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急倾斜巨厚煤层复杂空间结构区微震时空演化规律及诱冲机理

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1786-1803页

作者：崔峰张随林刘旭东来兴平姬松涛冯攀飞贾冲陆长亮王昊西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710021 国家能源集团新疆能源公司乌东煤矿新疆乌鲁木齐830000

煤矿冲击地压灾害的发生与空间结构密切相关,尤其在复杂空间结构区灾害发生更频繁。掌握煤层开采复杂空间结构区煤岩灾变规律并揭示其发生机制对于冲击地压防控具有重要意义。以乌东煤矿为研究背景,采用数值模拟、微震监测、理论分析等... 详细信息

煤矿冲击地压灾害的发生与空间结构密切相关,尤其在复杂空间结构区灾害发生更频繁。掌握煤层开采复杂空间结构区煤岩灾变规律并揭示其发生机制对于冲击地压防控具有重要意义。以乌东煤矿为研究背景,采用数值模拟、微震监测、理论分析等方法,研究了岩柱应力异常尺寸效应,分析了复杂空间结构区微震时空演化规律,揭示了复杂空间结构下冲击地压发生机理,评估了煤层开采不同区域的冲击危险性。研究结果表明:①急倾斜岩柱厚度更窄、出露高度更大其撬动效应更强,岩厚变异应力异常形成5个分区。②岩柱厚度更窄区域微震频次更多,能量更高,时空活动度更强,离散性更高。高应力区、应力梯度区、应力平稳区依次呈现“低频次-高能量”、“高频次-高能量”、“低频次-低能量”的微震响应特征。③特殊空间结构区域微震事件簇集且能级增大,时空活动度及离散性陡增,尤其在结构边缘该特征更明显,能量积聚及释放速率增大,冲击地压发生的概率及强度更高。位于岩柱更窄区域的特殊空间结构内微震活动更剧烈。④岩柱厚度越窄(煤柱高度越大)则岩柱向深的弯矩及能量增长速率越快,冲击危险性更高。依据结构面强度效应推断出断裂带发生滑移错动,是能量积聚与释放的优势区域。揭示冲击地压发生机理为高静载及低临界载荷共同作用,基于应力集中特征评估煤层开采不同区域的冲击危险性。

关键词：急倾斜巨厚煤层复杂空间结构微震时空演化规律冲击地压

LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器剪切力学性能研究

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振动与冲击 2024年第10期43卷 268-278页

作者：连鸣戴柏豪李伟西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室西安710055

为了研究LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器(low yield point-web hourglass pin, LYP-WHP)在剪切荷载作用下的滞回性能与疲劳性能,对两个LYP-WHP试件分别进行了滞回加载与疲劳加载试验。基于试验结果,采用混合强化本构模型,通过ABAQUS软... 详细信息

为了研究LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器(low yield point-web hourglass pin, LYP-WHP)在剪切荷载作用下的滞回性能与疲劳性能,对两个LYP-WHP试件分别进行了滞回加载与疲劳加载试验。基于试验结果,采用混合强化本构模型,通过ABAQUS软件建立了12个LYP-WHP的足尺精细化数值模型,分别以阻尼器的内径、外径和耗能段长度为参数,研究以上参数对LYP-WHP在剪切荷载作用下LYP-WHP滞回性能的影响规律,推导了LYP-WHP的弹性刚度计算公式,并给出了初步确定LYP-WHP屈服力与屈服位移的方法,基于试验与数值分析结果,得到了LYP-WHP屈服后的刚度折减系数建议值。研究结果表明:在剪切位移下,LYP-WHP具有良好的滞回性能与疲劳性能;增大外径和内径可明显提高LYP-WHP的承载力、刚度和耗能能力,增大耗能段长度则会降低LYP-WHP的承载力、刚度和耗能能力;增大内径、外径使材料的利用率先增大后减小,增大耗能段长度则基本无影响;推导的LYP-WHP弹性刚度计算式可以较为准确地计算LYP-WHP的弹性刚度;基于该研究的分析结果,建议LYP-WHP的内径与外径比值取0.375~0.625,屈服后的刚度折减系数取0.11,得到了理论骨架曲线的计算式。

关键词：低屈服点钢(LYP) 锥形钢棒阻尼器(WHP) 参数分析滞回性能疲劳性能

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长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型

交通运输工程学报 2024年第3期24卷 69-81页

作者：王春生张静雯谭晨欣段兰王一伟长安大学公路学院陕西西安710064

基于桥梁全寿命周期成本分析理论,系统归纳了长寿命耐候钢桥各阶段成本组成特点,明确了长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估内容与特征参数,给出了长寿命耐候钢桥成本计算基本假设;从免涂装耐候钢桥与涂装钢桥成本差异出发,对比分析了2... 详细信息

基于桥梁全寿命周期成本分析理论,系统归纳了长寿命耐候钢桥各阶段成本组成特点,明确了长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估内容与特征参数,给出了长寿命耐候钢桥成本计算基本假设;从免涂装耐候钢桥与涂装钢桥成本差异出发,对比分析了2种钢桥建设阶段、运营阶段成本计算方法,建立了长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型;以中国3座长寿命免涂装耐候钢组合梁桥为例,计算了长寿命耐候钢桥全寿命周期各阶段成本,明确了涂装、维护方案对长寿命耐候钢桥全寿命周期成本经济性的参数化影响,分析了长寿命免涂装耐候钢桥全寿命周期成本经济性优势。研究结果表明:免涂装耐候钢桥与涂装钢桥成本差异主要体现在钢材与焊接材料价格、锈层检测成本、涂装维护成本与由此产生的环境及用户成本;与4种涂装钢桥相比,免涂装耐候钢桥全寿命周期成本减少11%~21%,在全寿命周期具有显著的经济性优势;水洗周期对成本具有显著影响,水洗周期从每6年1次增加到每年1次时,增加成本占全寿命周期成本差比的5%~11%;当免涂装耐候钢桥涂装面积达70%左右时,其全寿命周期成本大于涂装钢桥。长寿命耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型可为桥梁方案设计与技术经济性比选提供依据,从而促进长寿命耐候钢桥的推广应用。

关键词：桥梁工程长寿命免涂装耐候钢桥全寿命周期经济性评估模型参数化分析

秦岭陕西段农业碳排放时空分布特征与低碳化水平评价

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西北农林科技大学学报（社会科学版） 2024年第3期24卷 140-148页

作者：徐薇毛永亮衡筱西安文理学院生物与环境工程学院西安710065 西北农林科技大学经济管理学院陕西杨凌712100

秦岭陕西段不同地区农业碳排放的时空分布特征与低碳化发展水平对我国如期完成“双碳”目标具有重要的战略意义。将秦岭陕西段6市农业作为研究单元,首先,从农作物耕作活动碳排放、畜牧养殖碳排放和农田土壤碳排放3个维度构建农业碳排放... 详细信息

秦岭陕西段不同地区农业碳排放的时空分布特征与低碳化发展水平对我国如期完成“双碳”目标具有重要的战略意义。将秦岭陕西段6市农业作为研究单元,首先,从农作物耕作活动碳排放、畜牧养殖碳排放和农田土壤碳排放3个维度构建农业碳排放衍生指标体系,以此测算秦岭陕西段6市的农业碳排放量;其次,对农业碳排放时空分布特征进行分析,采用TOPSIS法对各地农业低碳化水平进行评价。结果显示,秦岭陕西段农业碳排放量时间上呈上升趋向,空间上分为4个区域,即商洛与安康处于轻型区域,汉中、西安属于中型区域,宝鸡属于重型区域,渭南处于超重型区域。2003-2022年间各地农业低碳化水平处于较低水平的是渭南,较高水平是商洛、安康与汉中。

关键词：农业碳排放时空分布特征低碳化化水平 TOPSIS法

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基于对称双环嵌套管的低损耗弱耦合六模空芯负曲率光纤

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物理学报 2024年第7期73卷 90-103页

作者：惠战强刘瑞华高黎明韩冬冬李田甜巩稼民西安邮电大学电子工程学院西安710121 西安市微波光子与光通信技术重点实验室西安710121

本文设计了一种具有对称双环嵌套管结构的新型低损耗少模空芯负曲率光纤,该光纤支持LP_(01),LP_(11),LP_(21),LP_(02),LP_(31a),LP_(31b)共6种纤芯模式.所设计的光纤以SiO(_2)作为基底材料,采用特殊的对称双环嵌套结构将包层区域进行划... 详细信息

本文设计了一种具有对称双环嵌套管结构的新型低损耗少模空芯负曲率光纤,该光纤支持LP_(01),LP_(11),LP_(21),LP_(02),LP_(31a),LP_(31b)共6种纤芯模式.所设计的光纤以SiO(_2)作为基底材料,采用特殊的对称双环嵌套结构将包层区域进行划分,能够有效地减小纤芯模式与包层模式的耦合.使用有限元法对该少模空芯负曲率光纤的结构参数进行优化,并分析了纤芯各个模式的限制损耗和弯曲损耗.仿真结果表明,所提出的少模空芯负曲率光纤能够同时支持弱耦合的6种纤芯模式独立传输(相邻模式间的有效折射率差均大于10~(–4),有效地避免了纤芯内模式间的耦合).在400 nm带宽(1.23—1.63μm,覆盖O,E,S,C,L波段)范围内,纤芯中的6个模式均保持低损耗稳定传输.各模式限制损耗在1.4μm处达到最低,其中基模LP_(01)模式的限制损耗最低,为4.3×10^(–7)d B/m.此外,当弯曲半径为7 cm时,各模式在一定工作波长范围内均保持低弯曲损耗传输.公差分析表明,当结构参数偏移±1%时,该少模空芯负曲率光纤仍然可以保持低损耗弱耦合的传输特性.

关键词：空芯负曲率光纤少模光纤限制损耗弯曲损耗

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低冷量下强化CO_(2)吸收的甲醇基纳米流体性能

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化工进展 2024年第5期43卷 2811-2822页

作者：武西宁张宁秦佳敏徐龙魏朝阳马晓迅西北大学化工学院碳氢资源清洁利用国际科技合作基地陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心陕西省洁净煤转化工程技术研究中心陕北能源化工产业发展协同创新中心陕西西安710127

冷甲醇洗法捕集CO_(2)技术要求低温环境,需要大量的冷冻能量,能耗较大。在吸收剂中引入纳米颗粒,可以有效提高气液传质速率,降低能耗。本研究旨在开发冷量需求少,吸收、解吸性能提升的甲醇基纳米流体。实验分别考察了纳米颗粒种类、固... 详细信息

冷甲醇洗法捕集CO_(2)技术要求低温环境,需要大量的冷冻能量,能耗较大。在吸收剂中引入纳米颗粒,可以有效提高气液传质速率,降低能耗。本研究旨在开发冷量需求少,吸收、解吸性能提升的甲醇基纳米流体。实验分别考察了纳米颗粒种类、固含量、尺寸,表面活性剂含量、操作温度和初始CO_(2)浓度等因素对吸收剂捕集CO_(2)性能的影响及机理。结果表明,在0.2~1.0g/L的TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)纳米流体中,0.4g/L的TiO_(2)-甲醇纳米流体的CO_(2)吸收、解吸增强效果最佳。向其中添加0.10%(质量分数)聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)后,纳米流体的吸收、解吸增强效果达到最大,且在5次循环后仍呈现良好增强效果。此外,本文对纳米流体增强吸收的机理进行了深入分析,提出了一个经验公式来预测TiO_(2)-甲醇纳米流体的增强因子E和最佳固含量。

关键词：二氧化碳捕集鼓泡反应器模型纳米流体低冷量供给传质增强

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含端壁涡轮导叶红外测温的误差影响机理研究

红外与激光工程 2024年第1期53卷 101-113页

作者：翟颖妮梁智杰孟宪龙刘存良西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

由于涡轮叶片所处的工作环境复杂,受到壁面及燃气辐射干扰,导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况,采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典... 详细信息

由于涡轮叶片所处的工作环境复杂,受到壁面及燃气辐射干扰,导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况,采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典同心球模型进行了角系数,有效辐射等可靠性验证计算,验证方法可靠。基于该方法进行了端壁与涡轮导叶各网格单元的角系数,叶片表面间的辐射换热计算,输出涡轮导叶的表面辐射特性分布,运用玻耳兹曼定律反推导出该工况涡轮导叶所受到的辐射能流分布情况;计算分析了不同误差影响机理下,含端壁的涡轮导叶温度误差分布情况,探明了热辐射环境下对叶片表面辐射特性的影响。结果表明:当进口黑体辐射温度在1 400~1 800 K之间,进口辐射强度是对叶片换热影响最大的因素;利用有效辐射和所计算的误差分布可知,进口辐射温度影响区域主要是叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.82%;通过有效辐射及误差分布可见,出口黑体辐射温度的变化对于涡轮导叶的影响较小,受温度影响区域也主要为叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.35%;叶片表面发射率与温度成正相关,当叶片表面发射率增大时,叶片表面温度随之均匀升高,在真实工况下,叶片材料物性的改变较小,在发动机设计中可以近似忽略由于叶片温度变化导致物性参数改变带来的影响。

关键词：涡轮叶片数值模拟辐射换热计算辐射特性反射辐射角系数

漆酚聚合固化技术及其功能聚合物应用研究进展

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林产化学与工业 2024年第1期44卷 129-137页

作者：李东旭张娟妮张婷婷李艳薛兴颖齐志文中华全国供销合作总社西安生漆涂料研究所陕西西安710061 中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏南京210042

漆酚作为常见的植物来源多酚之一,是漆树分泌物生漆经分离纯化得到的,结构中含有苯环、邻/间位双酚羟基和长(不)饱和烷烃侧链(C_(15)~C_(20))等活性基团。近年来,漆酚在膜功能材料技术中的应用研究进展迅速,特别是通过化学聚合固化技术... 详细信息

漆酚作为常见的植物来源多酚之一,是漆树分泌物生漆经分离纯化得到的,结构中含有苯环、邻/间位双酚羟基和长(不)饱和烷烃侧链(C_(15)~C_(20))等活性基团。近年来,漆酚在膜功能材料技术中的应用研究进展迅速,特别是通过化学聚合固化技术制备漆酚功能聚合物,在膜表面/界面工程、胶黏剂、止血剂等领域应用较广,是实现生漆资源化和提质增效利用的重要途径之一。本文综述了近期国内外关于漆酚聚合固化机理,以及加热固化、紫外光固化、漆酶仿生催化、金属配位螯合、有机共混交联、溶胶-凝胶反应、静电纺丝等漆酚固化聚合技术;总结了漆酚功能聚合物在防腐涂层、疏水涂层、止血抑菌涂层等功能材料应用中取得的研究进展和存在的主要问题,为生漆漆酚功能材料商业化应用提供理论依据和发展方向。

关键词：生漆漆酚聚合固化机理和技术功能材料

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纤维改性水泥基材料研究进展:水泥稳定基层

硅酸盐通报 2024年第9期43卷 3479-3493页

作者：陈峰仪珂王朝辉党武娟屈希峰陕西交通技术咨询有限公司西安710068 长安大学公路学院西安710064

为进一步提升路面半刚性基层抗裂性,促进纤维水泥稳定基层材料应用与发展,本文系统梳理了水泥稳定基层用纤维类型及其物化特性,厘定了水泥稳定基层用纤维适宜长度及掺量,对比评价了不同类型纤维水泥稳定基层力学性能和变形特性,并进一... 详细信息

为进一步提升路面半刚性基层抗裂性,促进纤维水泥稳定基层材料应用与发展,本文系统梳理了水泥稳定基层用纤维类型及其物化特性,厘定了水泥稳定基层用纤维适宜长度及掺量,对比评价了不同类型纤维水泥稳定基层力学性能和变形特性,并进一步分析了纤维水泥稳定基层增韧抗裂机理。结果表明:聚酯纤维长度及掺量最大,分别集中于15~50 mm、0.06%~0.08%(质量分数);经纤维改性后水泥稳定基层力学性能及变形特性明显改善,其中,聚乙烯醇(PVA)纤维水泥稳定基层28 d无侧限抗压强度提升程度达6%~34%,聚丙烯纤维水泥稳定基层及PVA纤维水泥稳定基层28 d劈裂强度提升程度均值分别为30%、18%;此外,聚丙烯纤维对水泥稳定基层28 d干缩系数改善效果最优,可降低18%~37%,而PVA纤维水泥稳定基层28 d温缩系数降低程度均值为23%,90 d龄期温缩系数降低程度集中于6%~22%,均处于较高水平;分析纤维水泥稳定基层材料增韧原理可知,纤维主要通过桥接作用削弱基层内部应力集中现象,延缓裂缝发展。

关键词：道路工程纤维水泥稳定基层力学性能变形特性增韧机理

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