2020年, 第39卷, 第01期　
刊出日期：2020-02-15

  

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  拉萨河谷地区孔隙地下水水化学特征及水文地球化学模拟

  高宗军, 刘久潭, 李颖智, LI Ning, 王敏, 王姝, 王贞岩, 刘曼茜

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 1-10. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.001

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  为研究拉萨河谷地区地下水水化学特征及演化规律,综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图等进行水化学分析,并运用PHREEQC软件进行水文地球化学反向模拟。结果表明:拉萨河谷地区地下水主要阳离子呈Ca²⁺>Mg²⁺>Na⁺>K⁺的关系,阴离子则存在HCO₃^->SO₄^2->Cl^->NO₃^-的关系;拉萨河谷地区与堆龙曲河谷地区地下水水化学组分具有一定的差异性,且地下水水化学类型均以HCO₃·SO₄-Ca·Mg为主,水岩作用是地下水水化学组分的主要控制因素。堆龙曲模拟路径发生了斜长石和伊利石的连续溶解,绿泥石的连续沉淀;盐岩先沉淀后溶解,石膏先溶解后沉淀;石英先发生沉淀,后未参与反应;CO₂先逸出,后又溶解。拉萨河路径发生了绿泥石连续沉淀,斜长石开始未参与反应,后发生了溶解;盐岩、石膏、石英和伊利石发生了先溶解后沉淀,CO₂则发生了先溶解后逸出。两条路径都发生了阳离子交换作用,地下水的演化受矿物相的溶解沉淀以及阳离子交换作用的共同影响。
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  新泰市地下水水化学特征及成因探讨

  冯建国, 鲁统民, 高宗军, 李贵恒, 刘久潭, 杨海博

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 11-20. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.002

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  为查明新泰市地下水水化学特征及其离子来源,分别于2017年9月和2018年5月各采集29件地下水水样,综合运用数理统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs图以及离子比等方法对水样测试结果进行分析。结果表明,新泰市地下水环境较前人研究发生了较大的变化;丰枯水期主要阳离子为Ca²⁺,阴离子由前人研究以HCO₃^-为主变为以HCO₃^-和SO₄^2-为主;丰枯水期地下水按TDS划分,均处于淡水和微咸水等级;水化学类型在空间上变化较大,出现了多种类型,以HCO₃·SO₄-Ca型为主,这也说明地下水环境受到外界的影响;新泰市地下水离子主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩等的风化溶解,同时也受到人类生活、工业生产以及农药化肥过量使用的影响。
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  GMS在莒县城区地下水水源地保护区划分中的应用

  计量, 鲍新华, 张大勇, 徐贵贵, 于瀚博

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 21-27. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.003

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  以山东省莒县城区的三个水源地为研究对象,利用GMS软件中的MODFLOW模块进行地下水水流模拟。为地下水水源地合理划分水源地保护区,有效保护地下水资源,防止地下水污染,在水流模型的基础上利用MT3DMS模块进行溶质运移模拟,依据《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ/T338—2018）,将溶质运移100和1 000 d的范围划分为一级保护区和二级保护区,净水厂、第一水厂和文心水厂的一级保护区和二级保护区的污染晕范围面积分别为34 617和150 800 m²、54 467和203 000 m²、32 200和164 000 m²,实际操作时,可以将三个独立的二级保护区适当外扩,将三个水源地整体划入一个沿河谷的条带区域内进行保护管理,为莒县城区的水源地保护和开发利用提供依据。
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  川西坳陷中段雷口坡组碳酸盐岩地球化学特征及地质意义

  王纯豪, 韩超, 韩梅, 钟文健

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 28-36. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.004

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  为研究川西坳陷中段雷口坡组碳酸盐岩作为有效烃源岩是否具有可行性,通过川西坳陷中段三口钻井岩心样品的有机碳含量、有机显微组分以及沥青反射率的测定,分析样品的有机地球化学特征;结合主、微量元素特征以及Sr、Ba、Cu、Al、V、Cr、Ni等元素指标,探讨研究区当时所处的沉积环境。结果表明:研究区雷口坡组碳酸盐岩有机质丰度整体偏低,传统方法测得样品有机碳含量普遍低于0.2%,有机质类型为Ⅰ-Ⅱ₁型,有机质成熟度大于2.0%,处于过成熟阶段;生源Ba含量表明研究区雷口坡组具有中-低等古生产力水平;依据Sr/Ba、Sr/Cu、CaO/（MgO×Al₂O₃）、V/Cr与V/（V+Ni）的比值特征推断雷口坡组当时处于炎热干旱、高盐度、低能、弱氧化-还原的环境。
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  复合应力状态下砂岩损伤演化与裂纹扩展特征试验研究

  吕艳伟, 孙传平, 沈宝堂

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 37-45. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.005

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  为从细观尺度上研究复合应力状态下岩石中裂纹的扩展,采用数字图像相关技术,对砂岩人字形切槽巴西圆盘试件展开试验研究。基于试验中获取的试件在加载全程中的裂缝开口位移、全场域的应变场和位移场的分布和演变规律,对岩石的损伤演化及裂纹扩展机制和特征进行分析。结果表明:复合应力状态下岩石的损伤演化具有明显的阶段性;主要断裂形态为翼裂纹和次生裂纹,均为拉剪复合型裂纹;翼裂纹起裂位置随加载角度增大向试件中心靠近,沿曲线路径向加载点扩展,扩展中主导机制为拉伸;次生裂纹从柱面边缘起裂,以较平直路径向切缝尖端或切缝上某处扩展,扩展过程快速而不稳定,拉伸与剪切在其扩展机制中所占比重随加载角度变化。
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  侧压影响下圆形洞室岩爆双轴物理模拟试验研究

  谷雪斌, 郭伟耀, 赵同彬, 沈宝堂, 张东晓

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 46-52. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.006

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  为研究侧压影响下圆形洞室岩爆机制,采用双轴加载装置对含孔洞红砂岩试样进行了物理模拟试验,期间采用高速相机观测了孔洞破坏全过程。研究结果表明:岩爆过程可划分为平静期、剥落期、屈曲期和岩爆期四个时期;洞壁垂直起裂应力和岩爆V型槽破坏深度均随侧压增大而呈线性增大趋势。侧压主要从两方面影响岩爆发生:一是影响洞室破坏机制,当侧压较低时,洞壁垂直方向起裂应力小、水平方向应力梯度小,以拉伸破坏机制为主,破坏范围小,而侧压较大时,洞壁浅部区域破坏机制与低侧压时类似,但洞壁深部区域由于水平应力增加,受力类似三轴压缩,以剪切破坏机制为主,破坏范围大;二是影响洞壁能量积聚释放特征,由于侧压增大,平静期持续时间增加,而破坏期持续时间减小,造成洞壁破坏时单位时间内能量释放率增加,岩爆发生更加剧烈。
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  基于脉动气流的不同颗粒流化特性研究

  李妍娇, 赵跃民, 李钰潼, 于斌, 郭涵, 董良

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 53-60. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.007

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  为了获得更适合细粒煤分选的介质,降低分选误差,为提高分选效果提供理论依据,利用脉动流化床,通过控制气流的脉动频率及气流速度,分别测量Geldert A、B两种颗粒组成床层的压力波动和密度特性,研究床层颗粒的流化效果。结果表明:Geldert A类颗粒的流化特性曲线中由于颗粒相互粘附出现的突破点随着脉动频率增加消失,在脉动频率为3.49 Hz时,最小流化速度的极小值为5.68 cm/s,Geldert B类颗粒在脉动频率为5.24 Hz时,最小流化速度的极小值为10.0 cm/s,Geldart A类颗粒易于流化; Geldert A类颗粒压力信号受气泡及气流干扰出现二次波动,压力信号由床层底部到顶部幅值出现耗散,幅值降低,波形混乱,周期性不明显;此外,两种颗粒密度标准差随频率及气速的增大均先减小后增大,Geldert A类颗粒密度标准差较Geldert B类小,床层均匀性好。
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  地震荷载和列车荷载共同作用下弹性均质路基的动力响应

  石传志, 徐晓, 高盟, 陈青生

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 61-70. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.008

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  为了研究地震发生时列车移动荷载引起的弹性均质路基的振动响应规律,采用ABAQUS软件并与FORTRAN相结合建立轨道结构-路基-地基三维数值计算模型,通过编制DLOAD子程序模拟列车移动荷载,在模型底部输入地震加速度模拟地震荷载,采用三维黏弹性人工边界模拟波从有限域向无限域传播,忽略轮轨接触及轨道不平顺的影响,通过对比分析的方法,总结地震荷载和列车移动荷载共同作用下路基在不同列车速度及轴重条件下的应力、位移和加速度的振动特征。研究结果表明:地震荷载对路基的位移振幅起主导作用,列车移动荷载对路基的应力和加速度起主导作用;路基各结构层的位移随列车轴重的增加而减小,随车速增加表现为先减小后增大;路基各结构层加速度随着列车轴重的增加而增加,随车速增加表现为先减小后增大又减小的趋势;推测车速70 m/s为列车影响的临界速度。
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  关于三角代数上的广义Engel条件

  温立书, 李霞, 马晶

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 71-75. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.009

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  设R是有单位元的交换环,A,B是R上酉代数,M是非零（A,B）-酉双模。D是三角代数T上的导子。本文刻画了三角代数上满足广义Engel条件[[…[[D（X^m）X~n-X^pG（X^q）,Xⁿ¹],Xⁿ²],…],X^nk]=0和[D（X）,X]_kX-X[G（X）,X]_k=0的导子的结构。
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  基于采样控制的时滞神经网络的指数同步

  姚篮, 秦婧, 王震

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 76-84. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.010

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  基于采样控制研究了时滞神经网络的指数同步问题。首先,建立了驱动-响应时滞神经网络的数学模型并设计了采样控制器。其次,在输入延迟法的框架下,通过构造时间依赖的李雅普诺夫泛函,并结合自由权矩阵方法,建立了保证驱动-响应系统取得指数同步的线性矩阵不等式形式(LMIs)的判据。最后,通过两个数值仿真算例验证了结果的可行性。
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  一种改进加权最小连接算法及在CDN的负载均衡技术中的应用分析

  孟晓景, 张春勇

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 85-90. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.011

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  针对内容分发网络技术中本地负载均衡策略进行研究,提出一种适用于内容分发网络负载均衡的改进加权最小连接算法(improved weighted least connection,IWLC)。该算法在加权最小连接算法基础上考虑服务器性能与负载能力,引入服务器动态性能与负载水平评估因子,计算出综合性能指标以及动态权值并以此性能指标为依据完成任务调度,能较好地利用底层硬件资源,同时降低任务响应时间。
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  融合地图信息与WiFi地标的室内粒子滤波定位算法

  朱晨迪, 贾俊, 张斌, 李志远, 魏玮, 赵建立

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 91-99. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.012

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  目前行人航迹推算(pedestrian dead reckoning,PDR)和WiFi指纹定位成为室内定位的主流技术,WiFi指纹定位由于无线信号的波动性导致定位结果不稳定,PDR算法随着应用时间的延长传感器累计误差增大,同样会导致定位精度降低。本研究提出一种基于地图信息的粒子滤波(particle filter,PF)与WiFi地标相结合的混合定位算法(WL+PF)。该算法通过地图信息约束粒子的位置,同时利用WiFi信号峰值检测相应地标信息,对观测信息修正的同时,更新粒子权重,从而实现最终的定位。实验结果表明,优化后的算法定位精度优于其他常规滤波融合定位算法。
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  基于时效约束的多级节点设施运输网络优化研究

  徐伟, 仇延昭, 马昌文

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 100-109+119. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.013

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  区域内多级节点设施运输网络的整体优化不仅可以合理配置运输资源,有效提高规模效益,还可以提升满足时效的运输服务水平,对于运输业运输水平的提升有着十分重要的作用。首先,基于多级节点设施分析构建货物运输网络;其次,通过对运输网络成本以及时效要求的分析,建立具有时效要求的多级节点设施规划模型,在此基础上加入混合节点的优化方案,对模型进行优化调整;最后,通过实例分析对该模型进行评价,验证模型的适用性。结果表明:具有时效约束的多级节点设施运输网络优化模型可以在有效降低运输网络物流成本的基础上,满足运输过程中的时效要求。
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  多机械臂系统无模型自适应神经网络同步控制

  张佳舒, 张烨, 赵东亚

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 110-119. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.014

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  针对模型未知的多机械臂系统,利用多个独立的RBF神经网络,对每个子机械臂系统进行逼近,基于图论原理定义了每个子系统之间的同步耦合关系,结合滑模控制方法设计出一种机械臂无模型自适应同步控制器。通过神经网络权值的不断在线迭代过程,随机械臂工作任务的变化可以实现对其动力学模型的实时逼近,摆脱了数学模型的限制,扩大了控制器的应用范围,在初始误差较大的情况下也可以保证对期望轨迹实现快速跟踪,并且系统在载荷发生改变等不确定的情况下依然能够实现同步,提高了控制器的鲁棒性。最后通过Lyapunov稳定性分析和Matlab仿真对所设计的同步控制器进行了验证。
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  基于三区域划分的单幅图像去雾算法

  郭新运, 孙丕波, 卢潇, 高尚, 刘晓欣, 范迪

  山东科技大学学报（自然科学版）. 2020, 39(01): 120-128. https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.01.015

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  雾致退化给图像在监测监控、遥感航拍等领域的应用带来困难。针对现有去雾算法在天空区及交界处存在的问题,提出对图像进行天空、非天空及过渡三分区,并根据各区特点分别采用大尺度Retinex算法、暗通道先验去雾及两种算法结果加权融合的去雾算法框架。实验结果表明,算法较好地解决了天空区颜色紊乱、光斑等问题,去雾后的天空清晰平滑;过渡区在保持图像细节的情况下,克服了区域交界处的虚假边缘问题。与几种常见算法的对比实验结果显示,算法兼顾了不同区域的特点,去雾效果在整体上优于对比算法。