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文章以酸刺沟煤矿 6上 煤二盘区回采巷道为研究对象,通过现场矿压监测与物理相似模拟试验,系统分析了煤柱条件下回采巷道的矿压显现规律.研究结果表明:在煤层采厚 10 m、煤柱宽度 25 m、局部存在坚硬顶板的条件下,工作面回采期间煤柱应力显著增大,巷道表面位移、锚杆(索)工作阻力及深部围岩离层量均较大,矿压显现剧烈,严重影响巷道稳定性.相似模拟试验进一步揭示了不同煤层厚度下煤柱应力分布呈"驼峰状"特征,并验证了 45 m 宽煤柱仍具备较强承载能力.基于研究结果,提出了不建议缩小二盘区煤柱宽度,并建议采用井上下协同控制技术对坚硬顶板进行致裂卸压,以保障巷道系统稳定与安全生产.

针对酿酒废水生化处理单元水力停留时间(HRT)长、抗冲击能力弱的问题,开展了高浓度复合粉末载体生物流化床(HPB)中试试验,考察了连续运行条件下,HPB系统对酿酒废水的生化处理效果和抗冲击能力,探讨了HPB强化系统脱氮除磷的作用机理.结果表明:运行期间,HPB系统中MLSS稳定在13 000 mg/L左右,SVI随运行时间的延长从90.76 mL/g降至75.48 mL/g,污泥沉降性能明显改善;随进水流量的增大、HRT的缩短、水温的波动,HPB系统运行平稳,平均出水COD、NH4+-N质量浓度、TN和TP分别为140.77,3.81,11.43,6.43 mg/L,优于原污水处理厂生化处理水平.在门水平上,HPB中拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度由初始(接种污泥)的18.67％升至23.12％,绿弯菌门(Chloroflexota)相对丰度由13.39％降至10.51％;在属水平上,反硝化菌norank_f_Saprospiraceae的相对丰度升至12.32％.HPB工艺处理效率高(HRT由88.8 h缩短至44.4 h)、抗冲击负荷能力强、出水水质好,适用于酿酒废水生化处理工艺的改造.

玉米作为我国重要的粮食作物,其产量直接关系国家粮食安全.近年来,受气候变化和耕作模式改变的影响,玉米茎腐病已经成为我国玉米生产的主要威胁.[目的]筛选鉴定抗玉米茎腐病的生防菌株,明确其最佳发酵工艺,并开发为高效菌剂,为构建新型绿色防控技术体系提供理论支撑与物质基础.[方法]结合稀释涂布法与平板对峙法筛选禾谷镰孢(Fusarium graminearum)的拮抗菌株;结合生理生化特征与分子生物学手段对目标菌株进行物种鉴定;通过单因素试验优化菌株发酵条件,并研制生防菌株种衣剂;利用室内盆栽与室外田间小区试验,系统评价生防菌株种衣剂对玉米生长发育的促进作用及对玉米茎腐病的防治效果.[结果]成功筛选出 2 株对禾谷镰孢抑制率达 70.00％左右的生防菌株 HS104 和 HS107,经鉴定 2 株菌均为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis).2 株菌对多种玉米主要病原菌[拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)、尖孢镰孢(Fusarium oxysporum)及玉蜀黍平脐蠕孢(Bipolaris maydis)]表现出拮抗活性,抑菌率均在60.00％左右.经发酵条件优化后,室内盆栽试验表明 HS104 和 HS107 不仅显著促进玉米生长,且对茎腐病的防效分别达到 75.00％和 71.00％.基于此研发的生防种衣剂在田间试验中表现优异,不仅显著促进玉米生长,对茎腐病的防效分别达到 63.93％和 77.33％;且感病植株的产量较对照分别提高 8.20％和 9.20％.[结论]菌株 HS104 和 HS107 兼具广谱抑菌、强促生及高效防病等多重优良特性,在玉米茎腐病生物防治及增产提质方面具有广阔的应用前景.

东北黑土地是我国重要的粮食生产基地和全国玉米的主产区.多功能促生菌可以通过固氮解磷将土壤中作物难以利用的氮、磷转化为可吸收形态,从而减少化肥用量并促进作物生长.[目的]从东北黑土中系统筛选高效多功能菌株,通过玉米种子 16℃低温萌发试验与盆栽试验评价其在减施 20％氮磷条件下提升黑土肥力与促进玉米生长的作用效果,为创制适配东北黑土区生境的候选微生物菌剂提供优良种质资源.[方法]采用选择性培养基从水稻根际土中分离筛选多功能菌株;通过 16S rRNA 基因序列分析对菌株进行分类鉴定;定量测定所获得菌株的固氮、溶磷及吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)合成等促生特性.在此基础上,以玉米为供试作物,通过种子萌发试验和盆栽试验系统评价功能菌株对低温(16℃)条件下种子萌发及苗期土壤理化性质和植株生长指标的影响,综合评估其对土壤质量提升与作物促生效应.[结果]筛选获得2 株多功能根际促生菌,经 16S rRNA 基因序列分析鉴定为雪白螺菌属(Niveispirillum sp.)YM6 和芽孢杆菌属(Bacillus sp.)A03.功能分析表明,YM6 兼具固氮与产 IAA 能力,A03 兼具溶磷与产IAA 能力.低温萌发试验显示,复合接种 YM6+A03 效果最佳,发芽率达 49.00％,发芽指数较对照提高 51.44％,平均发芽时间缩短 0.18 d,表现出优于单菌处理及三元复配的协同促生效应.盆栽试验进一步表明,三元复合处理[YM6+A03+ZP(Penicillium bilaiae)]的玉米株高、总生物量、叶绿素总量及土壤有效磷、铵态氮含量较化肥减量对照分别显著提高 12.73％、82.60％、66.30％、29.94％和 30.03％;双菌复合处理(YM6+A03)上述指标与全肥无显著差异,但较化肥减量对照分别提高 9.08％、63.54％、32.81％、21.51％和 15.31％,且优于单一菌剂处理.这表明复合菌剂(YM6+A03+ZP)表现出显著的协同增效作用,可在化肥减量条件下维持甚至提升作物生产力.[结论]单一菌株接种的促生效果相对有限,双菌复合处理(YM6+A03)在化肥减量条件下可维持与全肥相当的生产力,三元复合处理(YM6+A03+ZP)则显著优于全肥对照,在促进玉米生长的同时改善黑土养分状况,并展现出良好的微生物菌剂开发潜力.

[目的]大豆玉米带状复合种植是兼顾大豆扩种与玉米稳产的重要技术路径之一.但相邻播种行的作物类型、理论穴距及穴粒数配置存在差异.现有播种过程监测研究大多面向单一作物,虽已实现排种事件检测、漏播和重播预警,但对复合种植条件下分作物参数判定与穴级空间追溯的一体化支持仍不足.为此,设计了一种大豆玉米带状复合种植播种质量监测系统.[方法]该系统主要由STM32F407ZGT6采集终端、WTRTK-980+4G RTK定位单元和E3S-GS30E4光电传感器组成,终端逐粒记录播种事件的时间、经纬度、行号和作物类型并导出CSV文件;软件分析端依次完成作物类型校验、数据清洗、WGS84到UTM投影、杆臂效应校正、行内穴聚类和穴级质量判定,输出带空间坐标的穴级播种地图与统计信息.[结果]田间试验结果表明,在3.0,3.5,4.0 km·h-1 3个速度水平下,系统-人工统计结果综合一致率分别为94.77％、93.49％和89.77％;逐穴分类准确率分别为99.41％、98.33％和97.45％,Macro-F1分别为92.45％、80.94％和77.91％,表明随着作业速度提高,系统对异常穴位的误报和漏检增多;玉米穴距监测MAE分别为(0.85±0.15)cm、(1.37±0.23)cm和(1.93±0.38)cm,穴距监测误差随作业速度升高而增大.[结论]综合考虑监测误差和作业速度,3.5 km·h-1在本试验设置的3个速度水平中表现相对均衡.该系统可用于大豆玉米带状复合种植播种作业质量监测,并为量化评估与空间化追溯提供技术支持.

目的 探讨益生菌发酵工艺对张氏江蓠多糖降血糖活性的影响,评价其体内降血糖功效.方法 对张氏江蓠的益生菌发酵制备多糖的工艺进行了优化.以α-葡萄糖苷酶抑制率为指标,通过菌种筛选,选定发酵黏液乳杆菌SX-D1520为发酵菌种,利用单因素及正交试验获得最佳发酵条件.采用体外α-葡萄糖苷酶抑制模型及2型糖尿病小鼠模型,系统比较发酵多糖(GLP-LF)与传统水提多糖(GLP-W)的体内外降血糖活性及对肝胰组织的保护作用.结果 确定最佳发酵工艺为37 ℃、48 h、接种量5%,此条件下发酵粗多糖的提取率为(61.82±5.32)%,α-葡萄糖苷酶抑制率为(84.28±1.03)%.体外降血糖活性结果表明,GLP-LF在体外对α-葡萄糖苷酶抑制率(74.76%)是GLP-W(13.23%)的5.65倍.体内降血糖活性结果表明,GLP-LF能剂量依赖性地降低糖尿病小鼠的空腹血糖,改善糖耐量,其高剂量组效果与二甲双胍相当,并能显著减轻肝脏脂肪变性及改善胰岛萎缩,效果优于GLP-W.结论 益生菌发酵能显著提高张氏江蓠多糖的降血糖活性,为开发相关降血糖功能产品提供了实验依据.

特高压输电线路钢管塔的水平杆件因其较大的长细比,在低风速区间易频繁发生涡激振动,进而导致连接部位出现疲劳损伤.为抑制振动并提高杆件气动稳定性,提出一种在表面布设扰流板的气动外形控制方法.首先基于数值模拟,系统分析了低风速区间内杆件的升力、阻力与尾流频率特性,初步得到来流风与扰流板夹角和扰流板宽度对气动性能的影响规律.随后在风洞中开展验证性试验,深入研究扰流板结构参数对杆件气动稳定性的作用机制,并综合考虑了工程服役条件下的安装误差和多种来风攻角.研究结果表明,扰流板的布置角度和宽度对振动控制效果影响显著.当扰流板整体偏转 15°并沿全管长布置时,杆件振动幅度最大可降低 94.1％.基于涡激振动能量沿展向非均匀分布理论,仅于跨中布设覆盖全长 30％和 60％长度的扰流板时,最多可以削减 94.5％、87.6％的涡振.研究表明,扰流板布设是一种有效且经济的气动外形控制措施,可显著降低特高压输电塔水平钢管杆件的涡激振动,为杆件的减振设计与工程应用提供参考方案和经济性策略.

为探讨因黏滞阻尼器在不同位置失效导致的阻尼系统耗能衰退问题,本文针对新型水平万向阻尼放大装置(HUDAD)开展部分黏滞阻尼器失效后装置耗能退化特性研究.基于Maxwell力学模型构建阻尼力和耗能理论模型,结合拟静力试验,以2个黏滞阻尼器失效为例,分析HUDAD的耗能退化特性并验证理论模型的正确性,评估杠杆放大效应在不同失效工况下的敏感性.结果表明:任意黏滞阻尼器失效时,HUDAD的阻尼力和耗能相较于单个黏滞阻尼器仍具有相同的放大倍数;对称位置与非对称位置处阻尼器失效时耗能效果相较于相邻位置失效降幅分别高达13.25%和15.74%;相邻位置和对称位置阻尼器失效条件下,杠杆放大效应敏感性均与速度负相关,而非对称位置阻尼器失效时其敏感性与速度正相关.

为探究高地应力、碱性腐蚀与动态扰动耦合作用下深部工程岩体的力学特性及损伤演化机制,基于分离式霍普金森压杆开展了动静组合加载下碱蚀砂岩的力学响应试验研究,并结合低场核磁共振技术,系统分析了不同碱蚀程度与围压条件下砂岩动态力学性能、能量耗散特征、孔隙结构演化及损伤机制.结果表明:砂岩动态力学性能受碱蚀与围压共同耦合影响,碱性腐蚀劣化砂岩的动态力学性能,强碱环境下砂岩峰值强度与耗散能较中性环境均明显降低;围压对碱蚀砂岩的动态力学性能具有强化作用,其峰值强度与耗散能均随围压增大呈上升趋势.核磁共振测试显示,碱性环境促使微孔向中、大孔转化,当pH=13时大孔占比增幅最大,而围压通过机械压缩抑制孔隙扩展.磁共振成像结果显示,损伤演化具有临界点效应:当pH=11时孔裂隙发育较为活跃,当pH=13时深层磁共振成像信号回落,损伤演化呈现局部失稳趋势.研究成果可为深部碱性环境工程岩体的稳定性评估与抗冲击设计提供理论参考.

为探究试件几何尺寸对岩石动态抗拉性能及破坏机制的影响,采用分离式霍普金森压杆试验系统,对高径比0.5～1.0区间的砂岩试件开展动态巴西劈裂试验,分析了不同高径比砂岩动态拉伸力学特性、能量耗散特征及破坏形态的规律.试验结果表明:在0.300 MPa冲击气压下,砂岩动态力学响应呈现显著的尺寸效应:随试件高径比由0.5增大至1.0,动态峰值拉伸应变由0.652％提升至1.443％,动态抗拉强度则由6.909 MPa降至4.507 MPa.随试件高径比增大,能量耗散率呈线性递减,由49.4％降低为22.0％;单位体积耗散能呈线性递减,由314.762×10-3 J/cm3降低为69.238×10-3 J/cm3.当高径比＜0.9时,试件以中心主裂纹与端部楔形剪切区交织的拉剪混合破坏为主,伴随大量Ⅱ型、Ⅲ型破碎块体;当高径比≥0.9时,试件表现为中心起裂单一拉伸破坏模式.基于上述试验结果,揭示了不同高径比下砂岩动态劈裂的破坏机制:当高径比＜0.9时,加载端产生的剪切应力向试样中心扩展,与中心区域的拉伸应力形成叠加效应,能量主要通过端部剪切破坏过程耗散,最终导致拉剪复合破坏;当高径比≥0.9时,剪切应力聚集在端部,能量主要集中于中心拉伸裂纹的萌生与扩展,形成以中心张拉作用为主导的应力场,导致单一拉伸破坏.本研究可为深部工程动力灾害机理及围岩安全防护设计提供理论依据.