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基于模拟月壤的贯入模块化试验

地球科学 2024年第3期49卷 1052-1065页

作者：胡定坤李谦吕嘉航邹欣悦罗浩天成都理工大学环境与土木工程学院四川成都610059

为了解采样机具与模拟月壤间的相互作用,同时验证月壤采样机具模块化建模的可行性.基于中国地质大学(武汉)研制的CUG-1A型模拟月壤,开展不同条件下机具贯入力载的试验研究,并依据试验结果建立理论模型进行验证.各机具在浅层模拟月壤贯... 详细信息

为了解采样机具与模拟月壤间的相互作用,同时验证月壤采样机具模块化建模的可行性.基于中国地质大学(武汉)研制的CUG-1A型模拟月壤,开展不同条件下机具贯入力载的试验研究,并依据试验结果建立理论模型进行验证.各机具在浅层模拟月壤贯入阻力平均增长率为19.9%,次浅层提升至38.18%,深层出现陡增达到63.43%;贯入速度对贯入阻力的平均误差为2.5%;不同入土角度下贯入阻力的平均增长率为62.85%;不同截面机具贯入阻力随截面面积增长而增长,值近似为1∶2∶3∶4.同时进行了机具结构模块化验证,理论模型与试验结果吻合度在85%以上.采样机具所受贯入阻力与贯入深度、方式和机具结构明显相关,可建立模块化理论模型准确预估不同条件机具的贯入阻力.

关键词：表层贯入模块化贯入阻力机土作用模拟月壤土力学工程地质

基于改进PSO-RBF神经网络的三维边坡可靠度分析

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地球科学 2024年第5期49卷 1706-1721页

作者：彭宗桓盛建龙叶祖洋袁乾峰武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081

三维边坡模型能真实反映边坡空间效应,提升边坡可靠度计算精度,然而由于三维边坡模型计算量庞大且安全系数缺少显示表达,边坡可靠度分析主要以二维简化模型为主,针对三维边坡可靠度分析的研究仍存在不足.提出一种基于Spencer方法、自适... 详细信息

三维边坡模型能真实反映边坡空间效应,提升边坡可靠度计算精度,然而由于三维边坡模型计算量庞大且安全系数缺少显示表达,边坡可靠度分析主要以二维简化模型为主,针对三维边坡可靠度分析的研究仍存在不足.提出一种基于Spencer方法、自适应变异粒子群优化算法(PSO)和径向基函数神经网络(RBF)的三维边坡可靠度分析方法.通过对传统PSO算法引入变异算子,改善了其搜索精度较低、后期迭代效率不高等缺点.以三维Spencer方法为基础,结合改进PSO算法与RBF神经网络构建三维边坡安全系数的计算模型进行可靠度分析,实现三维边坡功能函数的显示化,通过标椎椭球滑体可靠度分析,验证了该方法相较于传统方法计算精度和效率的提升;进一步研究了卡基娃左岸边坡减载开挖过程稳定性及可靠度的变化规律,结果表明:削坡减载作用后有效提升了边坡的稳定性,边坡失效概率减小了近2个数量级.

关键词：三维边坡稳定可靠度粒子群优化算法神经网络岩土工程工程地质

考虑注意力机制的新型深度学习模型预测滑坡位移

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地球科学 2024年第5期49卷 1665-1678页

作者：郭子正杨玉飞何俊黄达河北工业大学土木与交通工程学院天津300401 长安大学土木工程与测绘学院陕西西安710054

现有的基于数据驱动的滑坡位移预测模型大多是基于时间序列数据的单点建模,不能考虑整个边坡的变形相关性和滑坡变形的全局建模.为了克服这一缺点,本研究提出了一种基于时空注意(spatial-temporal attention,STA)机制的深度学习模型,该... 详细信息

现有的基于数据驱动的滑坡位移预测模型大多是基于时间序列数据的单点建模,不能考虑整个边坡的变形相关性和滑坡变形的全局建模.为了克服这一缺点,本研究提出了一种基于时空注意(spatial-temporal attention,STA)机制的深度学习模型,该模型将卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与长短时记忆(long short-term memory)神经网络相结合.通过CNN和卷积注意力模块提取滑坡位移的空间变形特征,利用时间注意机制和LSTM模型从外部因素的时间序列数据中捕获重要的历史信息.注意力机制输出的注意权重值可以揭示滑坡变形的时间-空间特征.以三峡库区泡桐湾滑坡为例,对该模型的性能进行了验证.结果表明,STA-CNN-LSTM模型预测的均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)与传统灰狼算法优化的支持向量机(GWO-SVM)模型相比分别下降了9.28%和13.88%.模型因子权重计算结果表明,在监测期内随着时间的推移,降雨对泡桐湾滑坡变形的影响逐渐增加,而库水位的影响逐渐减小.

关键词：滑坡滑坡位移预测深度学习注意力机制权重三峡库区工程地质

含有3,4-二氯苯基的酰胺类化合物的合成及抗肿瘤活性研究

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有机化学 2024年第1期44卷 232-241页

作者：王博珍张婕粘春惠金茗茗孔苗苗李物兰何文斐吴建章温州医科大学附属眼视光医院浙江温州325027 温州医科大学药学院浙江温州325035 温州医科大学附属第一医院浙江温州325035

为了寻找高效抗肿瘤活性化合物,根据药物化学拼合原理,在姜黄素骨架中引入酰胺键和3,4-二氯取代,设计并合成了19个新型含有3,4-二氯苯基的酰胺类化合物.用噻唑蓝比色法(MTT)检测化合物对AGS和BGC-823胃癌细胞的体外抗肿瘤活性.结果表明... 详细信息

为了寻找高效抗肿瘤活性化合物,根据药物化学拼合原理,在姜黄素骨架中引入酰胺键和3,4-二氯取代,设计并合成了19个新型含有3,4-二氯苯基的酰胺类化合物.用噻唑蓝比色法(MTT)检测化合物对AGS和BGC-823胃癌细胞的体外抗肿瘤活性.结果表明,部分化合物表现出良好的抑制胃癌细胞生长的活性,其中(2E)-3-(3,4-二氯苯基)-1-(2-{3-[4-(三氟甲基)苯基]丙酰基}乙氮基)丙-2-烯-1-酮(17)对AGS细胞的半数抑制浓度(IC50)值为(1.94±0.94)μmol/L.此外,细胞集落形成、划痕、流式细胞术以及蛋白质印迹(Western blot)实验结果表明,化合物17能明显抑制AGS细胞的生长和迁移,阻滞细胞周期于G0/G1期,并诱导促凋亡相关蛋白多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶降解产物(CleavedPARP)及Bcl-2相关X蛋白(Bax)呈剂量依赖性上调,诱导抗凋亡蛋白Bcl-2下调,从而诱导细胞凋亡.初步的机制研究显示,化合物17可能通过抑制双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶1A(DYRK1A)-蛋白激酶B(PKB,AKT)信号通路起到体外抗胃癌作用.综上所述,研究结果表明含有3,4-二氯苯基的酰胺类化合物可能是一类有药用研究前景的小分子化合物,化合物17有望成为一种抗肿瘤候选化合物.

关键词：姜黄素类似物 3,4-二氯苯基酰胺键合成抗肿瘤活性

镍基高温合金中S元素对基体与热障涂层界面稳定性的影响

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金属学报 2024年第9期60卷 1250-1264页

作者：王京京姚志浩张鹏赵杰张迈王蕾董建新陈迎北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 北京科技大学物理系北京100083 Fracture and Reliability Research Institute Tohoku University6-6-11 Aramakiaza-AobaAoba-kuSendai 980-8579Japan

镍基高温合金中的S元素会对合金性能产生负面影响,在服役过程中含S体系的界面处会发生氧化膜剥落等现象,进而导致合金发生失效。本工作利用第一性原理计算,围绕S元素在镍基高温合金及其涂层的偏聚现象,研究了S元素对合金及NiAl涂层的影... 详细信息

镍基高温合金中的S元素会对合金性能产生负面影响,在服役过程中含S体系的界面处会发生氧化膜剥落等现象,进而导致合金发生失效。本工作利用第一性原理计算,围绕S元素在镍基高温合金及其涂层的偏聚现象,研究了S元素对合金及NiAl涂层的影响机制。分析了Ni_(3)Al/NiAl、NiAl/Al_(2)O_(3)的纯净界面和含S元素界面2种模型的界面黏附功、偏聚能及界面电荷情况。结果表明,合金中含S元素的体系界面黏附功变小,进而降低了界面稳定性;S元素在各自的体系内均有向界面偏聚的倾向。通过分析其界面电子结构(如二次差分电荷密度、Bader电荷、局域电子密度、态密度等)的演变,发现S元素的存在会减弱界面附近的键合,进而降低局部连接的紧密性。最后揭示了S元素对体系界面稳定性的影响机制。

关键词：镍基高温合金 S元素界面体系电子结构第一性原理计算

岩溶地下水系统冷泉和热泉的形成机制:以趵突泉群为例

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地球科学 2024年第8期49卷 2862-2878页

作者：康凤新隋海波郑婷婷徐秋晓山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590 山东省地质矿产勘查开发局八O一水文地质工程地质大队山东济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心山东济南250013 济南大学水利与环境学院山东济南250022 山东省鲁南地质工程勘察院山东济宁272100

岩溶地下水和地热水分别是中国北方重要的供水水源和供暖热源,但二者水力联系尚缺乏系统研究;为实现保泉、供水和地热清洁能源开发的三赢,通过含水层/热储层空间分布、同位素测年、水文地球化学场、水动力场、温度场特征及规律分析等方... 详细信息

岩溶地下水和地热水分别是中国北方重要的供水水源和供暖热源,但二者水力联系尚缺乏系统研究;为实现保泉、供水和地热清洁能源开发的三赢,通过含水层/热储层空间分布、同位素测年、水文地球化学场、水动力场、温度场特征及规律分析等方法,揭示了趵突泉泉域岩溶地下水流系统从浅、中循环子系统至深循环子系统,即岩溶地下水至冷泉和热泉的演变过程、驱动机制与响应机理.在地下水位高程差引起的重力势能差驱动下,岩溶地下水沿济南含水层系统从上游浅循环—开放式地下水动力系统,向中游中循环—半开放式地下水动力系统径流,径流途中在济南市区遇不透水的辉长岩体或石炭纪二叠纪砂岩页岩地层阻截,大部分地下水沿垂向强裂隙岩溶发育通道上涌、穿透第四纪砾岩或辉长岩体裂隙发育带喷出地表形成17~18℃的承压上升冷泉.一小部分地下水从深部穿过或从侧面绕过辉长岩体,沿裂隙岩溶通道继续向下游深循环运移,形成弱开放地热水动力系统;高大地热流传导聚热、深大断裂带/侵入岩体—灰岩接触带带状对流聚热、凸起区高热导率分流聚热、盖层低热导率保温聚热、地下水深循环运移传导—对流聚热等五元聚热驱动14~18℃的常温地下水演变为33~95℃的承压热泉(自流地热水).

关键词：冷泉热泉聚热演变过程驱动机制趵突泉水文地质

高温压缩变形Al-Zn-Mg-Cu合金动态再结晶后的{111}/{111}近奇异晶界

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金属学报 2024年第9期60卷 1165-1178页

作者：刘光辉王卫国 Gregory S Rohrer 陈松林燕童芳冯小铮周邦新福建理工大学晶界工程研究所福州350118 福建理工大学材料科学与工程学院福州350118 Department of Materials Science and Engineering Carnegie Mellon UniversityPittsburghPA15213-3890USA 上海大学材料研究所上海200072

提高{111}/{111}近奇异晶界比例可增强Al-Zn-Mg-Cu合金晶界腐蚀抗力,为了解此类晶界形成机理并探索其调控方法,本工作将470℃、12 h和520℃、6 h双级固溶及冷轧后再结晶的Al-Zn-Mg-Cu合金样品分别在450、480和520℃进行应变速率为0.001 ... 详细信息

提高{111}/{111}近奇异晶界比例可增强Al-Zn-Mg-Cu合金晶界腐蚀抗力,为了解此类晶界形成机理并探索其调控方法,本工作将470℃、12 h和520℃、6 h双级固溶及冷轧后再结晶的Al-Zn-Mg-Cu合金样品分别在450、480和520℃进行应变速率为0.001 s^(-1)、真应变为1.20的压缩变形,压缩后立即水冷。采用电子背散射衍射和基于五参数分析的晶界界面匹配定量表征方法对上述3个样品的显微组织和晶界特征分布进行观察分析。结果表明,高温压缩后的显微组织不均匀,存在间隔分明的细晶组织和粗晶组织,其中细晶组织中的晶界以小角度晶界(LAGB)为主,粗晶组织中的晶界以大角度晶界(HAGB)为主;粗、细晶组织中的{111}/{111}近奇异晶界({111}/{111}-NSB)比例均随压缩温度的升高而增大,其中经520℃压缩的试样,其LAGB中的{111}/{111}-NSB占总晶界的比例为8.77%,HAGB中的{111}/{111}-NSB占总晶界的比例为4.53%。进一步考察各试样的应力-应变曲线以及450℃压缩30%时的显微组织特征可见,应变介于0.05~0.70为稳态流变阶段,主要发生初次动态再结晶(DRX),其主要由粗晶及其HAGB构成。应变介于0.70~1.20为二次硬化阶段,主要发生二次DRX,其中不连续DRX(DDRX)和连续DRX(CDRX)同时进行,且优先发生在某些微区;不论是DDRX因形核和核心长大生成的HAGB,还是CDRX因亚晶合并引入的LAGB,均使对应微区的晶粒细化,导致样品总体流变应力急剧上升。二次DRX阶段,CDRX行为随压缩温度的提高而增强,{111}/{111}-NSB比例也随之增加,特别是LAGB中的{111}/{111}-NSB比例快速增加。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金近奇异晶界晶界界面匹配连续动态再结晶

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可穿戴光谱传感器在医疗监测中的研究进展

分析化学 2024年第4期52卷 449-459页

作者：吴其献胡玉斐李攻科中山大学化学学院

可穿戴光谱传感器是一种由柔性衬底、传感及检测分析单元组成的一体化智能器件，能够无创或微创地对汗液、经皮气体、伤口分泌物、皮下间质液、泪液、呼出气和唾液等人体生理体液中的化学物质进行快速检测和实时跟踪，在药物分析、疾病... 详细信息

可穿戴光谱传感器是一种由柔性衬底、传感及检测分析单元组成的一体化智能器件，能够无创或微创地对汗液、经皮气体、伤口分泌物、皮下间质液、泪液、呼出气和唾液等人体生理体液中的化学物质进行快速检测和实时跟踪，在药物分析、疾病诊断及健康监测等领域中具有重要意义。本文总结了2016年以来可穿戴比色、荧光及表面增强拉曼散射传感器的研究概况，基于可穿戴光谱传感器的组成，综述了表皮、眼部及口部形式的可穿戴光谱传感器的研究进展，并分析了可穿戴光谱传感器未来发展面临的挑战及机遇，以期为可穿戴光谱传感器的设计和开发提供参考。

关键词：可穿戴传感器光谱疾病诊断健康监测评述

来源：博看期刊

基于摩擦角修正的异性岩石结构面抗剪强度准则

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地球科学 2024年第8期49卷 2826-2838页

作者：张志飞黄曼唐志成中国地质大学工程学院湖北武汉430074 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000

异性岩石结构面在三峡库区广泛发育,准确评估其峰值剪切强度对库区岩体稳定性评价至关重要.采用类岩石材料浇筑若干具有相同形貌、不同壁岩强度组合的异性结构面试块,在0.3~3.0 MPa常法向应力下开展直剪试验,并引入“壁岩强度组合系数... 详细信息

异性岩石结构面在三峡库区广泛发育,准确评估其峰值剪切强度对库区岩体稳定性评价至关重要.采用类岩石材料浇筑若干具有相同形貌、不同壁岩强度组合的异性结构面试块,在0.3~3.0 MPa常法向应力下开展直剪试验,并引入“壁岩强度组合系数λ”来表征岩石抗压强度和基本摩擦角对异性结构面峰值剪切强度的综合影响.结果表明,异性结构面的峰值剪切强度随λ的增加而呈非线性降低,降低程度主要受粗糙度控制,而与法向应力关系不明显.采用简单幂函数分析了峰值摩擦角与λ之间的关系,并在此基础上建立含三维形貌参数的异性岩石结构面抗剪强度经验准则.最后,利用在三峡库区采集的天然样品进一步验证了新准则对天然异性岩石结构面峰值剪切强度评估的可靠性.新准则可在一定程度上为三峡库区含异性结构面的岩体稳定性评价提供理论依据.

关键词：异性岩石结构面抗剪强度准则三维形貌参数壁岩强度组合系数工程地质