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碱激发高炉矿渣固化/稳定化Cr(VI)污染土试验研究

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岩土工程学报 2025年第1期47卷 57-64页

作者：张文杰金典郭兴璋李西斌台州学院建筑工程学院浙江台州318000 上海大学力学与工程科学学院上海200072 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 浙江农林大学风景园林与建筑学院浙江杭州311300

碱激发高炉矿渣(GGBFS)替代水泥(PC)用于污染土固化处置,具有能耗低、碳排放少的特点,同时GGBFS中含的还原性硫可以将铬(Cr)从六价还原成三价,从而显著提高固化/稳定化效率。使用碱激发GGBFS固化/稳定化总Cr含量2000mg/kg(其中Cr(Ⅵ)121... 详细信息

碱激发高炉矿渣(GGBFS)替代水泥(PC)用于污染土固化处置,具有能耗低、碳排放少的特点,同时GGBFS中含的还原性硫可以将铬(Cr)从六价还原成三价,从而显著提高固化/稳定化效率。使用碱激发GGBFS固化/稳定化总Cr含量2000mg/kg(其中Cr(Ⅵ)1210mg/kg)的污染土,并与PC固化进行对比。通过浸出毒性、固定效率和无侧限抗压强度分析处理效果,借助pH、还原效率、化学形态、矿物成分和微观图像分析揭示了相关机理。结果表明,GGBFS固化污染土的Cr浸出浓度明显低于PC固化土,GGBFS掺量20%,养护龄期28 d时总Cr和Cr(Ⅵ)浸出浓度分别降至2.12,1.09 mg/L,满足填埋场进场浓度限值要求,且GGBFS固化污染土的强度明显高于PC固化土;还原效率分析表明,GGBFS中的S^(2-)可以有效地将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),还原效率可达96.0%,从而很大程度上避免了Cr(Ⅵ)对水化过程的抑制作用,使用GGBFS固化/稳定化该含量的Cr(Ⅵ)污染土时不需额外添加还原剂;微观分析表明,与PC相比,GGBFS固化后更多不稳定态的Cr转化成稳定形态,Cr的迁移性显著降低,同时生成了更多水化凝胶,土颗粒胶结程度更高,因此具有更好的封固效果和更高强度。该研究为GGBFS固化/稳定化Cr(Ⅵ)污染土提供了科学依据。

关键词：粒化高炉矿渣 Cr(Ⅵ)污染土固化/稳定化浸出浓度还原效率

“测氡-磁”法探测小窑自然发火技术的应用研究

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煤炭科学技术 2025年

作者：胡相明洪海博董浩吴佰谦孙自超王伟张茜山东科技大学安全与环境工程学院山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地

山西小窑煤矿自然发火区域存在火源多且分布范围较广、火源位置隐蔽难以准确探测、漏风通道多、难以防治的实际问题。为了准确探测火源位置及范围，首先，从自然发火区域探测手段的探测机理开展研究，基于测氡法与磁法探测火区基础理论... 详细信息

山西小窑煤矿自然发火区域存在火源多且分布范围较广、火源位置隐蔽难以准确探测、漏风通道多、难以防治的实际问题。为了准确探测火源位置及范围，首先，从自然发火区域探测手段的探测机理开展研究，基于测氡法与磁法探测火区基础理论，提出了地面“测氡-磁”联合技术探测原理对小窑火源的位置与范围进行精确探测；其次，使用FD213α能谱氡测量仪和GSM-19T磁力仪现场采集小窑隐蔽火源数据，采用地面“测氡-磁”联合技术对采集数据处理分析，综合圈定小窑隐蔽火源的位置与范围，并利用井下测温与测气钻孔，结合初步探测结果和井下巷道分布情况，对火源位置进行了核实；最后采用钻孔注浆技术进行火区治理，并采取束管气体监测和复测氡法联合技术对火区治理效果进行检测。试验结果发现，井下测温与测气钻孔结果成功验证“测氡-磁”联合技术圈定的隐蔽火源的位置与范围，本次试验共圈定隐蔽火区面积约213m2；钻孔注浆火区治理工作累积充填材料约1862m3；治理效果检测表明圈定火区内部指标气体CO浓度降为0，氡浓度趋于正常水平，治理工作取得良好的效果。

关键词：小煤窑隐蔽火区火源测探磁法与测氡联用法钻孔注浆技术束管监测

一种基于等效声速迭代计算的深度测量误差修正模型

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声学技术 2025年

作者：童倩李倩倩罗宇彭东东朱金龙山东科技大学测绘与空间信息学院哈尔滨工程大学水声工程学院

传统的等效声速剖面法（ESSP）用一个积分面积相等的常梯度声速剖面代替实测复杂声速剖面，减小了波束归位的计算量。然而ESSP的定位精度会随入射角的增大而迅速降低，大入射角波束的测深精度不再满足相关测量规范要求。尤其在非平坦的... 详细信息

传统的等效声速剖面法（ESSP）用一个积分面积相等的常梯度声速剖面代替实测复杂声速剖面，减小了波束归位的计算量。然而ESSP的定位精度会随入射角的增大而迅速降低，大入射角波束的测深精度不再满足相关测量规范要求。尤其在非平坦的深海海底，边缘波束由于采用单一等效声速剖面产生不可忽略的精度损失。研究表明，对于大入射角波束，等效声速剖面法的定位误差随角度呈现明显的二次函数关系。因此针对倾斜深海海底，提出了一种基于等效声速迭代计算的误差修正经验模型，通过迭代计算等效声速剖面，同时利用经验模型分别对大入射角波束的垂向距和侧向距进行误差修正。仿真结果表明，相比于常梯度声线跟踪算法，文章提出的经验模型法可达到同等精度水平，并且计算效率提高29倍以上。该方法对多波束测深中海量波束脚印归位具有一定的应用价值。

关键词：等效声速剖面法声线跟踪大入射角深海误差修正多波束测深仪

4mm厚TC4-M钛合金激光切割工艺优化研究

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中国激光 2025年

作者：张雅徐文涛王春雨张献逢卿华谈敦铭王帅郑州大学力学与安全工程学院空军工程大学航空机务士官学校桂林电子科技大学材料科学与工程学院

随钛合金在航空领域的应用越来越广泛，为优化钛合金激光切割工艺，针对广泛使用的4mm厚TC4钛合金，选取了激光功率、离焦量、切割速度和辅助气体压力四个工艺参数，设计了单因素试验和四因素、五水平正交的激光切割试验，基于切缝宽度... 详细信息

随钛合金在航空领域的应用越来越广泛，为优化钛合金激光切割工艺，针对广泛使用的4mm厚TC4钛合金，选取了激光功率、离焦量、切割速度和辅助气体压力四个工艺参数，设计了单因素试验和四因素、五水平正交的激光切割试验，基于切缝宽度、挂渣高度和异常组织区宽度三个质量评价指标，研究了工艺参数对切割质量的影响规律，并建立回归方程，预测并验证了最优切割工艺。试验结果表明，对切缝宽度影响最显著的工艺参数为激光功率和离焦量，对挂渣高度影响最显著的参数为气体压力和激光功率，对异常组织区影响最显著的因素是切割速度和离焦量，建立的回归方程预测结果与验证试验结果吻合性好。

关键词：激光技术激光切割钛合金工艺参数显微组织

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煤体注水渗流模型构建及微观主控影响规律

工程科学学报 2025年第2期47卷 271-281页

作者：王恩茂王刚解树亮魏宏钊冯净梁瀚丹山东科技大学安全与环境工程学院青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛266590

煤层注水技术是目前矿井除尘的主要技术手段之一,起到润湿煤体、源头减尘的作用.但随着开采深度的增加,煤体孔隙率相对较低,极大影响煤层注水的润湿效果.因此,为了提高煤层注水的效果,结合煤体固有属性、孔隙尺度等影响因素,首先,引入... 详细信息

煤层注水技术是目前矿井除尘的主要技术手段之一,起到润湿煤体、源头减尘的作用.但随着开采深度的增加,煤体孔隙率相对较低,极大影响煤层注水的润湿效果.因此,为了提高煤层注水的效果,结合煤体固有属性、孔隙尺度等影响因素,首先,引入连通孔隙率,建立了包含孔喉、等效孔径、有效孔隙率、毛细管束、迂曲度、流动路径在内的渗流模型;其次,采用高精度射线显微镜(μ-CT)对内蒙古煤矿、同富新煤矿、梅花井煤矿、大黄山煤矿以及磁窖沟煤矿5个煤矿的不同变质程度煤进行扫描,三维重建可视化煤体微观有效孔隙结构,运用分形理论,提取煤体有效连通孔隙结构参数进行计算;再次,通过实验对5个煤矿不同变质程度的煤进行渗透率实测;最后,引入“敏感度”来表征每种影响因素对渗流量的影响程度,运用Morris筛选法,将数值分析法与渗流模型相耦合,定量筛选了煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数、孔喉半径等主控因素,并分析了各主控因素对注水能力的影响规律.本研究建立了一个综合煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径的渗流模型.分析表明,影响注水能力的主控因素依次为煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径.注水能力与煤体坚固性系数呈正弦函数关系,随着有效孔隙率的增加,迂曲度分形维数和体积分形维数的减小,注水能力增强.研究结果可为进一步完善煤层注水渗流理论、增强煤层注水润湿效果,防治矿井粉尘灾害提供理论依据.

关键词：煤层注水有效连通孔隙渗流模型主控因素计算机断层扫描

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硬脂酸包覆铝粉爆炸火焰传播机理研究

爆炸与冲击 2025年

作者：黄钰雄郭瑞秦江牛艳杰徐畅张新燕山东科技大学安全与环境工程学院西安科技大学安全与科学工程学院山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛市生产安全火灾事故智能控制工程中心

为了探究包覆铝粉爆炸火焰发展演化规律与传播机理，本文采用溶剂蒸发法制备了壳-核结构硬脂酸包覆铝粉（SA@Al），应用改进的哈特曼管，实验研究了粉尘云浓度对5%、10%与15%包覆浓度SA@Al粉尘爆炸火焰传播特性的影响；同时应用CHEMKIN... 详细信息

为了探究包覆铝粉爆炸火焰发展演化规律与传播机理，本文采用溶剂蒸发法制备了壳-核结构硬脂酸包覆铝粉（SA@Al），应用改进的哈特曼管，实验研究了粉尘云浓度对5%、10%与15%包覆浓度SA@Al粉尘爆炸火焰传播特性的影响；同时应用CHEMKIN模拟分析其气相爆炸反应动力学特征，进而揭示SA@Al爆炸火焰传播机理。结果表明，随粉尘云浓度增大，5%、10%和15%包覆浓度SA@Al粉尘爆炸火焰饱满度与连续性均先增强后减弱，平均火焰传播速度均呈先增大后减小的趋势，当粉尘云浓度为500 g/m3时火焰传播速度均达到最大。相比而言，纯铝粉爆炸火焰传播速度在750 g/m3时达到最大，表明硬脂酸包覆层促进了铝粉爆炸火焰的传播。此外，各粉尘云浓度下，10%包覆浓度SA@Al爆炸火焰最剧烈，平均火焰传播速度最大。SA@Al爆炸火焰升温主要包括两个阶段，快速升温阶段R2、R11和R10的温度敏感性较高，缓慢升温阶段R5、R11的温度敏感性较高。粉尘云浓度对缓慢升温阶段温升速率影响显著，使得500 g/m3时SA@Al的爆炸平衡温度最高。硬脂酸包覆层的燃烧促进了铝核的氧化，使爆炸反应得以强化，但过高的粉尘云浓度会导致O自由基受限，在一定程度上削弱反应强度。

关键词：包覆铝粉爆炸粉尘云浓度火焰传播化学反应动力学

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循环载荷下破碎煤体渗透率及迂曲度演化研究

岩土力学 2025年

作者：张天军田嘉伟张磊庞明坤潘红宇孟伟贺绥男西安科技大学安全科学与工程学院西安科技大学能源学院

循环载荷对煤体渗流影响较大，但目前对循环载荷下破碎煤体中渗流通道的量化表征不足，且缺少可以表示破碎煤体的基质结构模型。为此针对不同级配的破碎煤体开展了孔隙压力循环和围压循环渗流试验。结果表明：（1）孔隙压力循环与围压... 详细信息

循环载荷对煤体渗流影响较大，但目前对循环载荷下破碎煤体中渗流通道的量化表征不足，且缺少可以表示破碎煤体的基质结构模型。为此针对不同级配的破碎煤体开展了孔隙压力循环和围压循环渗流试验。结果表明：（1）孔隙压力循环与围压循环中，不同级配导致煤体初始渗透率有较大差异。随Talbol幂指数升高，渗透率K依次升高，且表现出明显分层现象。（2）采用有效应力变化量ΔσeS值表达有效应力对循环载荷下渗透率K的敏感性，发现孔隙压力循环中随渗透率升高ΔσeS值呈“L型”降低，且当K≤0.75×10-12m2时，Talbol幂指数越小，ΔσeS值越低。（3）提出了一种针对级配煤体平均渗流孔道面积的计算方法，从而建立迂曲度模型描述循环载荷中破碎煤体迂曲度演化规律。研究可以为循环载荷下破碎煤体渗透率演变机制和渗流模型的建立提供理论依据。

关键词：渗透率循环载荷有效应力敏感系数迂曲度模型

采动影响下坚硬岩桥型断层活化与储能演变规律研究

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煤炭学报 2025年

作者：吕进国韩文鹤张学朋彭意胜潘一山代连朋辽宁工程技术大学力学与工程学院山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地辽宁工程技术大学矿山安全技术装备研究院辽宁工程技术大学矿业学院辽宁大学灾害力学研究所

断层阻滑结构的存在会改变断层能量积聚与滑移行为规律，导致断层活化失稳机理与以往存在较大差异。为得到采动影响下坚硬岩桥对断层活化和储能演化规律，理论分析了含坚硬岩桥的断层活化条件；采用物理模拟试验方法，研究了开采扰动下... 详细信息

断层阻滑结构的存在会改变断层能量积聚与滑移行为规律，导致断层活化失稳机理与以往存在较大差异。为得到采动影响下坚硬岩桥对断层活化和储能演化规律，理论分析了含坚硬岩桥的断层活化条件；采用物理模拟试验方法，研究了开采扰动下含坚硬岩桥型阻滑结构的断层滑移规律，分析了含坚硬岩桥与无阻滑结构的断层活化差异性特征，研究了工作面回采过程中含坚硬岩桥与无阻滑结构的断层带正、剪应力变化特征；采用数值模拟方法，研究了临近断层开采过程中含坚硬岩桥与无阻滑结构的断层带应力分布与能量积聚规律。研究结果表明：开采扰动下含坚硬岩桥的断层呈现了更强的非均匀性滑移，断层的滑移量明显减小，活化程度降低，坚硬岩桥可增加断层的稳定性，其稳定性的提高主要体现在断层面粘聚力的增加；靠近工作面的坚硬岩桥应力集中程度最高，最易发生剪切破坏，但在一定程度上坚硬岩桥会分散应力集中带；对于无阻滑的断层带，其弹性应变能密度随靠近断层开采而逐步增高，但增加幅度有限，且弹性应变能密度峰值始终呈现在工作面前方区域；而坚硬岩桥的存在改变了断层带能量的分布规律，其应变能密度峰值主要聚集在坚硬岩桥与断层带接触处位置。越靠近岩桥的断层带，其滑移挤压程度越高，能量积聚程度也越高；含坚硬岩桥的断层能量积聚程度远大于无阻滑结构断层，阻滑结构可大幅度提升断层带储能潜力。

关键词：阻滑结构坚硬岩桥应变能断层活化失稳破坏

卵黄高磷蛋白α-淀粉酶抑制肽的制备、鉴定及酶抑制动力学分析

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食品工业科技 2025年第1期46卷 152-162页

作者：薛天睿吕彬斐张铭冉李灿张晓维天津科技大学食品科学与工程学院天津300457

为探索卵黄高磷蛋白肽(phosvitin phosphopeptide,PPP)对α-淀粉酶的抑制作用,使其能够调控血糖水平从而缓解Ⅱ型糖尿病,本研究以α-淀粉酶抑制率为指标酶解卵黄高磷蛋白制备PPP,利用酶抑制动力学实验分析PPP对α-淀粉酶的抑制类型,采... 详细信息

为探索卵黄高磷蛋白肽(phosvitin phosphopeptide,PPP)对α-淀粉酶的抑制作用,使其能够调控血糖水平从而缓解Ⅱ型糖尿病,本研究以α-淀粉酶抑制率为指标酶解卵黄高磷蛋白制备PPP,利用酶抑制动力学实验分析PPP对α-淀粉酶的抑制类型,采用液质联用鉴定后用分子对接筛选出高活性的α-淀粉酶抑制肽,最后验证其活性。结果表明,最优酶解条件为先经胰蛋白酶(加酶量7000 U/g)再经胃蛋白酶(加酶量60000 U/g)分别酶解6 h,制得的PPP在浓度7.81×10-3 mg/mL时具有最高α-淀粉酶抑制率70.69%±1.71%。PPP对α-淀粉酶的抑制类型为混合型抑制。鉴定筛选出了两种新型的高活性α-淀粉酶抑制肽FGTEPDAK和IWGR,经验证其IC50值分别为(0.80±0.14)×10-3 mg/mL和(1.80±0.31)×10-3 mg/mL,极显著低于阳性对照阿卡波糖(3.17±0.47)×10-3 mg/mL(P<0.01)。本研究揭示PPP可作为新型降糖物质,应用于缓解Ⅱ型糖尿病的功能性食品开发中。

关键词：卵黄高磷蛋白肽复合酶解 α-淀粉酶抑制剂分子对接酶抑制动力学

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