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摘要： 近年来,无铅双钙钛矿因其可调谐的光学性质、优异的稳定性和无毒的特性受到极大的关注.然而,在双钙钛矿中同时实现高效的超宽带近红外(NIR)发射和X射线辐射发光(RL)是一项巨大的挑战.为了解决这一问题,本文合成了Mo4+掺杂Cs2(Na0.4Ag0.6)InCl6双钙钛矿,其显示出高效的蓝光激发的NIR发射,具有近单位光致发光量子效率.此外, NIR发光材料显示出优异的热稳定性,相比于300 K时的发光强度,其在4 2 0 K下仍然保持8 4%以上.在X射线照射下, M o4+掺杂Cs2(Na0.4Ag0.6)InCl6显示出明亮的NIR RL,光产额高达39,400±1100photons/MeV.基于Mo4+掺杂Cs2(Na0.4Ag0.6)InCl6/聚二甲基硅氧烷柔性薄膜,我们分别展示了其在近红外光源和X射线闪烁体中的应用.此外,以牛蛙掌为研究对象,建立了双功能的近红外和X射线协同成像平台.无需像素失配和复杂的成像处理,实现了像素级的X射线和NIR图像融合,有效地反映了牛蛙手掌皮肤组织下血管和骨骼纹理的结构和分布.因此,本工作为无铅双钙钛矿在先进光电器件中的应用提供了一种可行的思路.

关键词： 钢管塔   涡激振动   疲劳累积损伤模型   热点应力法   疲劳寿命  

摘要： 风致涡激振动是输电线路钢管塔构件连接节点疲劳破坏的主要诱因,为提高钢管塔C型连接节点在涡激振动作用下的疲劳寿命评估精度,本文基于热点应力法开展多级加载疲劳试验,通过对比三种疲劳累积损伤模型发现改进的Manson-Halford模型预测精度最高;进而建立涡激振动下C型节点的热点应力理论计算公式,并采用有限元仿真求解热点应力集中系数,最后通过特高压输电线路钢管塔C型节点的实际疲劳破坏案例验证表明,基于热点应力法的预测破坏时间点与实际情况较为一致,该方法为钢管塔节点疲劳评估提供了可靠手段,具有重要工程价值。

关键词： 采空扰动区   应力路径   含水率   原状离石黄土   抗剪强度   微观结构  

摘要： 山西黄土高原采空区地质灾害频发,其孕育机理与采动扰动下黄土力学行为密切相关。为了揭示不同工况下原状黄土的强度与变形机制,本文以离石黄土为研究对象,开展常规三轴剪切(CTC)、等p三轴剪切(TC)和减围压三轴剪切(RTC)三种应力路径下的固结不排水剪切试验,分别对应常规受载、沉陷压剪、侧向卸荷三种工况,并结合扫描电镜(SEM)与图像处理技术,系统研究不同含水率条件下黄土的宏观力学响应与微观结构演化规律。研究结果表明:(1)黄土抗剪强度对应力路径具有显著依赖性,其破坏偏应力大小排序为:CTC > TC > RTC,含水率对CTC路径的影响最为敏感。黏聚力随含水率增加呈指数型衰减,三种路径下黏聚力排序为CTC>RTC>TC。内摩擦角受应力路径影响显著。(2)CTC路径下试样主要表现为剪切鼓胀破坏,TC路径为过渡型破坏,而RTC路径则表现为以侧向膨胀和竖向裂缝为特征的渐进式劈裂破坏,伴随“X”型裂缝。(3)微观结构分析表明,CTC路径下围压约束使孔隙结构相对均质;TC路径下轴压加载补偿了部分围压卸载效应,形成颗粒镶嵌结构;RTC路径因围压卸荷导致胶结断裂、孔隙贯通,大孔隙比例显著增加,微观结构非均质性最强,这是其宏观强度最低、易发生脆性破坏的根本原因。(4)工程建议:CTC路径适用于填筑工程,需防范高含水率下黏聚力骤降引发的边坡滑移,TC路径对应分级开挖场景,需平衡加载速率与围压稳定性,防止渐进式塌方,RTC路径模拟坡脚开挖卸荷,大孔隙发育与微孔隙波动预示脆性破坏风险,需加强支护。

关键词： 抗压强度   分形维数   裂隙演化   机器学习   优化算法  

摘要： 红黏土在干湿循环下易发生强度劣化与裂隙扩展等问题,严重影响路基与边坡稳定性。为改善其工程性能,本文采用石灰(L)与玄武岩纤维(BF)复合改良红黏土,研究了不同掺量下红黏土的抗压强度与裂隙演化特征。基于此,构建了BiLSTM、GRU、XGBoost和RVM四种分形维数预测模型,其中RVM性能最优。为提升预测精度,引入麻雀搜索算法(SSA)与粒子群优化算法(PSO)优化模型参数,揭示抗压强度与裂隙分形维数特征之间的关系。试验结果表明:1)掺入L-BF可提高红黏土在干湿循环下的抗压强度并抑制裂隙发育,其最佳掺量为8%石灰+0.6%玄武岩纤维。2)优化后的SSA-RVM模型预测性能优于原RVM模型,决定系数达到0.9662,且预测误差集中于±0.04范围,表现出更高的精度与稳定性。3)SHAP值分析显示,石灰含量对模型输出呈负向贡献,表明适量石灰(8%)有助于抑制分形维数增长,验证了石灰在改善红黏土强度和裂隙发育方面的积极作用。本研究为石灰-玄武岩纤维复合改良红黏土的性能提供了依据,并为路基与边坡灾害治理提供参考。

关键词： TBM扭矩预测   多步预测   模态分解   残差建模   长短期记忆网络  

摘要： 刀盘扭矩是表征盾构机(TBM)受力状态、地层响应特征及掘进安全风险水平的重要运行参数,其准确预测对于提升智能化掘进能力和保障施工安全具有重要意义。然而,扭矩信号通常具有明显的非平稳性、多尺度振荡特征,并随地层条件变化而呈现时变性,使得传统深度学习模型难以有效刻画其复杂动态特征。针对上述问题,本文提出了一种融合变分模态分解(VMD)与残差学习机制的TBM扭矩预测方法。该方法首先利用VMD将原始扭矩序列分解为多个不同频段的固有模态函数(IMFs),得到更平稳、更具结构性的多尺度子序列;随后基于长短期记忆网络(LSTM)构建残差预测结构,对各模态分量及重构残差进行联合建模,以提升模型对长期趋势与局部波动特征的综合预测能力。工程实例验证表明,与未引入模态分解和残差建模的基线模型相比,所提出方法在RMSE与MAE 指标上均实现约 20%–30% 的误差降低,在多步预测条件下对扭矩演化趋势及高频振荡的跟踪能力显著增强。研究结果表明,该方法能够有效应对TBM扭矩信号中的噪声与非平稳特性,为盾构施工过程的智能化监测与决策提供一条具有工程应用价值的技术路径。

关键词： 蔗糖合酶   热稳定性   理性设计   尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)   双酶级联分批补料   红景天苷  

摘要： 尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate-glucose, UDPG)是合成糖苷类化合物的关键糖基供体,蔗糖合酶(sucrose synthase, SuSy)可催化蔗糖与尿苷二磷酸(uridine diphosphate, UDP)高效合成UDPG。然而,野生型蔗糖合酶热稳定性的不足直接影响了UDPG的生产效率。为提升拟南芥(Arabidopsis thaliana)来源蔗糖合酶AtSuSy的热稳定性,本研究通过理性设计获得突变体M5(G744A/N619P/N776H/N192P/N131P)。该突变体在50 ℃和55 ℃下的半衰期分别达到679.4 min和110.0 min,较野生型分别提高15.8倍和8.5倍。此外,其半失活温度(T50)较野生型升高4.5 ℃,比酶活达野生型的1.7倍。进一步采用双酶级联分批补料策略,实现了红景天苷的高效合成,产量达23.8 g/L,较野生型提高78.9%,为糖苷类化合物的高效制备提供了一种有效的酶催化策略。

关键词： 高寒草甸   放牧强度   植物群落   土壤理化性质   川西北  

摘要： 放牧作为草地的主要利用方式,影响着植物群落和土壤理化性质,特别是过度放牧导致草地退化,严重影响着草地生态系统的稳定和平衡。为探究不同牦牛放牧强度对川西北高寒草地植物群落和土壤特性的影响,本研究在青藏高原东南缘的典型高寒草甸设置4个不同放牧强度(对照:不放牧,轻度放牧:1头牦牛/ hm2,中度放牧:2头牦牛/ hm2,重度放牧:3头牦牛/ hm2) 以测定地上净初级生产力(ANPP)、多样性指数、剩余生物量以及0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm各土层土壤的理化性质。放牧开展1年后的结果表明:中度放牧样地地上净初级生产力(540.15 g/m2)显著大于对照样地(338.06 g/m2, p < 0.05),植物多样性对放牧强度无显著性变化,各分类群剩余生物量随放牧强度的增加而下降,且禾本科和莎草科的下降幅度较大(p < 0.05);土壤含水率和容重在9月20-30cm土层对放牧强度响应显著(p < 0.05),在其他月份和深度无显著性响应;土壤全氮、有效氮、全磷、有效磷、全钾和pH值在不同放牧强度下存在一定变化趋势但无显著性差异;重度放牧样地土壤速效钾在8月份0-10 cm土层显著高于对照和轻度放牧样地(p < 0.05),20-30 cm土层仅显著高于轻度放牧样地(p < 0.05),其他月份各土层均无显著性变化。可见,短期适度放牧可以显著提高植物群落的地上生产力,但对植物多样性影响不明显,而土壤理化性质仅含水率、容重和速效钾存在显著变化。本研究表明长期开展放牧强度试验对探究高寒草甸生态系统影响地上地下关系有着至关重要的作用,也为青藏高原畜牧业可持续发展和生态恢复及治理提供有力的理论支撑。

关键词： 近距离下穿施工   极限分析   空间离散技术   开挖面   土舱压力   数值模拟  

摘要： 针对目前盾构机近距离下穿既有隧道施工过程中开挖面稳定性研究中存在的不足,利用离散法“点到点”地生成该工况下开挖面前方土体的三维破坏机制,利用该破坏机制和极限分析理论中的内外能耗关系推导盾构机土舱压力目标函数,通过非线性优化方法计算了盾构机在近距离下穿既有隧道过程中维持开挖面稳定性所需的极限土舱压力并讨论相关参数对土舱压力及刀盘前方土体坍塌失稳特征的影响。参数分析表明:盾构机近距离下穿既有隧道施工中维持开挖面稳定的极限土舱压力随着盾构机与既有隧道的接近而减小,随着盾构机与既有隧道远离而增大。采用本文提出的方法计算广州地铁12号线某区间下穿既有隧道施工过程中盾构机土舱压力的理论解,通过现场实测的土舱压力进行对比,验证本文方法的有效性。

关键词： 地聚合物固化土   静三轴抗剪强度   围压效应   修正Mohr-Coulomb准则  

摘要： 为研究地聚合物固化土三轴力学特性,以高炉矿渣(GGBS)和粉煤灰(FA)为前驱剂,生石灰为激发剂,对张家口地区粉土进行固化。通过不固结不排水静三轴试验,研究了前驱剂掺入比、围压及养护龄期对固化土抗剪强度的影响。试验结果表明,基于Mohr-Coulomb强度准则预测的抗剪强度与实测值之间存在显著偏差,其原因在于地聚合物固化土的抗剪强度与围压呈非线性关系。为考虑围压对抗剪强度的影响,本研究定义了地聚合物固化土三轴强度围压效应系数α,进而提出了修正的Mohr-Coulomb强度准则(MMC-CP准则)。通过静三轴抗剪强度数据验证表明,MMC-CP准则的预测精度显著优于传统Mohr-Coulomb准则,其抗剪强度预测值与实测值具有良好的一致性,证明了该修正准则在地聚合物固化张家口地区粉土强度评估中的适用性。

关键词： 大豆乳清蛋白   微胶囊   嗜酸乳杆菌JYLA-126   耐酸性   稳定性  

摘要： 为提高嗜酸乳杆菌JYLA-126胃液耐受性及储藏稳定性,以大豆乳清蛋白(SWP)-海藻酸钠为复合体系为壁材,采用内源乳化法构建益生菌微胶囊递送系统。通过单因素和响应面试验优化工艺参数,确定最佳制备工艺条件为:海藻酸钠质量分数2%、海藻酸钠与碳酸钙质量比1︰2、海藻酸钠与大豆乳清蛋白质量比1︰1、水油体积比1︰3。该工艺条件下嗜酸乳杆菌JYLA-126微胶囊的包埋率为72.12%,且具有良好的耐酸性和肠溶性,适宜在4℃下储藏。研究结果表明该微胶囊体系可有效提高嗜酸乳杆菌在胃肠转运中的存活率及长期贮藏稳定性,为开发环境友好型、低成本的益生菌靶向递送系统提供了提供了新策略。