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Thermal effects on prediction accuracy of dense granite mechanical behaviors using modified maximum tangential stress criterion

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2023年第7期15卷 1734-1748页

作者： gan feng Chun Zhu Xiaochuan Wang Shibin Tang College of Water Resource and Hydropower Sichuan UniversityChengdu610065China Key Laboratory of Deep Earth Science and Engineering(Sichuan University) Ministry of EducationChengdu610065China Hubei Key Laboratory of Waterjet Theory and New Technology Wuhan UniversityWuhan430072China School of Earth Sciences and Engineering Hohai UniversityNanjing210098China State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering Dalian University of TechnologyDalian116024China

Thermally-induced changes in the fracture properties of geological reservoir rocks can influence their stability,transport characteristics,and performance related to various deep subsurface energy projects.The modified maximum tangential stress(MMTS)criterion is a classical theory for predicting the fracture instability of rocks.However,there is a lack of research on the accuracy of MMTS theory when rocks are subjected to different temperatures.In this study,mechanical theoretical analysis and failure and fracture mechanics experiments of granite under the influence of temperatures ranging from 20℃to 600℃are carried out.The results showed that the theoretical estimated value of MMTS differs significantly from the experimental data at 20℃-600℃.The Keff/KIC ratio is less than the experimental test value due to the critical crack growth radius(rc)estimated by the conventional method being larger than the critical crack growth radius(rce)derived from the experimental data.Varied temperatures affect the fracture process zone size of fine-grained,compact granite,and the MMTS theoretical estimation results.Therefore,it is essential to modify the critical crack growth radius for MMTS theory to accurately predict the fracture characteristics of thermally damaged rocks.In addition,the variation of the rock’s me-chanical properties with temperature and its causes are obtained.Between 20℃and 600℃,the mode-Ⅰ,mode-Ⅱ,and mixed-mode(a-30℃and 45℃)fracture toughness and Brazilian splitting strength of the granite decrease by 80%and 73%,respectively.When the rock is heated above 400℃,its deterioration is mainly caused by a widening of its original cracks.

关键词： Underground geotechnical engineering Hot dry rock(HDR) Geothermal temperature Fracture behavior

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Development of an ultra-high-pressure rotary combined dynamic seal and experimental study on its sealing performance in deep energy mining conditions

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Petroleum Science 2022年第3期19卷 1305-1321页

作者： Wei Huang gan feng Hui-Lan He Jian-Zhong Chen Jiu-Quan Wang Zhao Zhao Key Laboratory of Deep Earth Science and Engineering(Sichuan University) Ministry of EducationSichuan UniversityChengdu610065SichuanChina School of Mechanical Engineering Sichuan UniversityChengdu610065SichuanChina College of Water Resource&Hydropower Sichuan UniversityChengdu610065SichuanChina Jin Shi Drill Tech Co. LtdTangshan063004HebeiChina Pingdingshan Tianan Coal Mining Co. LTD.Pingdingshan467000HenanChina Xi'an Research Institute China Coal Technology&Engineering Group CorpXi'an710077ShaanxiChina

With the continuous development of deep oil and gas,minerals,geothermal resources,and other resources,there are increasingly more stringent requirements for equipment.In particular,the ultra-highpressure dynamic seals of deep mining device need to be developed.Therefore,considering the use of dynamic seals in unique deep mining environments,an ultra-high-pressure rotating combined dynamic seal was designed and developed and its sealing performance was experimentally measured and analyzed.The results show that the experimental device can operate stably under a pressure of up to150 MPa and a rotating speed of 76 r/min,and can also operate normally under a rotating speed of up to 140 r/min and a sealing pressure of 120 MPa.During the operation of the ultra-high-pressure rotating combined dynamic seal,the sealing ring does not show obvious damage,which vouches for its sealing performance.No leakage of flow and pressure was detected in the all seal structures within the sealing pressure range of 0-150 MPa.Therefore,the dynamic sealing performance of the device is intact under ultra-high-pressure conditions and can be applied in deep mining environments at a certain depth.The research and development of this device can aid future deep energy exploration and exploitation.

关键词： Deep energy exploitation Ultra-high-pressure Rotating combination dynamic seal Development of test equipment

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Effects of sub-/super-critical CO_(2)on the fracture-related mechanical characteristics of bituminous coal

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Frontiers of Earth Science 2023年第3期17卷 760-775页

作者： Zedong SUN Hongqiang XIE gan feng Xuanmin SONG Mingbo CHI Tao MENG Bole SUN Key Laboratory of In-situ Property Improving Mining(Ministry of Education) Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering College of Water Resource&HydropowerSichuan UniversityChengdu610065China College of Coal Engineering Shanxi Datong UniversityDatong 037003China State Key Laboratory of Water Resource Protection and Utilization in Coal Mining Beijing 102200China School of Chemical and Biological Engineering Taiyuan University of Science and TechnologyTaiyuan 030024China China Railway Third Bureau Group Co. Ltd.Taiyuan 030001China

Injecting carbon dioxide CO_(2)into a coal seam is an important way to improve coalbed methane recovery and to store geological carbon.The fracture mechanical characteristics of bituminous coal determine the propagation and evolution of cracks,which directly affect CO_(2)storage in coal seams and the efficiency of resource recovery.This study applied CO_(2)adsorption and three-point bending fracture experiments using bituminous coal samples in a gaseous state(4 MPa),subcritical state(6 MPa),and supercritical state(8 and 12 MPa)to investigate the influence of CO_(2)state and anisotropy on the fracture-related mechanical response of bituminous coal.The results show that the change in mechanical properties caused by CO_(2)adsorption is CO_(2)state-dependent.The supercritical CO_(2)adsorption at 8 MPa causes the largest decrease in the mode-I fracture toughness(KIC),which is 63.6%lower than the toughness before CO_(2)adsorption.The instability characteristics of bituminous coal show the transformation trend of“sudden-gradual-sudden fracture”.With or without CO_(2)adsorption,the order of the KIC associated with three types of bituminous coal specimens is crack-divider type>crack-arrester type>crack-short transverse type.Phenomenologically,the fracture toughness of bituminous coal is positively correlated with its specific surface area and total pore volume;the toughness is negatively correlated with its average pore size.

关键词： energy development CO_(2)geological storage rock mechanics bituminous coal

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博物馆数字化的公共性机理、风险识别与全流程保护

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江苏社会科学 2024年第3期 213-222页

作者：宋芳斌甘锋南京理工大学设计艺术与传媒学院东南大学艺术学院国家文化与旅游行业智库东南大学中国艺术发展评价研究院

博物馆没有被互联网取代,但正在被数字化重新配置,进而呈现出数字式的公共性机理,可将其类型化为数据化下的可及性、场景性中的体验感等。其中存在数据泄露、数据被篡改影响版权认定、虚拟现实成瘾,以及侵害相关主体权益等风险。为化解... 详细信息

博物馆没有被互联网取代,但正在被数字化重新配置,进而呈现出数字式的公共性机理,可将其类型化为数据化下的可及性、场景性中的体验感等。其中存在数据泄露、数据被篡改影响版权认定、虚拟现实成瘾,以及侵害相关主体权益等风险。为化解上述风险,全流程保护模式成为可行方案之一。在国家政策规范的支持下,全流程保护因基于预防性理念预判风险并予及时化解而具有可行性;博物馆数字化过程中风险的多样性、多变性等特征,使全流程保护具有必要性。实现全流程保护要从如下几方面着力:馆藏文物数据化过程中的重点是保护数据安全、展示(览)阶段应注重版权保护、沉浸式体验中应注重保护博物馆与用户的权益。

关键词：博物馆数字化全流程保护可及性场景性数据化

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环鄱阳湖城市群景观格局变化与人为干扰的关系研究

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环境工程技术学报 2024年第2期14卷 601-611页

作者：彭锦臣叶长盛甘凤东华理工大学地球科学学院

探讨景观格局演变与人为干扰的关系,可为区域景观格局优化及生态可持续发展提供理论基础。以环鄱阳湖城市群为例,分析其2000—2020年土地利用景观格局时空变化特征,并运用景观格局指数、人为干扰度模型、双变量空间自相关方法探究人为... 详细信息

探讨景观格局演变与人为干扰的关系,可为区域景观格局优化及生态可持续发展提供理论基础。以环鄱阳湖城市群为例,分析其2000—2020年土地利用景观格局时空变化特征,并运用景观格局指数、人为干扰度模型、双变量空间自相关方法探究人为干扰度时空变化规律及其与景观格局变化过程的空间耦合关系。结果显示:2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用类型以耕地、林地为主,建设用地扩张迅速,面积增加18.85万hm^(2);斑块密度、香农多样性指数和分形维数呈上升趋势,平均斑块面积、蔓延度指数和聚合度指数呈下降趋势,景观破碎化程度增加。2000—2020年,环鄱阳湖城市群平均人为干扰度由0.4623增至0.4689,人为干扰较强的区域位于鄱阳湖平原,尤其以南昌市区、南昌县、鹰潭市区人为干扰较突出,且干扰度高值区范围不断扩大;干扰强度由中部向边缘逐渐减弱,低值区分布于鄱阳湖湖域,建设用地和耕地为干扰贡献主要类型;人为干扰度与斑块密度、蔓延度指数、香农多样性指数呈空间正相关,与平均斑块面积、聚合度指数呈空间负相关,表现出明显的空间异质性。

关键词：环鄱阳湖城市群景观格局人为干扰多尺度综合分析空间耦合

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Converting Thiophene in Simulated Coking Crude Benzene to N,N-Dimethyl-2-thiophenecarboxamide by Dimethylcarbamyl Chloride Under Mild Conditions

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Chemical Research in Chinese Universities 2019年第4期35卷 674-679页

作者： SHEN Xizhou SONG Hao FANG Liuya DENG Hang gan feng SHEN Zhi School of Chemical Engineering & Pharmacy Wuhan Institute of Technology Wuhan 430205 P. R. China Key Laboratory for Green Chemical Process Ministry of Education Wuhan Institute of Technology Wuhan 430073 P. R. China

Since the content of thiophene in coking crude benzene is high, it is necessary to remove it from coking crude benzene for efficient utilization. In this study, an important intermediate, N,N-dimethyl-2-thiophenecarboxamide, was synthesized from thiophene and dimethylcarbamyl chloride. The influences of the dosages of dimethylcarbamyl chloride and ZnCl2 catalyst, reaction temperature and time on the removal rate were further explored based on the reaction kinetics.The structure of the target product was characterized by means of MS,NMR and 13C NMR.The removal rate of thiophene was 98.14% after the reaction for 2 h and thiophene was almost removed after the reaction for 3 h under the optimal reaction conditions [a molar ratio of n(thiophene):n(dimethylcarbamyl chioride):w(ZnCl2)=1:12:10,300 r/min, 318 K and 101.325 kPa].The acylation of thiophene with dimethylcarbamyl chloride was approximately in accord with the first order kinetic equation at 303-323K.The activation energy was 53.9850 kJ/mol and the pre-exponential factor was 1.4521×10^9 h^-1.

关键词： Coking crude benzene F-C acylation Acyl chloride Thiophene Thiophene derivative

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Extractive Desulfurization from Simulated Sulfur-Rich Naphtha

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China Petroleum Processing & Petrochemical Technology 2019年第3期21卷 61-67页

作者： Shen Xizhou Li Zhiqiang Fang Liuya Song Hao gan feng Shen Zhi Lab of Petroleum Refining Wuhan Institute of Technology

Upon extractive desulfurization of sulfur-rich oil obtained after recycling raffinate,the effects of single and compound extractants,temperature,and extractant/oil ratio on desulfurization rate,oil loss rate,extractant loss rate,and selectivity coefficient were investigated.The results showed that the thiophene existing in the simulated sulfur-rich oil could be further removed by extraction.The single-stage desulfurization rates achieved by dimethyl sulfoxide(DMSO)and sulfolane(SF)were 53.51%and 47.36%,respectively,while the selectivity coefficient of SF was 1.13,which was higher than that of DMSO(with a selectivity coefficient of 1.04).For the compound extractant,a single-stage desulfurization rate of 49.59%and a selectivity coefficient of 1.40 were obtained by using DMSO+10%MEA as the extractant,which was higher than that of SF.Upon using 50%SF+50%DMSO as the extractant,the single-stage desulfurization rate reached 50.92%with a selectivity coefficient of 1.32.Based on the comprehensive consideration,the DMSO+10%MEA extractant was selected as the best extractant for treating the sulfur-rich oil.

关键词： extractive desulfurization simulated sulfur-rich oil dimethyl sulfoxide monoethanolamine

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2013年和2022年芦山地震序列断层面花状构造及其滑动特性研究

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2202-2219页

作者：靳志同万永革王福昌李枭冯淦许英才防灾科技学院河北三河065201 河北省地震动力学重点实验室河北三河065201 宁夏回族自治区地震局银川750001

芦山地区在2013年和2022年发生两次6.0级以上地震,本研究收集两次地震的余震序列,研究两次芦山地震发震断层的几何参数和滑动特性,并分析汶川地震和2013年芦山地震对2022年芦山地震的应力影响.得到以下结论:(1)基于收集到的两次芦山地... 详细信息

芦山地区在2013年和2022年发生两次6.0级以上地震,本研究收集两次地震的余震序列,研究两次芦山地震发震断层的几何参数和滑动特性,并分析汶川地震和2013年芦山地震对2022年芦山地震的应力影响.得到以下结论:(1)基于收集到的两次芦山地震序列的2531个地震事件的精确定位结果,采用模糊聚类方法,求解得到芦山地震序列的5个发震断层面位置及其走向和倾角,5个断层面在空间上呈花状构造分布.(2)基于收集和计算得到的该地区的127个震源机制中心解,求解得到该地区的构造应力场,得到芦山地区形成了SEE—NWW向挤压,垂直向拉张的以逆冲为主的应力状态.(3)通过将构造应力场投影到两次芦山地震发震断层上,得到这些发震断层面上均容易发生逆冲型破裂事件.(4)将求解的2022年芦山地震序列发震断层面形状和滑动特性作为接收断层参数,计算汶川地震和2013年芦山地震对2022年芦山地震序列的应力影响,结果显示汶川地震对2022年芦山地震序列发震断层面的活动性起到促进作用,而汶川地震和2013年芦山地震的共同作用,对2022年芦山地震序列发震断层面的活动性起到抑制作用,即2013年芦山地震的发生推迟了2022年芦山地震序列的发生.基于GPS观测的应变率得到,在汶川地震和2013年芦山地震的共同作用下,2022年芦山地震被推迟的时间约为5.2~10.5年.这些研究对研究龙门山推覆构造带南段的断层活动特性和地震危险性评估有一定意义.

关键词：芦山地震序列模糊聚类断层面估计断层面滑动特性地震应力影响

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人力资源管理信息系统与人工智能的融合研究

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科学与信息化 2024年第7期 184-186页

作者：郭润甘枫奚萍中国兵器工业信息中心北京 100089

信息技术和人工智能的发展推动了人力资源管理信息系统(HRMIS)与人工智能(AI)的融合.本研究探讨了HRMIS与AI融合的机会和挑战.通过文献综述和实证研究发现,融合可实现自动化招聘、智能培训和决策支持.然而,融合面临数据隐私和安全性、... 详细信息

信息技术和人工智能的发展推动了人力资源管理信息系统(HRMIS)与人工智能(AI)的融合.本研究探讨了HRMIS与AI融合的机会和挑战.通过文献综述和实证研究发现,融合可实现自动化招聘、智能培训和决策支持.然而,融合面临数据隐私和安全性、伦理问题及组织文化的挑战.未来,深度学习、人脸识别、自然语言处理和人机交互将推动HRMIS与AI的发展.本研究为该领域的发展提供了重要参考.

关键词：人力资源管理信息系统人工智能融合挑战人机互动

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我国地表水中多氯联苯的时空演变及管控策略

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3217-3225页

作者：高云泽杨超许梓尧 Gedion Tsegay Hailu 冯甘雨朱宁正孟祥周同济大学环境科学与工程学院长江水环境教育部重点实验室上海污染控制与生态安全研究院上海200092 污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 嘉兴同济环境研究院浙江嘉兴314033

基于文献调研和现场调查,系统探讨我国地表水体中多氯联苯(PCBs)的历史变化规律,分析典型湖泊(滇池和太湖)中PCBs的赋存特征及潜在来源,并剖析PCBs管控政策的有效性.结果表明,我国地表水环境PCBs污染水平呈现“M”形演变特征,分别在1930... 详细信息

基于文献调研和现场调查,系统探讨我国地表水体中多氯联苯(PCBs)的历史变化规律,分析典型湖泊(滇池和太湖)中PCBs的赋存特征及潜在来源,并剖析PCBs管控政策的有效性.结果表明,我国地表水环境PCBs污染水平呈现“M”形演变特征,分别在1930s和2000s达到峰值.全国地表水历史检出浓度最大值达到3110ng/L.目前环境浓度普遍较低但部分区域存在点源释放.潜在的PCBs污染来自于颜料/油漆行业、电子废物及医疗垃圾焚烧等.生态系统风险评价显示太湖水体中PCBs对水生生物健康存在负面效应,需要进一步强化PCBs的源头管控,从混合毒性当量角度制定水环境标准,提升水生生物多样性保护水平.

关键词：多氯联苯历史趋势污染现状生态风险管控策略

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