和峰值内摩擦角随着反应时间的增大均显著降低;当环境pH值较高时,开始阶段岩石的峰值黏聚力显著降低,而峰值内摩擦角变化不大,峰值内摩擦角的显著降低需要更长的风化时间。

关键词：岩石化学风化宏微观时效效应

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风机荷载作用下频率比对砂土动力响应的影响

同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 738-748页

作者：张艳贾敏才蒋明镜谢志伟同济大学土木工程学院上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215009

海上风机在运行过程中风荷载与波浪荷载频率耦合作用对土体动力特性的影响不容忽略,为了探究这种影响,采用多向循环动单剪系统(VDDCSS)对砂土进行了一系列试验研究,分析了双向剪切频率比f_(r)对砂土动应变、动孔压比以及动强度的影响。... 详细信息

海上风机在运行过程中风荷载与波浪荷载频率耦合作用对土体动力特性的影响不容忽略,为了探究这种影响,采用多向循环动单剪系统(VDDCSS)对砂土进行了一系列试验研究,分析了双向剪切频率比f_(r)对砂土动应变、动孔压比以及动强度的影响。试验结果表明:剪应变发展受双向频率耦合及应力组合效应的影响。循环应力比(C_(SR))为0.15时,双向频率耦合效应大于应力组合作用;随着应力水平的增加(C_(SR)=0.20或0.25),频率耦合效应和应力组合作用均得到了加强。在低应力水平时,破坏试样的孔压曲线呈“上凹型”且频率比对试样孔压发展影响不大。而随着应力水平增加(C_(SR)=0.20或0.25),孔压最终值u_(max)随之增大。除f_(r)=1.00与10.00对应试样外,土体动强度随f_(r)与C_(SR)值增大而减少。f_(r)=5.00对应试样应变大、孔压值高、强度低的原因与此比值下土体受双向频率耦合与应力组合的叠加效果增强有关。

关键词：循环单剪频率比动应变动孔压动强度

中国南海神狐海域水合物储层井壁稳定可靠度分析

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岩土力学 2024年第5期45卷 1505-1516页

作者：黄佳佳蒋明镜王华宁同济大学土木工程学院上海200092 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司浙江杭州310012 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215009 同济大学航空航天与力学学院上海200092

天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻... 详细信息

天然气水合物具有巨大的潜在经济和环境价值,其开发利用对国家能源安全和实现国家碳达峰碳中和的“双碳目标”具有战略意义。我国天然气水合物资源主要分布于南海海域,海洋环境的复杂性和隐蔽性使工程测量数据具有较大不确定性,影响钻井安全。目前未见有水合物储层井壁稳定可靠度研究。为定量评估在我国南海神狐海域水合物储层钻井风险,基于水合物储层钻井井壁稳定解析理论和南海神狐海域具体地质条件,结合可靠度分析方法中的改进一次二阶矩法和响应面法,研究南海神狐海域水合物储层钻井井壁失稳概率分布特征,分析该海域井壁失稳概率及安全钻井液压力窗口对主要参数均值和不确定性的敏感性,结果表明:(1)若测量数据足够精确,在我国南海神狐海域水合物储层进行钻井活动的安全性较高,安全钻井液压力窗口也较大。测量数据的不确定性增大将使井壁失稳概率显著升高,缩窄安全钻井液压力窗口。(2)较低的钻井液温度对降低井壁失稳概率略有帮助,且能明显地扩大安全钻井液压力窗口。(3)5个主要参数的均值和不确定性对井壁失稳概率的影响次序相同,均为初始地应力>初始内摩擦角>弹性模量比>初始黏聚力>初始弹性模量。实际工程中对初始地应力数据精确测量,能够显著提高水合物储层钻井井壁稳定性。

关键词：天然气水合物井壁稳定性可靠度南海神狐海域响应面法改进一次二阶矩法

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TRPV3在皮肤病发生及治疗中的研究进展

中国麻风皮肤病杂志 2024年第1期40卷 66-70页

作者：魏明镜陈文琦南京医科大学附属南京医院/南京市第一医院皮肤科江苏南京210000

瞬时受体电位离子通道香草素3(transient receptor potential vanilloid 3,TRPV3)是一种非选择性阳离子通道蛋白,在皮肤角质形成细胞中表达最为丰富,参与角质形成细胞增殖、皮肤屏障形成、感觉传导、毛发生长等生理过程,对维持皮肤稳态... 详细信息

瞬时受体电位离子通道香草素3(transient receptor potential vanilloid 3,TRPV3)是一种非选择性阳离子通道蛋白,在皮肤角质形成细胞中表达最为丰富,参与角质形成细胞增殖、皮肤屏障形成、感觉传导、毛发生长等生理过程,对维持皮肤稳态有着重要作用。研究发现TRPV3在特应性皮炎、Olmsted综合征、银屑病等皮肤病的发生发展中起重要作用。本文将对TRPV3在上述皮肤病的发病机制中产生的作用及其未来的临床应用进行综述。

关键词：特应性皮炎 TRPV3 阳离子通道 Olmsted综合征

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针刺调控脑卒中后轴突再生的机制研究进展

针刺研究 2024年第7期49卷 767-776页

作者：吴哲焦明媛邹伟黑龙江中医药大学哈尔滨150040 金华市妇幼保健院浙江金华321000 黑龙江中医药大学附属第一医院哈尔滨150040

脑卒中后脑组织病理改变如血肿形成或缺血缺氧状态会导致神经细胞死亡和轴突变性。脑神经细胞损伤后的轴突再生主要受到损伤周围微环境和相关蛋白的调控,主要包括胶质瘢痕、髓鞘相关抑制因子、轴突导向分子、神经营养因子,它们通过调节... 详细信息

脑卒中后脑组织病理改变如血肿形成或缺血缺氧状态会导致神经细胞死亡和轴突变性。脑神经细胞损伤后的轴突再生主要受到损伤周围微环境和相关蛋白的调控,主要包括胶质瘢痕、髓鞘相关抑制因子、轴突导向分子、神经营养因子,它们通过调节生长锥的形态和方向、突触稳定性、神经干细胞增殖与分化来影响轴突生长。本文梳理了针刺调控脑卒中后轴突再生的作用机制,结果显示针刺可通过抑制胶质瘢痕形成、减轻其物理屏障和化学屏障对轴突生长的抑制作用,逆转髓鞘相关抑制因子对轴突生长的抑制作用,调节轴突导向分子水平进而促进神经干细胞的增殖分化和损伤轴突的再生,上调神经营养因子促进神经细胞轴突重塑,从而改善脑卒中后的神经损伤。

关键词：针刺脑卒中轴突再生

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基于嫦娥五号月壤粒形特征的离散元模拟方法

岩土工程学报 2024年第4期46卷 833-842页

作者：王思远蒋明镜天津大学建筑工程学院天津300350 苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215009 同济大学土木工程减灾国家重点实验室上海200092 同济大学土木工程学院岩土工程系上海200092

为满足当前中国探月任务中的“堪测、采、建”战略规划,获取更加贴近真实的月壤物理力学特性,考虑月壤颗粒形状的影响,结合嫦娥五号探月任务中的月壤颗粒图像,将月壤粒形特征与颗粒级配联系起来,提出考虑中国月壤粒形特征的离散元数值... 详细信息

为满足当前中国探月任务中的“堪测、采、建”战略规划,获取更加贴近真实的月壤物理力学特性,考虑月壤颗粒形状的影响,结合嫦娥五号探月任务中的月壤颗粒图像,将月壤粒形特征与颗粒级配联系起来,提出考虑中国月壤粒形特征的离散元数值模拟方法。首先,基于嫦娥五号探月任务获取的部分月壤颗粒图像,对颗粒的形状特征及尺寸信息进行提取,依据其球度特征将月壤的颗粒形态分为6类,并同月壤颗粒的粒形特征与颗粒尺寸建立对应关系;其次,结合本团队开发的三维离散元月壤接触模型,引入形状参数用以表征月壤颗粒的抗转动能力,进而在离散元中考虑月壤颗粒的粒形特征,最终建立考虑中国月壤粒形特征的离散元数值模型;通过与已知月壤试验结果的对比表明,该方法可将月壤颗粒形状的可变性直接映射到离散元中。在此基础上,通过与不考虑粒形特征的数值样进行对比,探究考虑月壤粒形特征的优势。结果表明:含嫦娥五号月壤粒形特征的离散元数值模型可以有效捕捉月壤力学行为的主要特征,为开展月球资源勘探及开发利用研究提供基础。

关键词：月壤粒形特征三轴压缩宏微观特性

基于一体化电磁骚扰传导模型的开关柜微机保护装置电磁干扰滤波器设计

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3280-3290页

作者：王华清黄道春双明镜毕吉禹罗瑞杰雷电防护与接地技术教育部工程研究中心(武汉大学) 武汉430072 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

为解决高压开关柜断路器在海上风电场等场景下频繁操作产生的电磁干扰问题,分析其电磁骚扰传导过程,并设计合理的抗干扰措施以提高微机保护装置的电磁兼容水平,该文提出一种高压开关柜一体化电磁骚扰传导仿真模型,针对断路器开断电磁骚... 详细信息

为解决高压开关柜断路器在海上风电场等场景下频繁操作产生的电磁干扰问题,分析其电磁骚扰传导过程,并设计合理的抗干扰措施以提高微机保护装置的电磁兼容水平,该文提出一种高压开关柜一体化电磁骚扰传导仿真模型,针对断路器开断电磁骚扰设计了电磁干扰(EMI)滤波器并验证其性能。首先以KYN61—40.5型开关柜真空断路器为例,建立其电磁骚扰一体化仿真模型,通过试验与仿真获得断路器开断电磁骚扰的特征;然后根据该特征设计了基于定K型和m推演的EMI滤波器并验证其性能。研究结果表明,微机保护装置电流测量端口的骚扰电压主导频率约为312 kHz,一体化电磁骚扰传导仿真模型仿真结果与试验结果最大相对误差为9.8%,表明该模型可用于电磁骚扰传导过程的仿真;该文设计的EMI滤波器的陷波频率与理论设计值的最大相对误差为-8.8%,接入EMI滤波器后骚扰电压下降93.94%,持续时间下降71.42%。研究成果可为高压开关柜微机保护装置的电磁骚扰传导过程分析和电磁兼容水平提升提供参考。

关键词：高压开关柜电磁骚扰电磁兼容低通滤波器一体化传导模型

融合连续过渡模型与Helmer模型的真空断路器开断模型研究

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电网技术 2024年第4期48卷 1731-1741,I0094页

作者：王华清黄道春双明镜李慧鹏邱逸群雷电防护与接地技术教育部工程研究中心(武汉大学) 湖北省武汉市430072 武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072

真空断路器广泛应用于中压等级电网中,在频繁操作场景下易出现过电压问题,而真空断路器的弧后暂态过程直接决定了其分断特性和过电压特征。为解决现有真空断路器模型难以同时对其弧后过程和高频特性仿真的问题,该文搭建了融合连续过渡... 详细信息

真空断路器广泛应用于中压等级电网中,在频繁操作场景下易出现过电压问题,而真空断路器的弧后暂态过程直接决定了其分断特性和过电压特征。为解决现有真空断路器模型难以同时对其弧后过程和高频特性仿真的问题,该文搭建了融合连续过渡模型和Helmer模型的真空断路器开断模型,并通过试验和计算确定其仿真参数。以切除35kV系统用并联电抗器为例,研究该真空断路器融合模型与连续过渡模型和Helmer模型计算结果的差异。结果表明,融合模型能够同时考虑弧后介质恢复过程中重击穿和冷间隙重击穿现象;其弧后参数计算与连续过渡模型基本一致,高频开断特性和Helmer模型较为接近。通过分析高频开断过程中的鞘层生长和重击穿情况,可以得到引起真空断路器高频重击穿的主要原因。该文仿真结果验证了所提出的真空断路器开断模型的准确性,可为真空断路器高频分断条件下的弧后鞘层发展分析和重击穿原因判断提供参考。

关键词：真空断路器高频过电压真空电弧鞘层瞬态恢复电压