贵州大学学报(自然科学版)
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    2021,38(3):1-9, DOI:
    摘要:
    生物质衍生物2,5-二甲基呋喃可与一系列芳胺化合物经过酸催化开环、Paal-Knorr缩合等反应“一锅法”合成2,5-二甲基-N-芳基吡咯。在所设计优筛的酸催化材料中,一种新型磁性碳基磺酸固体催化剂(WK-8)表现出较优异的催化性能(可达约90%的产率),并且易于通过外加磁场分离回收。同时,呋喃开环被证实为上述“一锅多步”转化过程的决速步骤,但是水的加入可显著提升上述基元反应。此外,系列表征手段证实该磁性磺酸催化剂在含水反应氛围中具有良好的稳定性。
    2021,38(3):10-16, DOI:
    摘要:
    喀斯特地区碳酸盐岩风化物发育土壤(石灰土)中Cd元素的富集过程及影响机制是国内外研究土壤重金属的热点之一,了解喀斯特区域土壤Cd的空间分布特征、土壤Cd累积机制及制约因素,对喀斯特地区土壤污染风险评价及生态产业布局具有重要的理论指导意义。本文查阅目前研究文献的结果表明,碳酸盐岩风化物发育的土壤Cd含量明显地高于碎屑岩风化物发育的土壤,喀斯特区域土壤Cd的富集与碳酸盐岩化学组成有密切的关联性,且受土壤pH、有机质含量、磷素含量等因素的影响。喀斯特区域土壤Cd含量水平的空间分异主要受到岩性组合的制约,其表现为连续性碳酸盐岩类区域>碳酸盐夹碎屑岩类区域>碳酸盐与碎屑岩互层区域;此外,不同地质年代地层中碳酸盐岩及其上覆土壤Cd含量有明显的空间异质性,其中泥盆系、石炭系、二叠系地层中碳酸盐岩上覆土壤Cd出现明显的富集现象。喀斯特区域碳酸盐岩风化成土过程中Cd的富集存在着双重过程,一次富集是碳酸盐岩成岩过程,使碳酸盐岩风化物发育的石灰土中Cd含量显著地高于其他土壤类型;二次富集是碳酸盐岩风化物类母质成土过程中Cd的不断富集,出现表层土壤Cd含量明显地高于底层土壤。
    2021,38(3):17-22, DOI:
    摘要:
    研究地下水中溶质的迁移规律可以为地下水环境质量预报、控制和管理服务。首次采用数值方法探讨与位置坐标相关的溶质运移参数模型,采用即时时间域显式差分法格式双精度Fortran语言编程计算了变溶质运移参数模型的一维溶质运移问题,并进行了算法可靠性验证;然后对本文首次提出的3种与位置坐标相关的变溶质运移参数模型进行了参数分析,获得了这3种模型的初步认识。还将时间域显式差分方程计算结果与解析解和实验结果进行了验证对比分析,说明算法可靠,显式法列式简单,更适于复杂模型计算。本文提出的算法和处理技巧可以应用到许多与地质相关的溶质运移问题的研究,通过建立不同模式的溶质运移参数模型,从而实现复杂条件下溶质运移过程的预测和模拟。
    2021,38(3):23-30, DOI:
    摘要:
    近场动力学假定一定范围内的物质点之间存在非局部相互作用,通过空间积分重构物质点的运动方程,克服了传统有限元方法位移场连续性条件的局限,在分析强非线性不连续问题时具有无网格属性的数值优势,已成为研究脆性材料破坏的新兴理论。本文简要介绍了近场动力学的基本内容及其理论框架,总结了近场动力学理论在脆性材料准静态裂纹扩展、动态裂纹扩展及冲击失效研究方面的应用现状。
    2021,38(3):31-35, DOI:
    摘要:
    考虑带非线性阻尼项的g-Navier-Stokes方程解的长时间行为,通过验证完备度量空间X上的一个连续半群存在有界吸收集BX和的渐近紧性,得出全局吸引子存在。
    2021,38(3):36-47, DOI:
    摘要:
    针对低等级城市的人流活力研究存在的数据稀疏、研究分析角度局限等问题,结合低等级城市的数据特点,深入探讨低等级城市的人流活力分析方法。从空间对人流的吸引力、空间活动多样性以及空间人流共享性多视角出发,利用网格人流重访强度、网格活动混合度以及网格人流交互网络中心性等3个特征量,建立顾及活动类型及空间交互的低等级城市人流活力分析框架,并通过莫兰指数分析人流空间集聚程度。以宁德市蕉城区兴趣点(point of interest,POI)数据和含年龄区间的手机信令数据为例,进行城区人流活力综合分析。结果表明:蕉城区形成了以19~49岁年龄层为主,蕉南北街道、东侨开发区和城南镇为中心的人流交互网络;蕉城区人流在空间上形成了2个集聚区,在空间上整体存在明显的高 低聚类的分布规律,形成了以高活力集聚区为中心向外扩散逐渐减小的趋势,主要是向北部新城与沿海方向扩散。分析方法从更真实的角度反映城市人流活力,可及时发现发展不均衡地区,为城市空间的全面均衡发展提供依据。
    2021,38(3):48-53, DOI:
    摘要:
    辽宁某磷铁矿石中 P2O5品位2.57%,主要以磷灰石形式存在。脉石矿物以石英为主。为了回收磷灰石,降低尾矿中 P2O5含量,设计了浮选试验。试验以捕收剂种类、药剂之间相互作用、精选次数为研究对象,探索了磷灰石的浮选指标。研究表明,采用一粗二扫四精浮选流程,在磨矿细度为-0.074 mm占55%条件下,以碳酸钠为调整剂,水玻璃为抑制剂,JZQ-F7为捕收剂,获得磷品位30.85%、回收率70.70%的磷精矿。
    2021,38(3):54-61, DOI:
    摘要:
    针对近距离煤层工作面上覆采空区积水问题,结合陕西汇森煤业凉水井矿431盘区实际开采条件,理论计算431盘区工作面开采导水裂隙及421盘区工作面底板裂隙发育高度,数值模拟43101工作面推进期间导水裂隙带发育的时空演化进程,揭示工作面涌水分布特征,建立掘进期间物探与钻探综合探测及回采期间工作面超前探放水的综合防治水技术体系。结果表明:431盘区工作面导水裂隙能够发育至4-2煤层采空区,421盘区采空区积水通过导水裂隙涌入431盘区工作面;倾向导水裂隙、采空区深部、工作面侧走向导水裂隙为首采工作面涌水主要通道。现场工业性试验表明,工作面超前探放水的方法可以有效解决工作面积水治理问题,研究结果可为近距离煤层采空区下防治水提供技术支撑。
    2021,38(3):62-66, DOI:
    摘要:
    为考察电解温度对电脱氧效果的影响,以含钛废渣和Fe2O3混合物为阴极,碳棒为阳极,在CaCl2电解质中,采用熔盐电脱氧法制备钛铁合金。结果表明:温度对产物形貌影响显著,产物粒度尺寸与温度呈正相关,随着电解温度的升高,产物氧含量先降低,随后升高;温度升高降低反应活化能,有利于中间产物的分解,加快反应进程;但较高温度会降低阴极电化学活性,限制氧离子的脱除。电解电流分为3个阶段,随着电解温度的升高,第二阶段开始时间向左偏移。为得到颗粒尺寸均匀、纯度较高的钛铁合金粉末,电解温度不宜过高,900 ℃的电解温度较为合适。同时,降低温度有利于降低电解能耗,减少背景电流。
    2021,38(3):67-75, DOI:
    摘要:
    研究了一类非线性级联系统中执行器内部参数与全局系统运行的相关性问题,利用系统全局可测信息隔离故障执行器并识别执行器内部故障参数。应用可逆理论及基于模型的故障诊断方法,形成了一种系统级与设备级相结合的互联系统层次化执行器故障诊断方案。通过将执行器视为独立子系统与过程子系统互连,构成互连非线性动态系统;并进行互连系统的可逆性、局部参数的全局可观性和故障可诊断性等研究;在全局系统性能下降时能快速准确定位出局部故障参数,实现设备的鲁棒故障诊断。并利用集成换热器模型验证了所提出方案的有效性及鲁棒性。
    2021,38(3):76-82, DOI:
    摘要:
    在施工过程中塔式起重机的事故发生得越来越频繁,为了在安全检测中及时发现塔式起重机因各种因素产生的裂缝从而降低事故的发生率,提出一种基于改进YOLO V3的塔式起重机裂缝检测方法。针对塔式起重机裂缝检测的特点对YOLO V3算法进行改进,利用K-means聚类方法对目标框聚类;根据识别目标对象特点改进原YOLO V3的损失函数;以YOLO V3的网络结构为基础,轻量化网络结构,将3个检测尺度改为2个检测尺度。测试实验结果表明,在对塔式起重机裂缝检测的任务中,均值平均精度高达85.63%,检测速度提高了10.53%,达到42 f/s,满足塔式起重机裂缝检测实时性和准确性的需求,能够进行有效安全检测。
    2021,38(3):83-91, DOI:
    摘要:
    伴随人工智能技术的快速发展,人脸识别以其便捷性和实用性已广泛应用于金融领域中的客户身份验证,可帮助企业快速提升业务办结效率。但同时,在云计算环境下客户的人脸隐私存在数据泄漏的风险,其信息安全问题亟待解决。对云计算环境下的人脸识别存在的风险以及全同态加密的应用进行了分析,提出了一种基于全同态加密的隐私保护人脸识别方案,并对该方案的运行过程进行详细描述,设计了研究性测试环节,直观给出了性能指标与分析,验证了方案的可行性和高效性。
    2021,38(3):92-97, DOI:
    摘要:
    利用文献计量工具CiteSpace和书目共现分析系统(bibliographic items co-occurrence matrix builder,BI-COMB)对2000—2020年CNKI数据库中收录的大规模个性化定制研究的相关文献进行可视化分析,绘制其关键词共现、知识聚类、时区图等图谱,归纳大规模个性化定制研究的关键技术和演变历程。研究发现:大规模个性化定制领域已有一定的理论成果,并在服装、家电等行业进行了实践验证,但研究主要集中在配置设计和模块化上,前沿分支较少;其关键技术有客户需求获取、配置设计、产品平台以及模块化;明确其演化路径是以大规模定制为载体发展为智能制造下的特色分支,依托智能制造技术加深定制程度,实现真正意义上的大规模个性化定制。
    2021,38(3):98-105, DOI:
    摘要:
    地震条件下抗滑桩计算主要是基于岩土体动力应力应变关系的数值法和拟静力法,前者误差很大,后者不能考虑地震的时程作用。采用弹性地基梁理论、有限杆单元法(矩阵位移法)理论、多质点有阻尼体系动力反应的振型叠加法理论和Reyleigh阻尼理论,提出一种抗滑桩计算方法,用于地震条件下抗滑桩时程法分析计算,并给出了地基系数的比例系数的计算公式。最后,在浙江大学ZJU-400土工振动离心机上进行了模型试验,实测值与计算值相吻合,验证了方法的正确性。该方法为地震条件下抗滑桩时程法提供了一种有效的计算方法,对工程实践具有一定的应用前景。
    2021,38(3):106-109, DOI:
    摘要:
    预应力锚索不同的张拉方式对边坡支护结构的影响不同。采用微机静载锚固试验机进行了预应力锚索加固边坡室内模拟试验,通过沿钢绞线轴线方式张拉和与钢绞线轴线成25°夹角方式张拉结果对比,分析了两种张拉方式对支护结构受力和变形的影响,为边坡的稳定性评价提供技术依据。结果表明:不同的张拉方式对钢绞线抗拉强度的影响不同。沿钢绞线轴线张拉,破坏荷载强度平均值为1918.60 MPa,钢绞线在组装件中间断裂;与钢绞线轴线成25°夹角方式张拉,破坏荷载强度平均值为1754.69 MPa,钢绞线在两端锚具附近断裂。
    2021,38(3):110-116, DOI:
    摘要:
    磷石膏空腔模无梁楼盖作为一种新型建筑楼盖结构形式,兼具建筑维护和结构功能。由于楼盖内部含有较多封闭空腔,在不影响建筑结构的正常使用条件下,封闭空腔中的空气减轻了楼盖整体的自重,同时减少了热量的传播,比传统的现浇混凝土实心楼盖拥有更好的保温隔热性能。通过分析计算和FLUENT模拟发现,当封闭空腔内空气层厚度小于等于20 mm时,基本不发生对流换热,基于此提出新型无梁楼盖磷石膏复合空腔层模盒。通过稳态传热试验,测定了高度300 mm的新型磷石膏模盒总热阻和传热系数,并将新型磷石膏模盒试验数据与相同工况下现有常用同规格磷石膏模盒试验数据进行比较。结果表明,在相同工况下,新型磷石膏复合空腔层模盒保温隔热性能显著优于传统单空腔模盒。
    2021,38(3):117-124, DOI:
    摘要:
    以国内首座无筋预应力体系UHPC桥梁——广州北环高速扩建F匝道桥16 m UHPC工字梁-普通混凝土桥面板组合梁为研究对象,进行四点弯曲下的足尺模型抗弯试验研究,测得各级荷载下梁的应变和挠度,以研究无筋预应力UHPC梁的抗弯承载能力,并与有限元计算值进行对比。结果表明:相对于普通钢筋混凝土梁,UHPC梁的开裂大大延迟;裂缝细而密;UHPC工字梁的跨中截面应变满足平截面假定;无筋预应力UHPC工字梁与普通混凝土桥面板之间界面滑移量极小,现浇板与UHPC梁之间连接良好。采用有限元模型对UHPC组合梁进行受力仿真分析,弹性模型在梁开裂前,荷载和变形与试验值吻合较好。结合试验研究和有限元分析,验证了该UHPC组合梁抗弯承载力满足设计要求。

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