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科学技术与工程 2016年第20期杂志 文档列表

考虑损伤的岩石非线性蠕变模型1-5

摘要：蠕变行为广泛地存在于岩石类材料中,并对岩体的稳定性有着重要的影响。因此,对岩石类材料的蠕变行为进行深入的研究是很有必要的。为了更好地揭示岩石的蠕变机制,结合分数微积分理论,建立了一个考虑损伤的蠕变模型。通过推导元件的蠕变方程,得到了整个模型的蠕变本构方程;并基于广义塑性力学理论对此方程进行了三维应力状态下的扩展。结合一系列的煤岩、泥岩和盐岩三轴蠕变实验,对此模型进行了验证。将此新模型的验证结果和西原正夫模型进行了对比研究。结果表明,此模型能够更好地模拟岩石蠕变的全过程,尤其是加速蠕变。

环境因素对正极性流光-先导转化过程的影响研究6-14

摘要：在地闪连接过程中,正极性连接先导的始发和传播是决定建筑物是否遭受雷击的关键因素之一。但已有的正先导始发模型都是基于垂直于地面且形状规则的孤立接闪杆（避雷针）,并不适用于形状各异的高大建筑物。因此,基于Gallimberti提出的流光-先导转化的热动力学模型,对已有的正先导始发模型进行了改进,并推广到任意形状的高大建筑物,分析了周围的环境因素（如温度、压强和湿度）对建筑物拐角位置处的正先导始发（或称为流光-正先导转化）过程的影响。结果表明：1）标准大气条件下,建筑物（长50 m、宽50 m、高100 m）拐角处流光-正先导转化所需要的最小电晕电荷量为0.522μC,转化时间为4.26μs,电晕电荷量越小,相应的流光-正先导转化的时间越长;2）当环境温度越低、湿度越大、压强越高时,流注茎-先导转化所需要的最小电晕电荷量越大,流注茎-先导的转化时间越短,其中,湿度的影响最大。

豫西焦作北山地区构造特征及其演化过程分析15-21

摘要：太行山南缘的构造特征、区域演化史及应力场一直是众多学者所研究的热点。豫西焦作北山地区位于太行山背斜的东南方向,太行山山前大断裂由此穿过,造成该地区构造特征的复杂性。在对豫西地区的区域地质背景分析的基础上,通过大量野外构造现象调查,分析了豫西焦作北山地区构造的几何学特征;在此基础上,探讨了研究区的构造演化史及其动力学机制。研究结果表明：豫西焦作北山地区构造现象比较复杂,区域构造以断裂构造和宽缓波状褶曲为主,伴随发育许多拖曳褶皱、推覆构造、次级小断层等构造现象。显著的地貌标志、构造标志和地层缺失等地质现象都印证了凤凰岭断层的存在;研究区构造演化主要受燕山期的太行山背斜和凤凰岭大断层的控制。该研究完善了太行山南部山前断裂发育特征及其演化的基础地质资料,并对豫西地区构造控矿规律有重要的实践意义。

CRISPR/Cas9基因转录激活技术的建立及其应用22-25

摘要：建立基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,实现在HEK293细胞中激活cGAS基因的转录。首先利用慢病毒载体构建稳定表达Cas9的HEK293细胞;并采用Real-time PCR和western blot方法鉴定Cas9蛋白质表达效果。再选取不同靶序列,分别构建用于激活cGAS基因转录的sgRNA载体,将构建好的序列载体与CRISPR体系工具质粒共转染至稳定表达Cas9的HEK293细胞中。采用Real-time PCR方法检测细胞中内源cGAS的转录激活效果。成功建立了基于CRISPR/Cas9的基因转录激活技术,并在c GAS基因阴性表达的细胞中激活基因的转录。

利用CRISPR/Cas9慢病毒系统敲除人源HOIP基因26-29

摘要：泛素化修饰是一种能调节诸多细胞功能的重要蛋白质翻译后修饰,近几年研究发现了一种新的泛素化修饰即线性泛素化修饰,LUBAC（linear ubiquitin chain assembly complex）是目前已知唯一的导致蛋白质发生线性泛素化修饰的E3酶。目前LUBAC复合物的底物和功能所知甚少。为了探索LUBAC复合物新的底物和功能,利用CRISPR/Cas9慢病毒系统构建稳定敲除LUBAC核心组分HOIP基因的HeLa细胞系,通过质谱鉴定此细胞系和对照细胞的差异泛素化修饰蛋白质,即可能是LUBAC新的底物。首先将靶向HOIP基因的不同CRISPR序列插入lenti CRISPRv2载体中,制备慢病毒质粒感染He La细胞,然后使用嘌呤霉素压力筛选,用Western Blot方法检测HOIP基因的敲除效果,最后成功地构建HOIP基因稳定敲除HeLa细胞系。此稳定细胞系的构建为日后深入研究LUBAC的功能提供一个人类细胞模型。

小鼠肥胖介导的肠道炎症反应与肠癌发病关系研究30-36

摘要：探讨TNF-α激发Wnt/β-catenin信号通路介导的结肠癌形成与发展机制,以及姜黄素作为肥胖预防药物的抗炎抗癌的作用。通过建立高脂饮食诱导的肥胖模型,以及氧化偶氮甲烷（azoxymethane,AOM）诱导的结肠癌模型;并结合天然药物姜黄素治疗结肠炎和癌症,采用RT-PCR、Western blot等技术检测肥胖相关炎症因子IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-10以及Wnt/β-catenin信号通路中p-GSK-3β和β-catenin的表达情况,采用HE染色法观察各组结肠组织病理结构。实验结果表明：肥胖组炎症状态比较明显,与结肠癌模型组各个指标都接近。姜黄素组有缓解肥胖引起的炎症以及氧化偶氮甲烷引起的结肠组织损伤。因此,肥胖诱导的炎症,可能通过TNF-α激发Wnt/β-catenin信号通路,导致p-GSK-3β和β-catenin的积累,从而诱发结肠癌。

海相页岩有利储集条件分析——以四川盆地长宁区块龙马溪组为例37-46

摘要：四川盆地长宁示范区志留系龙马溪组泥页岩层段是川东南地区重要的烃源岩和页岩气重点勘探层位。为综合评价其有利储层发育特性及影响因素,在单井岩心观察、矿物组分分析、有机地球化学特征和地球物理测井等分析的基础上,根据该地区沉积环境演化特征,比较分析龙马溪组龙一段和龙二段的的沉积环境、岩相组合、矿物组分、孔隙空间、储层压力等特性对储层发育的影响。研究表明：研究区龙一段和龙二段由于沉积环境不同导致其地层发育、岩性组合、矿物组分、孔隙空间及有机质富集程度上具有很强的差异性。与龙一段相比,龙二段具有成岩作用强、热演化程度高、游离气含量大等特性;并且主要发育有机孔储集空间。对研究区页岩气储集最有贡献的主要是有机质含量,其与孔隙度和含气量成正相关性。证明页岩的不同沉积环境发育不同岩相组合、矿物组分、有机质含量,其共同影响页岩储层储集性能;并且可根据其组合特性综合预测海相页岩气有利储层。

储层岩石平均毛管压力J函数研究47-50

摘要：由于J函数只是半经验公式,并且其改进模型没有从本质上得到提高,因此本次研究从岩石毛管束模型首次实现了J函数的推导以便知晓其由来。在深入分析J函数应用受到限制下,从毛管压力曲线数学模型改进J函数的应用表达式,得出其拟合趋势应该为幂函数形式并进行了实例计算验证,为其应用指明了方向。最后对J函数求取相渗的理论表达式进行了推导,这样基于J函数的相渗计算更方便、有代表性。

一种基于低温烟气余热深度应用的热电冷联产系统研究51-57

摘要：为深度利用热电冷联产（combined cooling heating and power,CCHP）系统低温烟气余热;并缓解因夏季建筑冷负荷波动所导致的CCHP系统变工况效率低下问题,提出一种低温烟气热回收与蓄冷一体化装置与CCHP系统相集成的新型CCHP一体化系统。为了进一步阐释新型CCHP一体化系统性能,运用Aspen plus流程模拟软件和理论分析,对一案例系统进行了数值模拟计算。结果表明,该集成方式可将系统排烟温降至50.5℃,系统总能利用效率增加8.1%;并实现夏季系统单位时间最大蓄冷量900 k W。根据新型一体化CCHP系统集成特征,对低温烟气热回收与蓄冷一体化装置进行了研究,分析了该装置设计长度与管内流动工质（烟气、生活热水、载冷介质）流速的变化对系统热力性能及系统蓄/释冷能力的影响特性。新型一体化CCHP系统的集成方式可为进一步提高能源利用效率与实现新一代的建筑能源供应系统提供了思路。

排针-辊式放电电流分布特性58-65

摘要：为提高高压静电分选效率,须对排针型电极放电特性进行探究。采用自制排针-辊式高压放电装置,通过改变电晕电压、排针与辊面间距、排针与辊面夹角及排针数,测试了各因素对放电电流的影响,分析了1/4辊面电流的分布特性。在MATLAB平台上,利用电磁场理论,实现了对排针型电极的空间电场分布仿真模拟。实验结果表明：1其他条件一定,单排针与辊面间距越小,放电电流越大。排针-辊间距为80、100、120 mm时,辊面分电流极大值分别为6.78、5.3、3.34μA。2采用双排针结构,有效放电区域增大,辊面分电流有两个极大值,电晕电压23 k V时,双排针和单排针总电流相等,24~33 k V时,双排针总电流大于单排针。3采用三排针结构,辊面分电流有三个极大值。两侧两排针对中间一排针有排斥作用,三排针与水平方向夹角分别为30°、45°、60°和15°、45°、75°时,两侧电流极大值约为中间电流极大值的3倍和4倍。实验结果与仿真模拟一致,印证了辊面电流分布特性,为排针-辊式高压静电分选机优化设计提供了依据。

基于暗通道先验的快速图像去雾66-72

摘要：为提高雾天降质图像的清晰度,基于暗通道先验提出单幅图像去雾的快速算法;其主要思想是摒弃复杂的软抠像方法,通过引入多分辨率处理,并结合最小滤波和联合双边滤波,对利用暗通道先验估计得到的透射图进行细化处理。针对天空区域暗通道先验失效引起色偏的问题,结合天空的特征先验和概率分布特征,识别出图像中的天空部分;并依据天空亮度来自适应调整透射率下限值。仿真表明：在保持良好去雾能力的同时,极大地降低了计算复杂度,满足一般工程的实时性要求。

利用混合高斯进行物体成分拟合匹配的算法73-80

摘要：为了寻求代价更小、效率更高、适应性更强的图像原型表征方法,借鉴成分识别理论的观点,设计出一种更符合人类认知原理、更具有可理解性的物体拟合算法。利用二维高斯混合函数,用高斯成分来拟合物体的边缘图像,使得物体的表征由单一的像素表示转变为利用成分进行表征的方式。为了使得拟合结果更具有健壮性,在算法中还引入了分裂-归约机制来对拟合结果进行修正。实验结果表明,这种拟合手段能够很好地描述物体的特征成分,为图像进行后期的高级语义处理奠定了基础。

基于四目系统的复杂表面高精度密集空间点云获取方法81-84

摘要：在敦煌莫高窟文化遗产数字化保护中,针对基于立体视觉的方法对目标进行三维重建时,复杂表面缺乏特征点,难以获取高密度和高精度空间三维点云的问题,提出了一种基于投影和四目立体视觉的方法。首先,采用投影仪向目标投射黑白棋盘格,并检测角点;然后通过软件细分,将棋盘格在横向和纵向分别平移9次,将棋盘格角点数扩展81倍;最后,用基于四目立体视觉系统的匹配策略,短基距系统用来立体匹配,长基距系统用来计算空间坐标,获取均匀、高密度和高精度的三维点云。实验结果表明：与传统的Harris算子相比较,所提方法获取的三维点云数据能更准确地描述目标的三维结构,点数在数量级上有提高。精度方面,所获取三维点云空间坐标的绝对误差小于1 cm,相对误差小于10%。

粉煤灰基地聚合物砂浆组成设计与性能研究85-89

摘要：以粉煤灰为主要原材料,矿粉为添加剂,水玻璃和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,制备地聚合物砂浆。运用三维图与等值线作图分析的方法,探究水胶比与胶砂比这两个组成设计参数对粉煤灰基地聚合物砂浆的流动度、抗压强度、抗折强度的影响规律。试验结果表明水胶比与胶砂比均对粉煤灰基地聚合物砂浆流动度与力学强度影响较大。水胶比在0.4~0.42,胶砂比在0.45~0.5时,制备出的地聚合物砂浆工作性能和力学性能较优。基于地聚合物砂浆脆性较大的特点,应用长度为8 mm与12 mm的PVA纤维进行增韧改性。结果表明,掺量为0.5%的PVA纤维对地聚合物砂浆抗压强度影响不大,但是抗折强度显著提高,延性增强,因此压折比下降,弯曲韧性增强。

非规整刚接T梁桥荷载横向分布计算方法90-95

摘要：荷载横向分布系数是既有T梁桥加宽设计的关键问题之一。根据刚接梁法基本假定,应用力法原理推导了刚接梁法一般力法方程,可用于由截面特性和间距不同的T梁组成的非规整刚接T梁桥荷载横向分布计算。实例计算表明该方法的计算精度满足工程要求。同时对一座非规整加宽T梁桥进行了计算分析,计算结果与空间实体有限元结果吻合较好。基于荷载横向分布分析和新旧规范对比,分析了加宽方案。

双线地铁隧道对三维非线性场地地表地震反应的影响96-101

摘要：地铁隧道的存在破坏了原有场地的完整性,进而在地震来临时影响场地的地震反应。为探讨双线地铁隧道建成后对场地地表水平地震动的影响,针对北京某一典型双线地铁隧道工程场地,建立三维非线性场地模型。采用自由场边界和应力时程地震波输入方式,运用有限差分数值分析软件FLAC~（3D）进行模型计算,分析了双线地铁隧道对三维非线性场地地表地震反应的影响。结果表明：1双线地铁隧道的存在使隧道附近场地地表地震动峰值加速度呈现先增大后减小并趋于自由场的趋势;2双线地铁隧道的存在主要影响场地加速度反应谱的短周期部分;3入射地震动频谱对双线地铁隧道的场地地震反应有着显著的影响。文中得出的影响规律,为双线地铁隧道附近场地的设计地震动参数确定提供参考依据。

太原西山煤田太原组砂岩的物源分析102-107

摘要：太原西山七里沟剖面为我国华北石炭-二叠系标准层型地层剖面。采用岩石学和重矿物学方法对太原西山七里沟剖面太原组砂岩进行了研究,结果表明：太原组砂岩的母岩类型主要为富含燧石结核或条带的沉积岩,部分为岩浆岩和变质岩。Dickinson碎屑组分三角图解显示太原组砂岩的物源区为再旋回造山带。结合古水流特征,认为太原组砂岩的物源主要来自华北北缘的内蒙古隆起。物源区的风化剥蚀从寒武-奥陶系的富含燧石结核或条带的碳酸盐岩开始,向下逐渐剥蚀到新元古界震旦系的石英岩。

龙马溪组页岩微裂缝发育与含气量的关系研究108-113

摘要：为明确四川南部志留统龙马溪组JY1井和YC4井产气量存在差异的原因,探究两口井页岩产气量与微裂缝发育的关系。通过X射线衍射仪测出矿物成分含量,得到JY1井和YC4井脆性矿物的平均含量分别为71.5%和57.4%。结合扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）图像,观测JY1井和YC4井页岩微裂缝形态、分布与尺寸。发现JY1井岩石表面起伏落差较大,高峰和低谷高度差值较YC4井大,这极大地提高JY1井的储集空间和流通性能,使得JY1井比YC4井更有利于页岩气的富集成藏。同时,通过MATLAB软件对AFM图像进行积分处理,计算出微裂缝的有效空间体积与实际页岩体积与微裂缝空间和的平均比值（简称微裂缝占空比）。发现现场解析气量与微裂缝的占空比具有良好的正相关关系。