期刊,工程科学学报 2024年卷4期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

工程科学学报

北京科技大学

主办单位：北京科技大学

主　　编：徐金梧

出版周期：月刊

国际刊号：2095-9389

电子邮箱：xuebaozr@ustb.edu.cn

电　　话：010-62332875

邮政编码：100083

地　　址：北京海淀区学院路30号

工程科学学报/Journal Chinese Journal of EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊是由教育部主管、北京科技大学主办的学术类科技期刊。国内外公开发行，主要刊载矿业与环境工程、冶金工程、材料科学与工程、机械工程等与冶金工业相关的学科领域的最新研究成果，为中文核心期刊（冶金工业类）及中国科技论文统计源期刊。目前，已经被EI、CA、MA、《剑桥科学文摘社网站》、俄罗斯《文摘杂志》、德国《数学文摘》等国内外著名检索刊物或数据库列为收录源期刊，先后荣获首届国家期刊奖、中国期刊方阵“双高期刊”、第二、三届国家期刊奖百种重点期刊等多项大奖。

正式出版

收录年代

鄂尔多斯高原台地边缘地带地应力随钻测量与分布特征

谭乃根杨仁树谭卓英

581-588页

查看更多>>摘要：传统水压致裂法和新的热胀致裂法等测量地应力均属于先成孔后测量,容易发生钻孔后变形、自然开裂和应力释放,很难从根本上保证裂纹是试验时发生还是钻孔后已自然发生,难以保证测量结果的准确性.为了克服常规水压致裂法地应力测量过程中钻孔完整性和致裂过程真实性难以确定的问题,采用地应力光声随钻测试系统对鄂尔多斯高原西南边缘地带典型区域地应力进行了水压致裂法测试,揭示了高原台地边缘地区的应力特点,获得了地应力随深度的变化规律,并与华北平原典型区域地应力测试统计结果进行了比较.研究表明,鄂尔多斯高原西南边缘台地地带的地应力处于中国大陆浅层地壳地应力统计结果的低段区间,高原边缘地带的地应力随深度呈线性增长,最小水平主应力随深度的增长速度高于最大水平主应力的增长速度;最大最小水平主应力低于华北平原区;受区域构造及高原台地地形等影响,鄂尔多斯台地边缘的地应力方向相较于华北平原区,向东发生了偏转;最大最小水平主应力与垂直应力之比所反映的侧压系数低于华北平原区,但两个水平最大最小主应力的差异性高于华北平原区.这说明,尽管高原边缘地带地应力总体水平低于华北平原区,但较大的水平应力差异性容易使地下空间发生剪切破坏,将不利于地下工程的稳定性.由此可见,在台地边缘区域进行地下工程设计和建设时,应重点关注井巷工程的方向布置和低水平应力高应力差值带来的负面影响.

关键词：

深部开采高原台地边缘原岩应力应力分布特征深部灾害控制

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维普
万方数据

基于常时微动的单结构面危岩体损伤识别实验

吴志祥谢谟文张晓勇张磊...

589-599页

查看更多>>摘要：危岩体的动力学参数能够表征危岩体与基岩之间结构面的损伤,实际工程中人工激励危岩体较为困难,因此,如何根据场地常时微动特征识别危岩体动力学参数仍是亟需解决的问题.本文将常时微动激励下的危岩体振动问题归为欠阻尼条件单自由度结构受迫振动问题,将危岩体频谱幅值与基岩频谱幅值之比作为相对幅值谱,通过相对幅值K＞1的最大峰值点对应的频率得到危岩体的一阶固有频率.以宏观裂缝控制型危岩体(悬臂式和错断式危岩体)及微观裂隙控制型危岩体(滑移式危岩体)为研究对象,通过模型实验验证了常时微动条件下测量危岩体一阶固有频率的可行性,通过切割裂缝模拟悬臂式危岩体和错断式危岩体结构面损伤弱化,发现随着损伤程度加剧,一阶固有频率呈明显下降趋势;通过水溶胶冻结融化模拟滑移式危岩体结构面损伤弱化,随着损伤程度加剧,其一阶固有频率无明显变化,高频段的重心频率发生明显变化.实验结果表明对于宏观裂缝控制型危岩体结构面损伤可通过危岩体的一阶固有频率进行识别,对于微观裂隙控制型危岩体结构面损伤可通过危岩体高频段的重心频率变化进行识别,将两者综合起来对危岩体结构面损伤进行识别将更加有效.

关键词：

单结构面危岩体损伤识别常时微动相对幅值动力特征

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维普
万方数据

应力-渗流耦合下深部花岗岩力学行为及破坏特征

张超杜翠凤宋卫东付建新...

600-613页

查看更多>>摘要：在矿山深部开采过程中,高应力与高水压耦合作用导致岩石的力学特性演化机理更加复杂.为分析深部复杂条件下花岗岩的力学行为及破坏特征,利用低场核磁共振核技术(NMR)进行花岗岩初始孔隙率测量,借助岩石高温三轴流变系统开展应力-渗流耦合试验,引入耗能比实现花岗岩破坏过程的能量演化分析.研究结果表明:岩石的峰值强度、峰值应变随孔隙水压的增大呈线性减小且减小速率逐渐提升,随围压的增大呈线性增加且增大速率逐渐变缓;峰值渗透率随着孔隙水压的增大呈线性增大,随围压的增大呈线性减小;岩石破坏应变能表现出明显的围压效应和孔隙水压效应,峰值应力点为弹性能极值点,峰值点之后弹性能迅速转化为岩石损伤的耗散能,岩石耗能比整体呈现增大→减小→增加的"S"型变化规律;引入花岗岩初始孔隙率,将岩石视为固体骨架和孔隙两部分组成,综合考虑变形特征并构建应力-渗流耦合本构模型,与试验对比后认为该模型具有较高普适性.

关键词：

应力-渗流耦合低场核磁共振本构模型破裂特征能量耗散

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万方数据

基于机器学习的煤层气产能标定智能算法及影响因素分析

宋洪庆都书一杨焦生王玫珠...

614-626页

查看更多>>摘要：煤层气是我国常规天然气现实可靠的战略补充资源之一,智能化标定煤层气产能对于天然气工业的发展具有重要意义.对山西沁水盆地某煤层气区块的煤层气井进行了实际地质、生产数据的收集及数据预处理,提出了基于生产井史的煤层气单井产能计算公式.利用预处理后的生产数据及储层数据,建立了基于深度神经网络、支持向量回归机、随机森林的煤层气产能标定智能算法,对煤层气单井产能进行了预测,比较了三种机器学习模型的预测结果,分析了不同排采天数的生产数据作为输入参数对模型精度的影响.基于预测效果最好的机器学习模型,进行了动态参数(排采前期的日产气、日产水和井底流压)和静态参数(煤层埋深、孔隙度、渗透率、煤层厚度和含气量)对煤层气产能标定模型的重要性程度分析.结果表明:三种机器学习模型标定煤层气单井产能的平均决定系数为0.828,其中深度神经网络模型决定系数最高,达0.923;增加生产数据前期排采天数,决定系数增长趋势明显,之后增长趋势减缓并最终趋于平稳;动态参数和静态参数对产能的影响都较强,这两类参数对于产能预测模型的贡献度分别为48％和52％.

关键词：

煤层气沁水盆地单井产能智能算法机器学习

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维普
万方数据

CMC在硫化矿浮选中的抑制作用及其抑制性能影响因素

黄蓉刘建杨东余晓光...

627-636页

查看更多>>摘要：抑制剂在浮选过程中对矿物的选择性分离起着重要作用.羧甲基纤维素(CMC)是一种高效无污染的选矿抑制剂,广泛应用于典型硫化矿的选择性浮选.尽管过去研究者对CMC在选矿中的应用进行了大量研究,但CMC在硫化矿浮选中的抑制作用及抑制效果的影响因素并未进行系统地总结.本文综述了 CMC对方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等硫化矿以及硫化矿浮选中含镁硅酸盐脉石矿物的抑制作用机理,总结了在硫化矿浮选中,CMC自身性质、矿浆pH、其他金属离子的存在、药剂用量、药剂添加顺序等因素对CMC抑制性能的影响,旨在为硫化矿高效浮选分离提供参考.

关键词：

CMC硫化矿含镁硅酸盐矿物抑制剂影响因素

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维普
万方数据

锌冶炼过程中提取镓的技术研究及其进展

张伟李立清饶帅吴才贵...

637-648页

查看更多>>摘要：针对镓从锌冶炼过程中回收占比低的问题,总结分析了锌冶炼过程中镓回收技术研究进展.在鼓风炉炼锌(ISP)工艺中,镓主要富集在鼓风炉炉渣里,其质量分数通常在0.025％～0.031％,从鼓风炉炉渣中回收镓主要有还原蒸发法、高温氯化挥发法、硫酸浸出法、碱熔-浸出法、还原熔炼-电解法和还原熔炼-熔融造渣法等方法,但这些工艺普遍流程长,回收率低,加工成本偏高,部分工艺环境污染大,难以工业化应用.传统的湿法炼锌工艺中,大于93.5％的镓富集在浸出渣中,浸出渣处理以火法还原挥发工艺为主,在回转窑挥发浸出渣工艺中90％的镓保留在窑渣中,导致镓的回收流程长且回收率低,湿法处理浸出渣存在镓和铁分离的难题,至今未得到有效解决.氧压浸出炼锌工艺中,镓主要富集在锌粉置换渣里,锌粉置换渣采用酸性浸出和萃取工艺分离富集镓,最终制备金属镓,镓的综合回收率达到71％.通过对火法和湿法炼锌中镓回收工艺进行分析,对镓回收工艺中存在的关键问题和分离技术进行了总结,提出萃取分离、乳状液膜和树脂吸附有望成为锌冶炼过程中回收镓的绿色高效短流程关键技术.

关键词：

锌冶炼镓浸出渣置换渣萃取乳状液膜树脂吸附

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维普
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氧化铪基铁电薄膜相结构调控的研究进展

李彦郭媛媛梁海龙张建婷...

649-656页

查看更多>>摘要：随着微电子技术的发展,氧化铪(HfO2)因具有与Si基半导体工艺相兼容、适宜的相对介电常数、良好的热稳定性和化学稳定性以及较大的禁带宽度等优点,成为当前新型铁电材料的研究焦点.HfO2是一种典型的"相结构决定性能,性能决定应用"的材料,其铁电性能源于薄膜中存在空间点群为Pca21的非中心对称的正交相.因此,实现HfO2薄膜铁电性能稳定与提升的前提是调控HfO2薄膜于亚稳正交相结构.以正交相的调控机理为出发点,综述了 HfO2正交相的稳定因素,并分别从薄膜厚度、掺杂元素、退火工艺、晶粒取向和电极材料等方面进行归纳,例如HfO2材料的正交相含量随薄膜厚度的增加而降低;适宜含量的元素掺杂可以稳定HfO2材料的正交相;高的升温速率,极短的退火时间可抑制单斜相的形成;制备具有特定取向的正交相薄膜以及顶部电极的夹持作用都是保证HfO2材料正交相稳定的重要因素.最后,对HfO2薄膜未来发展做出展望.

关键词：

氧化铪铁电薄膜相调控氧空位膜厚

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添加剂在离子液体电沉积金属及合金中的应用

李秀湖邓蓉蓉李艳徐存英...

657-675页

查看更多>>摘要：近年来,基于离子液体电沉积制备金属和合金镀层已被广泛应用于多个研究领域,其电沉积过程可以克服传统水溶液体系电化学窗口窄、易受析氢副反应干扰等缺陷;相较于高温熔盐体系,离子液体可在温和条件下电沉积制备活泼金属及其合金.离子液体具有较高的黏度,导致离子迁移速率低,电沉积过程中易产生浓差极化,从而影响沉积产物的品质和性能.通过向离子液体电沉积体系中引入添加剂可以改变活性物种的电化学还原电位,进而影响晶粒的电化学结晶过程,显著改善沉积层的微观结构和性能.本文归纳总结了添加剂对离子液体中电沉积活泼金属、过渡金属和贵金属及其合金等方面的研究进展,系统分析了当前添加剂在离子液体电沉积金属及合金过程中的作用机理、效用和局限性,并展望了未来离子液体电沉积添加剂的重点研究方向.

关键词：

离子液体添加剂电沉积金属合金

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SP700钛合金热变形行为及组织演变

田宁宋晓云叶文君惠松骁...

676-683页

查看更多>>摘要：采用Gleeble3800热模拟试验机对SP700钛合金进行热压缩试验,研究合金在变形温度为800～880 ℃、应变速率为1～10 s-1、压缩变形量为30％和50％条件下的流变行为及显微组织演变.结果表明,随着变形温度升高和应变速率降低,SP700钛合金热压缩变形的峰值流变应力降低.合金在800℃压缩变形时,流变应力曲线呈明显的动态软化,其显微组织中α片层逐渐破碎球化,部分α片层发生动态再结晶.随变形温度升高,合金压缩真应力-应变曲线呈稳态流变状态.在相同变形温度下,随应变速率和压缩变形量增加,α片层球化程度增加.热变形过程中,平行于压缩轴的α片层在压应力作用下弯曲扭折,片层内取向差不连续存在,并于不连续处存在新α/α界面.垂直于压缩轴的α片层在压应力作用下界面发生起伏,片层内部存在累积取向差.在界面起伏处β相楔入α片层,最终导致α片层的破碎球化.

关键词：

SP700钛合金热变形条件动态再结晶高温流动行为α片层球化

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万方数据

油气工业中氢对双相不锈钢腐蚀行为的影响

刘子轩王竹唐德志金杰...

684-694页

查看更多>>摘要：随着双相不锈钢在海洋油气田和酸性服役工况下的应用越来越多,临氢环境下双相不锈钢的失效风险逐步提高.目前海洋油气田双相不锈钢管道面临的氢损伤失效主要出现在海水过阴极保护环境和含H2S的酸性服役环境.氢的引入除了引起双相不锈钢腐蚀性能和组织的改变外,还不可避免遭受氢损伤,包括氢脆、氢致开裂等.本文综述了氢进入双相不锈钢后引起的氢损伤问题、腐蚀性能的改变和组织的改变,旨在为双相不锈钢油气工业临氢环境下的应用提供指导;总结了氢在双相不锈钢中扩散和分布的研究现状:氢在双相不锈钢中的扩散路径是曲折的,倾向于在晶界处聚集,随后向铁素体扩散;介绍了与氢相关的现代分析技术与方法,同时展望了临氢环境双相不锈钢研究的发展趋势:氢损伤理论机制仍不完善,需要将现代分析技术和理论计算模拟相结合完善和发展新的氢损伤理论模型.

关键词：

油气工业双相不锈钢临氢环境氢损伤腐蚀行为

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