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以红砂岩为研究对象,进行冻融循环、CT扫描及力学特性试验,采用图像处理技术结合遗传算法寻优模型实现了0、5、10、20、40 次冻融循环后 CT 扫描图像的去噪、增强、分割及三维重构处理,通过对同一对象跨尺度的损伤识别与对比研究,建立了基于细观损伤的弹性模量劣化预测公式,并从材料细观结构的物理本质诠释了冻融红砂岩宏观力学行为。结果表明:基于图像最大熵值的遗传算法能够快速精确地选取阈值进行图像分割,实现对岩石细观结构中基质和缺陷的识别;随着冻融次数增加,岩石孔隙率上升、孔隙分维下降,细观尺度上呈现出孔隙扩展、数量增多,但结构复杂程度下降的演化行为;传统方法以有效承载面积、弹性模量为度量基准定义的宏、细观损伤变量未能全面考虑损伤物理机制和材料内部结构信息,宏细观损伤演化曲线差异较大;基于2种物理机制定义细观损伤变量和考虑岩石天然损伤定义宏观损伤变量,实现了损伤的宏-细观结合。最后通过冻融循环过程中细观结构演化与宏观力学响应之间的关系,提出了弹性模量劣化预测公式,并分析冻融砂岩孔隙大小及孔隙结构形态变化在损伤过程中占据的不同主导作用,根据细观结构的物理机制解释宏观砂岩冻融破坏的力学机制。 相似文献
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地埋管地源热泵是浅层地热能利用的一种主要形式,回填材料的热物性尤其导热系数是影响热泵系统换热效率的关键。以砂和重晶石粉作为研究对象,探究不同重晶石粉掺比(体积分数)以及不同饱和度样品导热系数的变化规律;并基于体视镜、核磁共振分析等宏细观实验,揭示重晶石粉对回填材料导热系数提高的机制;最后,通过数值模拟手段研究该回填材料导热性能对换热效率的影响。研究表明:重晶石粉对回填材料导热系数的影响显著,掺比20%重晶石粉对回填材料导热系数提高的效果最好,最高可使导热系数提高52.09%;水的含量对导热系数影响也很显著,样品饱水后导热系数明显增加,相比干燥样品提高了4~5倍;重晶石粉对回填材料导热系数的提高主要由包裹效应和填隙效应引起,包裹效应为重晶石粉将砂颗粒表面包裹,而填隙效应则是重晶石粉将砂颗粒之间的孔隙填充;数值模拟结果证明重晶石粉提高回填材料导热系数进而提高地源热泵换热效率的可行性。研究成果为地源热泵回填材料的选择提供了参考。 相似文献
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华南地区众多埃迪卡拉纪—寒武纪特异埋藏化石库为解读生命和生态系统的演化提供了重要化石证据,其中宏体藻类产出数量多、分布广、形态多样,是该时期生态系统中不可忽视的组成部分。过去对华南宏体藻类的研究多集中于形态、分类和古生态方面,对于其不同时期的地理分布和多样性变化较少涉及。文中对华南埃迪卡拉纪—寒武纪特异埋藏化石库中的宏体藻类进行了总结和分析,结果发现:(1)至晚埃迪卡拉世,宏体藻类的古地理分布范围和属、种级多样性明显扩大和提高,在晚埃迪卡拉世第五期达到顶峰;(2)寒武纪纽芬兰世宏体藻类的地理分布范围和属、种级多样性均较低,至第二世则明显扩大和增加;(3)苗岭世之后,宏体藻类古地理分布大幅度缩小,但多样性显著升高并达到第二高峰,直到芙蓉世多样性又急剧下降。推测区域海水含氧量的增加可能是导致华南宏体藻类繁盛(属、种多样性高)的主要原因,适合宏体藻类保存的泥页岩的分布范围或出露面积则可能是影响宏体藻类古地理分布范围的重要因素。 相似文献
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富钴结壳是一种重要的海底矿产资源.富钴结壳是生物地球化学和微生物学的研究热点,但目前我们对富钴结壳区的微生物群落结构仍缺乏认识.本研究针对中太平洋海山富钴结壳区沉积物,采用非培养方法获得微生物基因组信息并分析其生态学功能.采用PCR的方法筛选得到78个带有16S rRNA基因的克隆.变形杆菌门和奇古菌门MGI类群分别为古菌和细菌的主要类群.测序并分析了9个带有16S rRNA 基因的fosmid克隆.这些克隆中含有较多的代谢相关和重金属抗性相关基因,表明多样的代谢和抗逆途径在微生物适应富钴结壳环境中发挥了重要作用.代谢途径分析表明,氮循环是富钴结壳区一种重要的生物地球化学过程.此外,发现多个水平基因转移事件,这些基因大部分转移自细菌,少量转移自古菌或植物.比较基因组分析表明,属于奇古菌门MGI类群的克隆W4-93包含一段共线性的基因簇.以上结果说明水平基因转移和基因组分歧进化在微生物适应深海环境过程中发挥了重要作用. 相似文献
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Hiemalora是一类广为分布的埃迪卡拉(Ediacaran)纪(震旦纪)圆盘状印痕化石,周围具流苏状或触须状突起,曾被解释为似水母动物,或某种叶状生物的固着器官,但以往罕见其与叶状生物体共同保存。本文报道了华南贵州震旦纪陡山沱组一类保存完好丰富的被确认为藻类的碳膜化石——革辛娜藻Gesinella,具有完整的须状固着构造。这一须状构造的形态和大小与Hiemalora非常相似,致密加厚的基部及其周围辐射状分布的丝状或须根状构造,可以分别和后者的中央盘以及周缘突起的"触须"相比较。陡山沱组的这一类碳膜化石同时保存有明显巨大的形同藻类的叶片和固着器,为研究埃迪卡拉生物群的底栖印痕化石提供了新的认识,即:盘状的Hiemalora可能是多细胞藻类的固着器官,而不一定是最初解释的似水母动物或其它叶状体生物的固着构造。不过,证实这一点尚需更进一步地研究埃迪卡拉纪生物的保存方式和埋藏环境。 相似文献
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系统研究了湖北省西部新滩剖面亚丁斯克阶至长兴阶的腕足动物群落演替过程.通过研究区与华南地区及特提斯区域进行比对分析,结合前人对碳、氧同位素的研究结果,分析了二叠纪腕足类群落演替的规律和区域差异.结果表明:除二叠纪末的灭绝事件,在乌拉尔统与瓜德鲁普统界限附近及乐平统中共识别出两次腕足类种群的显著分异度变化,且其演替时间都... 相似文献