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关键词： 砂岩   图像分类   深度学习   迁移学习   卷积神经网络(CNN)  

摘要： 针对传统砂岩分类效率低、主观偏差大及过渡类型处理难等问题,本次研究基于岩石学标准构建了初始规模分别为2052幅的端元类(石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩)和2076幅的含过渡类(石英砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩、过渡类型)双数据库体系。为解决地质样本类别不均衡难题,采用静态几何扩增和动态颜色扰动策略,将两类样本集分别扩充至7911幅和8890幅。在此基础上,对比了LeNet、AlexNet、VGG-16、GoogLeNet及ResNet-18五种卷积神经网络架构。结果表明,数据扩增显著提升了模型分类性能,五种模型性能呈现出显著的三梯度差异:ResNet-18和GoogLeNet表现最优(端元类准确率均超83%)构成第一梯队;LeNet居中(准确率72.80%)为第二梯队;而AlexNet和VGG-16表现明显滞后(准确率低于37%)属第三梯队。针对第一梯队中综合性能最佳的ResNet-18进行迁移学习与Focal Loss优化,其在端元类和含过渡类任务中的F1分数进一步提升至93.33%和91.58%。面对特征复杂的含过渡类识别,引入更深层的ResNet-50网络将准确率提升至95.96%,有效解决了矿物组分混杂导致的特征重叠问题。研究验证了深度学习在砂岩显微图像分类中的高效性与高精度,为地质勘探智能化提供了有力技术支撑。

关键词： 红砂岩   Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构   LS-DYNA   霍普金森压杆  

摘要： 岩石材料被广泛应用于防护工程和各种隧道等民用工程结构中,其动态力学性能研究具有重要意义。以山东济南某石矿的红砂岩为文章研究对象,利用三轴试验机和分离式霍普金森杆装置分别开展不同围压下和不同应变率下红砂岩的力学特性研究,并基于动静态力学试验对红砂岩的Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型的参数进行确定。采用已经确定的红砂岩的HJC本构模型的参数,建立了大口径分离式霍普金森压杆(SHPB)动态压缩试验的有限元模型对参数进行验证。结果表明:红砂岩在围压环境下,内部裂纹的扩展方向和程度受到限制,使得裂纹难以快速贯通,从而峰值应力随着静水压力和的增加而增加;红砂岩在不同气压的加载下,存在明显率效应现象,动态抗压和劈拉强度与平均应变率呈现正相关,通过抗压强度因子(DIFc)和抗拉强度因子(DIFl)的研究分析,动态拉伸峰值应力的率效应现象更为明显;确定的HJC本构模型参数在LS-DYAN中可以较好地模拟红砂岩在动态冲击的损伤失效过程,在未达到最大峰值应力时,数值模拟结果与试验的结果应力-应变曲线基本一致。确定的致密、高强度的红砂岩参数可为红砂岩的动态力学性能的研究和工程应用提供参考。

关键词： 砂岩   风化作用   微计算机断层扫描技术   三维重建   渗流模拟  

摘要： 风化作用通过物理、化学及生物过程的耦合重塑砂岩微观孔隙结构,进而影响其渗透性与力学特征。为揭示风化过程中砂岩孔隙结构演化及其对渗透性的影响机制,本文基于微米级CT(μCT)扫描获取高分辨率三维图像,利用AVIZO重构不同风化程度砂岩的真实孔隙结构,并结合COMSOL Multiphysics建立数值岩芯模型开展渗流模拟。结果表明,随着风化程度增强,砂岩孔隙度、孔喉半径及连通性显著提高,孔隙网络结构趋于复杂,渗流通道更加发育,模拟得到的绝对渗透率呈显著增长趋势,且与室内覆压渗流试验结果在数量级上保持一致。孔隙网络分析进一步表明,高风化砂岩中高流速孔喉占比明显增加,揭示了孔隙结构扩展与连通性增强是风化作用提升砂岩渗透性的主要机制。研究结果为风化砂岩渗流特性的机理分析及工程预测提供了参考。

关键词： 循环荷载   饱和   阶段性   声发射   波形频谱  

摘要： 循环荷载扰动和水劣化是水电工程库岸边坡岩体失稳的关键诱因。然而,循环荷载对岩石力学特性的差异化影响(强化或弱化)及其与水劣化过程的互馈作用尚不清楚。为深入研究循环荷载对饱和岩石阶段性变形破坏的影响规律和机制,设计完成了干燥、饱和状态下2种砂岩的单轴压缩试验和不同上限荷载的循环加卸载试验,并同步监测声发射信号。系统分析循环上限荷载与含水状态对砂岩峰值应力、声发射时序特征及波形频谱等的影响规律,从细观损伤角度阐释岩石力学劣化机制。研究结果表明:(1)随循环上限荷载提高,砂岩峰值应力减小,且降幅随循环荷载水平升高而增加,饱和砂岩降幅比干燥砂岩的更为显著;声发射事件数在整个加载过程中呈先减后增趋势,循环加载阶段低主频信号增加、高主频信号减少。(2)循环荷载作用下,水饱和作用进一步削弱岩石强度,减少整体声发射事件数,并促使低主频信号占比上升,反映微观拉伸破裂活动增强。(3)循环荷载与低主频信号密切相关,其诱致的微观拉伸破裂是岩石力学性能劣化的主要原因;循环荷载与水饱和存在协同劣化效应,尤其当循环上限荷载超过裂纹稳定扩展阈值时,该效应更显著。研究结果可为库水环境中岩体长期稳定性评价与灾变预警提供技术支撑。

关键词： 岩石力学   砂岩节理   剪切前缘接触区   接触面积比   视倾角   有效粗糙度  

摘要： 岩石节理法向闭合行为控制其剪切力学响应。采用富士压敏纸测量3组砂岩节理剪切前缘接触区,并据此探讨有效接触特征与抗剪强度之间的定量关系。结果表明:(1)在相同法向应力下,不同剪切方向的有效接触面积比存在差异,体现出节理接触演化的方向性;随着法向应力的增大,有效接触面积比呈线性增长趋势,其总体水平约为实际接触面积比的50%。(2)不同剪切方向下的有效平均接触应力变化规律亦存在显著差异,且节理表面越粗糙,其有效平均接触应力波动越显著。此外,平均有效视倾角随法向应力增大呈负指数规律减小,并逐渐趋近于完全接触状态下的稳定值。(3)基于有效接触面积比,修正了考虑法向应力影响的有效粗糙度指标,在此基础上结合Barton准则建立了新的节理峰值抗剪强度模型。新模型满足边界条件约束,并且通过直剪试验结果及多组已发表试验数据的对比验证,证明其能够准确预测节理峰值抗剪强度。上述结论可为揭示砂岩节理接触演化与剪切力学行为之间的关联机制提供理论依据。

关键词： 免疫学   TCR-pMHC复合物   结构预测   PFR构象偏差指数   CDR构象一致性  

摘要： T细胞受体(T cell receptor,TCR)对肽-主要组织相容性复合物(peptide-major histocompatibility complex,pMHC)的特异性识别,是触发抗原特异性免疫应答的关键分子事件之一。因此,解析TCR-pMHC复合物的结构特征,不仅为阐明抗原特异性免疫识别机制奠定基础,也为疫苗设计、TCR免疫治疗靶点研究,以及TCR鉴定与优化提供重要依据。然而,由于实验测定成本高、周期长且覆盖范围有限,通过计算方法快速获得可靠的TCR-pMHC复合物结构已成为免疫学研究的重要诉求。近年来,随着深度学习的不断发展,加之结构和序列资源日益丰富,涌现出多种TCR-pMHC计算建模工具。但是,多数工具在建模时未对MHC-I类与MHC-II类复合物之间的关键差异加以区分,导致二者的建模效果存在明显差别。这些工具对I类复合物的预测通常优于II类复合物,这一现象可能源于二者在肽结合槽构型、肽段长度范围及肽段侧翼残基(peptide flanking residues,PFRs)特性等方面的不同。此外,TCR识别界面中,互补决定区(complementarity determining regions,CDRs)通常存在构象柔性,不少工具为追求整体构象稳定性或降低结构噪声,往往过度约束了本应具有柔性的区域。这种过度约束可能导致柔性CDRs被不当刚化,从而引发局部结构畸变、界面几何失真,甚至导致复合物建模失败。为此,本综述基于MHC-I和MHC-II的计算差异视角,系统整理并归纳了TCR和pMHC相关资源,包括结构数据库、序列数据库和结构预测工具。随后构建了包含25个I类和10个II类TCR-pMHC复合物数据集,对AlphaFold2、AlphaFold3、TCRmodel2、tFold-TCR及TCR-pHLA_ModellerS五种能同时预测I类和II类复合物的代表性工具开展系统评估。通过计算全原子RMSD(All-Atom Root Mean Square Deviation,All-Atom RMSD)、主链RMSD(Backbone RMSD)、模板建模得分(Template Modeling score,TM-score)和DockQ,衡量各工具在MHC-I类和MHC-II类复合物整体结构及结合界面建模的准确性。针对MHC-II类复合物,创新性地提出PFR构象偏差指数,包括PFRs-Deviation Index(PFRs-DI)、N-PFR-Deviation Index(N-PFR-DI)与C-PFR-Deviation Index(C-PFR-DI),以评估PFRs的构象准确性。同时,提出CDR构象一致性指数(CDR conformational consistency, CCC),定性评估预测工具刻画TCR CDRs构象柔性的能力。上述指标共同用于评价工具在整体构象与关键区域的建模能力,在一定程度上弥补了通用蛋白结构模型评测指标偏重整体构象,难以准确反映关键功能区域建模质量的不足,从而构建适用于MHC-I类与MHC-II类复合物的分析框架,用于指导数据资源选择、建模策略制定与评价体系构建,进一步推动计算建模的发展,为多尺度解析TCR-pMHC识别机制及其生物学功能提供重要支撑。

关键词： 铀矿   砂岩   构造特征   纵弯背斜   三湖地区  

摘要： 柴达木盆地三湖地区处于青藏高原东北缘,构造上属柴达木盆地南缘斜坡带,厘清其构造特征与砂岩型铀成矿的关联,是评价该区铀资源的关键。本文系统梳理了三湖地区新生代构造特征,总结了砂岩型铀矿研究进展,阐述了研究区的铀成矿条件,分析了构造特征对铀成矿的作用。研究区狮子沟组与七个泉组在三湖南斜坡发育厚层砂体,与纵弯背斜配置良好;南部东昆仑造山带晚新生代强烈抬升,持续为盆地输入铀源。目前已发现黄石、黄凤山等铀矿点,展现了重要的找矿线索。综合分析研究区构造特征、铀源、岩性岩相及厚大砂体等条件与砂岩型铀成矿的关系,认为三湖地区具备良好的铀成矿潜力和找矿前景。

关键词： 砂岩   碳酸盐岩   物理模拟   成藏动力   动力机制   深层—超深层   勘探领域  

摘要： 深层—超深层油气资源是中国中西部油气勘探的重要领域,塔里木盆地和四川盆地已发现的碳酸盐岩油气藏的最大埋深超过8000m,目前正在向万米领域拓展。碳酸盐岩储层的油气成藏底限较砂岩储层更深,富集油气的孔隙度和渗透率下限远较砂岩储层低,展示出更加广阔的勘探前景,但其形成分布的动力机制尚不清晰。基于自主设计的物理模拟实验,使用储集体颗粒粒径(R)与烃源岩颗粒粒径(r)的粒径比(R/r)反映毛细管压力差的相对大小,模拟了相同条件下饱含油的烃源岩层在与饱含水的碳酸盐岩和碎屑岩接触过程中的含油性变化,从毛细管压力差的角度揭示了2类储层在油气成藏动力机理上的差异性和关联性,进而阐述了碳酸盐岩油气藏和碎屑岩油气藏在含油气盆地中的分布规律。研究结果表明:①毛细管压力差是一种重要的驱动力,对于碳酸盐岩储层和碎屑岩储层而言,均表现为当储层与源岩间的粒径比超过临界条件(R/r≥2)时才能聚集油气,且粒径比越大含油饱和度越大;②粒径比相同时,储集体中的含油饱和度随储集体颗粒粒径的减小而增大,其中,碳酸盐岩因其颗粒的润湿角更大而具有更小的毛细管阻力,更大的源-储间毛细管压力差,因而含油饱和度更高;③碳酸盐岩在相同颗粒粒径下的毛细管阻力更小且聚油气的毛细管压力差动力更强,分别指示其具有更深的浮力成藏下限和油气成藏底限,这意味着在以碳酸盐岩地层为主的盆地中,常规油气资源的占比相对更高且整体的油气分布范围更广阔。

关键词： 财务独立核算   基层单位   优化策略  

摘要： 财务核算效果会从多个角度影响公共资源的合理配置,最终影响单位资金安全,对于基层单位而言财务核算始终是不可忽视的工作内容。然而目前多数基层单位开展财务核算时依旧采用集中核算制度,难以满足数字技术衍生出大量新型经济活动背景下的新要求,并导致了一系列后续问题。为解决此类问题,文章从当前基层单位财务核算工作开展情况入手分析,探讨现存问题,针对所发现的问题逐一提出优化策略,以期为基层单位财务管理优化提供理论支持。

关键词： 储气库   出砂机理   交变力学   动态损伤   防砂优化  

摘要： 朱家墩气藏作为长三角地区典型的砂岩枯竭油气藏型储气库选址目标,其砂岩储层在交变注采工况下存在出砂风险。针对这一问题,通过系统的储层物性分析,结合交变力学试验及含水率影响的出砂破坏试验,深入探究了砂岩气藏改建储气库特有的出砂机理与防控策略。研究结果表明:①储层泥质含量低、岩性复杂,岩石整体强度属中高等水平,具备较好的力学基础;②交变力学试验显示,中粒储层为出砂敏感区域,当动态损伤累积值达到临界值0.8时,岩石进入失稳状态;③长期高频注采导致损伤累积对储层影响显著,而短期含水率变化对强度影响有限,但长期水侵可能改变出砂启动压力;④基于Saucier准则优选的140μm优质筛管防砂工艺,配合油管内旋防砂工艺,可有效实现防砂并保障注采能力。建立的考虑动态损伤的防砂优化方法,为保障储气库长期安全运行提供了理论依据和技术支撑。