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关键词： 脑机接口   神经调控   虚拟现实   光遗传学   伦理挑战  

摘要： 脑机接口技术是连接神经生物系统与外部设备的前沿交叉领域,近些年来在医疗康复、人机交互、教育等领域呈现出巨大的应用潜力,文章对脑机接口技术的分类体系做了系统梳理,有非侵入式、侵入式以及半侵入式技术,分析了其信号采集机制、技术优势与局限性,还探讨了该技术在神经功能修复、虚拟现实交互、教育认知提高以及精神疾病干预等领域的应用,另外指出了脑机接口技术面临的核心挑战,像信号解码精度不足、长期植入设备的生物相容性问题以及伦理争议等。该研究为脑机接口技术的跨学科发展提供了理论参考与实践指导,对其在医疗、教育和人机融合领域的应用有一定的启示意义。

关键词： 褪黑素   合成途径   功能  

摘要： 褪黑素是广泛存在于动植物及微生物中的小分子,具有昼夜节律调节、抗氧化、免疫调节、调控果实发育及延缓衰老、提高植物抗逆性等功能,并在疾病干预领域展现出潜在价值。本文系统综述了褪黑素的合成途径及其功能的多样性,为高中生物学中酶的特性及稳态调节内容的教学提供参考。

关键词： 成岩作用   致密砂岩   储层特征   山西组   鄂尔多斯盆地  

摘要： 山西组是鄂尔多斯盆地北部致密砂岩气开发的主要目的层之一,并且组内不同层段开发动用程度差异明显。为了完善山西组储层特征认识,查明5个亚段储层质量差异的成因,以鄂尔多斯盆地北部大牛地气田A区为例,通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜、阴极发光、高压压汞等方法,首先对砂岩组分、储集空间类型、储层物性、成岩作用类型及特征进行研究,进而从宏观和微观两个维度揭示储层质量层间差异的成因。研究结果表明:(1)山西组以岩屑石英砂岩为主,具有岩屑和杂基含量较高的特点;储集空间以粒内溶孔和粒间溶孔为主,其中粒内溶孔主要为岩屑粒内溶孔,粒间溶孔主要为凝灰质杂基溶蚀—蚀变形成的晶间微孔。(2)压实作用是山西组致密砂岩储层最主要的破坏性成岩作用,使得原始孔隙消失殆尽;溶蚀作用则是最主要的建设性成岩作用,从Ⅰ类到Ⅲ类储层,溶蚀作用呈现显著减弱的趋势;胶结作用对储层物性具有一定的控制作用。(3)宏观的沉积体系、砂体厚度,以及微观的砂岩组分及成岩作用共同控制了山西组层间储层质量的差异,储集条件以S2-2亚段最好、S2-1亚段次之、S1-1亚段中等、S1-2和S1-3亚段最差。本次研究阐明了山西组不同亚段间储层质量差异的成因,有助于深化对盆地北部致密砂岩储层的认识,也可以为精细开发及井位部署提供理论依据。

关键词： 酸性铀污染地下水   砂岩颗粒   羟基磷灰石   砂岩颗粒/羟基磷灰石复合材料  

摘要： 为了解决酸法地浸采铀退役采区地下水铀污染问题,本文系统论证了在地下含水砂岩层中负载羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAP)的可行性。本研究通过采集某地下含水砂岩层样品,制备砂岩颗粒,并利用HAP生成液合成砂岩颗粒负载HAP(即砂岩颗粒/HAP)复合材料,进一步考察了初始pH值、初始铀浓度、复合材料投加量及典型干扰离子等因素对该材料去除酸性铀污染地下水中铀效果的影响。结果表明,通过向砂岩颗粒中添加HAP生成液,反应52 d后,HAP成功负载于砂岩颗粒表面;当初始pH=3、初始铀质量浓度为5 mg·L^(-1)、砂岩颗粒/HAP复合材料的投加量为3 g·L^(-1)、反应时间为24 h时,对铀的去除率达到了95.6%;干扰离子Ca^(2+)、Mg^(2+)、Mn^(2+)、Fe^(3+)、SO_(4)^(2-)对铀的去除效果具有抑制作用,抑制强度依次为:Fe^(3+)>Mn^(2+)>Ca^(2+)>Mg^(2+)>SO_(4)^(2-);砂岩颗粒/HAP复合材料对铀的去除主要依赖于静电吸附、离子交换以及溶解-再沉淀过程,其固定的铀稳定性较好。本研究不仅验证了在地下含水砂岩层中负载HAP的可行性,也为其在酸性铀污染地下水原位治理中的实际应用提供了理论依据与技术参考。

关键词： 大气降水   辉长岩   济南   泉城   石灰岩   岩溶地质  

摘要： 济南,因泉得名,因湖生韵。这座被称作“泉城”的城市,灵秀映照于汩汩泉涌与粼粼湖光中。旅人踏足此地,便开启了一场山、泉、湖和城彼此交织的漫游。“泉城”之名,藏着岩溶地质的奥秘。济南位于泰山隆起北翼,其南部山区广泛分布着寒武系与奥陶系的石灰岩地层。岩层由东南向西北倾斜倾没于市区地下,形成典型的单斜构造。作为可溶性岩石,此处的石灰岩经长期溶蚀发育成岩溶地貌,如同巨型海绵,将大气降水与地表径流收纳。收纳的水顺着南高北低的单斜地层北行,当行至城区被辉长岩和闪长岩等不透水层阻隔时,水压骤增,泉水便沿裂隙喷涌而出,造就趵突泉、黑虎泉和珍珠泉等七十二处名泉,使泉水成为济南最鲜明的自然印记。

关键词： 道路工程   路面   水泥混凝土   砂岩   设计轴载   应力   试验  

摘要： 首先对通组公路交通组成进行调查分析,确定不同类型车辆轴载换算系数,基于计算分析确定适用于通组公路的设计轴载;然后选取含砾细砂岩,将其作为通组公路水泥混凝土的集料,对砂岩及砂岩混凝土的特性进行试验分析及应力计算。研究结果表明,通组公路的交通组成中,中型载重货车比例仅占0.6%,采用BZZ⁃100作为设计轴载已不适用于通组公路水泥混凝土路面结构计算,应选用单轴双轮30kN的四轮低速货车。含砾细砂岩母岩饱和状态下抗压强度为66.3MPa,矿物成分包括碎屑矿物和黏土矿物,其黏土矿物含量为29%,为接触式胶结。砂岩水泥混凝土单层板厚>0.2m时,板内荷载疲劳应力和温度疲劳应力之和小于该砂岩水泥混凝土28d轴向抗拉强度。

关键词： 岩石动力学   高温   层理砂岩   循环冲击   本构模型  

摘要： 为研究循环冲击下高温层理砂岩的动力学特性及动态损伤本构模型,首先对高温(300~1100℃)作用后层理砂岩的物理特性进行测试;其次利用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置开展了循环冲击下高温层理砂岩动力学特性研究;最后,基于层理岩石黏弹性损伤元件模型,构建了考虑高温-冲击荷载耦合损伤的层理岩石动态本构模型,并通过实验数据对模型进行了验证。结果表明:砂岩主要矿物晶体石英的变晶温度处于500~700℃之间。温度越高,砂岩表观颜色越深,质量越小,波速和峰值应力先减小后增大。温度对0°、45°层理砂岩造成的损伤更大,900℃时损伤最为显著。在1300 V冲击电压下,层理砂岩的峰值应力随冲击次数的增加呈现先升后降的趋势。冲击荷载使高温后的0°层理砂岩更容易破坏,而45°和60°层理砂岩表现出较强的抗冲击能力。模型预测曲线与试验曲线相差较小,表明该模型在描述高温层理砂岩循环冲击力学特性方面具有良好的适用性。

关键词： 弱胶结顶板砂岩   单轴压缩试验   力学行为   声发射信号   高斯聚类分析   AF-RA值  

摘要： 弱胶结地层复合顶板结构在煤矿工程中表现出变形尺度小、突发失稳及类相变等变形与破坏特征,揭示弱胶结地层岩体失稳破坏伴生信息特征是实现顶板有效控制和灾害预测的基础。为了准确获取弱胶结顶板砂岩力学行为、声发射特征及裂纹演化规律,以石拉乌素煤矿弱胶结顶板砂岩为对象,开展了单轴压缩试验和声发射测试,结合高斯混合模型对声发射AF-RA参数进行聚类分析。结果表明:弱胶结顶板砂岩具有异质性和易变形特性,顶板上部砂岩距顶板越近,其峰值强度时的轴向应变越大,砂岩层位与轴向应变呈现负线性相关关系,越靠近顶板的砂岩,其变形能力越强;加载过程中,声发射信号呈现明显的阶段性变化,A值和b值在不同加载阶段表现出振荡式演化特征,反映了岩石内部裂纹的发育与演化过程;不同应力阶段的微张拉裂纹与微剪切裂纹占比有所差异,整体以剪切破坏为主,临近顶板的砂岩在峰值应力前,微剪裂纹占比高达75.48%,浅层层位占比为57.42%,说明剪切破坏是弱胶结顶板砂岩的主导失稳模式,层位越靠近顶板的砂岩其剪切破坏特征越明显,剪切裂纹更为发育。声发射信号的阶段性变化和裂纹类型的演化可以作为顶板失稳前兆信息。

关键词： 砂岩   不同粒径   岩石切削破碎机制   数字图像技术   岩石应变场分析   裂纹扩展  

摘要： 为探究砂岩粒径对切削破碎特性的影响,本文采用自主设计的室内单齿直线切削破碎试验系统,结合高速摄影与数字图像相关(DIC)技术,开展不同粒径砂岩的切削破碎试验研究。通过采集切削力—位移曲线、捕捉裂纹扩展过程应变形态,揭示砂岩粒径与切削破碎特性的内在关联机制。研究结果显示,小粒径砂岩切削时呈现典型脆性破碎模式,切削力峰值较低;大粒径砂岩以塑性变形为主要特征,切削力波动幅度显著增大。切削过程应变场演化分析表明,小粒径砂岩应变场过渡区间平缓,无显著高应变集中现象;大粒径砂岩内部存在广泛分布的应变集中区域,且集中程度随粒径增大而增强。进一步研究发现,随切削深度增加与切削齿前倾角增大,切削力呈现单调递增趋势,破岩效率逐步递减。

关键词： CFD软件   OpenCFD   开源软件   数值模拟   风雷软件   TetGen  

摘要： 相较于国外开源平台已形成完备的技术体系与社区生态,我国在自主开源CFD软件领域仍处于攻坚阶段。近年来,国内多所高校和科研机构在开源CFD软件研发方面取得重要进展:中国科学院力学研究所研发的高精度软件OpenCFD,以湍流高分辨率模拟、大规模并行计算为特色,被广泛应用于飞行器流动研究;哈尔滨工程大学研发的集成平台FastCAE,为求解器开发者提供了开源界面支持;大连理工大学研发的开源网格生成软件TetGen v1.6,已成为国内外非结构网格生成的重要底层引擎;风雷软件(PHengLEI)作为国家数值风洞(national numerical wind-tunnel,NNW)套装产品之一,兼容结构/非结构网格、二阶/高阶精度,具备面向常规气动问题的工业级模拟能力,适配各类国产芯片并部署于各大国家超算中心,被华为AI框架、国产CPU行业测评工具及智能流体联合体等上下游产业集成应用,获得全国近300家单位使用。