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不同等级的饱水煤在液氮冷冻和解冻处理下的损伤及声学特性
在深部煤矿和煤层气资源开发过程中,煤层的地质特性差异显著,这对液氮(LN₂)压裂技术的应用效果产生重要影响。煤层的变质程度不同,导致其物理性质存在显著差异,从而影响压裂后的渗透性和气体产出效率。因此,深入研究不同煤阶在液氮冻结-融化过程中的力学与声学响应机制,对于优化液氮压裂技术、提高煤层气开采效率具有重要意义。本研究选取了三种具有代表性的煤阶——褐煤、烟煤和无烟煤,分别进行单次液氮冻结融化(LNSFT)和多次冻结融化(LNCFT)实验。实验采用了超声波测量、单轴压缩测试和声发射(AE)监测等手段,全面评估了液氮处理对煤层物理性质的改变。研究发现,在冻结初期,煤层内部的孔隙水会因低温而发生固结
来源:Geoscience Frontiers
时间:2025-08-07
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利用新的注水特性曲线和韦伯模型对低渗透性水库的产水性能进行分析
Jiqing Yi|Qihong Feng|Chuanzhi Cui中国石油大学(华东)石油工程学院,青岛,266580,中国摘要为了解决在低渗透率水库中使用传统水驱特征曲线预测开发指数时出现的大误差问题,并明确每个开发指数随时间的变化规律,本研究建立了油水相对渗透率比与含水饱和度之间的新关系。基于这一关系,利用水库工程方法推导出了一种新型的水驱特征曲线。然后将这种新的水驱特征曲线与Weibull模型结合,用于分析低渗透率水库的生产性能。结果表明,建立的Kro/Krw与Sw之间的关系有效解决了油水相对渗透率曲线向下弯曲的问题,且该关系的拟合精度很高,相关系数超过0.997。推导出的新型水驱特征
来源:Geoscience Frontiers
时间:2025-08-07
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马兰黄土的疲劳断裂及其对黄土崩塌失效的影响
在黄土覆盖区域,高陡边坡是常见的地质现象,这主要归因于该地区多山的地貌特征。近年来,这些边坡的倾倒型滑坡现象显著增加,其原因与极端气候事件的频繁发生密切相关。黄土的倾倒滑坡通常涉及在脱离块体后形成的Mode I(张裂)断裂,这种断裂可能由静态或循环载荷触发。然而,循环载荷如何引发疲劳断裂和裂纹扩展,从而促进黄土边坡的倾倒滑坡,目前仍缺乏深入的理解。为此,本研究通过Mode I断裂实验和数值模拟相结合的方式,探讨了未扰动黄土在循环载荷下的疲劳断裂行为。研究团队开发了一种数值模拟方案,将腐蚀算法与内置的线性并行键模型相结合,从而实现了对渐进性损伤的分析。实验结果表明,黄土在循环载荷作用下表现出应变
来源:Geomechanics for Energy and the Environment
时间:2025-08-07
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在碳酸盐关键带进行的地球物理成像研究突显了深度风化过程的重要性
在地球的临界带中,岩石风化过程对于地下水的储存与传输具有关键性影响。临界带是指地表至地壳浅部之间,受生物、气候和地质作用共同塑造的区域。在此区域,岩石风化不仅影响地表地貌的形成,还深刻地改变了地下水资源的分布与流动路径。特别是在喀斯特地貌的碳酸盐岩环境中,由于其对溶解和侵蚀过程的高度敏感性,研究风化岩层的几何结构和物理特性显得尤为重要。本研究以法国南部的Larzac观测站为研究对象,提出了一种结合多学科数据的风化岩层概念模型,旨在揭示这些岩层在地下水资源中的作用。Larzac观测站位于法国南部的“Grands Causses”地区,是一个典型的石灰岩和白云岩喀斯特地貌区域。该地区的岩石主要形成
来源:Geomechanics for Energy and the Environment
时间:2025-08-07
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犹他州邦纳维尔盆地盐壳的收缩现象:多光谱遥感观测结果
在北美的干旱地区,盐层的演变是一个受到多种自然与人为因素共同影响的复杂过程。以美国犹他州的邦尼维尔盆地为例,研究者发现该区域的盐层呈现出显著的时空变化,并且在过去一个世纪中经历了快速的面积缩减。这一现象不仅对地质学研究具有重要意义,也对水资源管理、生态环境保护以及人类活动的影响评估提供了宝贵的资料。通过对盐层系统的长期监测,可以更深入地理解其动态变化机制,并为类似环境下的盐层研究提供参考。邦尼维尔盆地是美国西部大盆地和山脉省(Basin and Range Province)的一部分,其面积约为9500平方公里。该盆地的地表沉积物主要由更新世湖泊沉积物和蒸发岩沉积物构成。在现代的邦尼维尔盆地中
来源:Geomechanics for Energy and the Environment
时间:2025-08-07
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气候变化背景下沉积物来源的变迁:智利中部半干旱安第斯山脉地区的沉积物来源与迁移过程
全球气候变化正深刻影响着山地河流系统的沉积物动态,这种变化不仅改变了沉积物的搬运过程,还对流域内的连通性和地貌响应产生了重要影响。本文聚焦于智利中心半干旱安第斯山脉的马皮奥上流域(Maipo Alto Basin),该地区近年来经历了严重的“大干旱”以及极端的水文气候事件。通过分析该流域在2019-2021年两个高流量季节(春季和夏季)中采集的沉积物样品的Sr和Nd同位素组成,研究者试图揭示当前气候条件下沉积物来源的变化及其在流域内的转移路径。此外,2021年1月的一次异常强降水事件引发了广泛的泥石流,为研究极端气候事件对沉积物来源和转移路径的影响提供了独特的机会。在当前的水文气候条件下,研究
来源:Geomechanics for Energy and the Environment
时间:2025-08-07
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磷灰石
层状基性侵入体中的原位Lu-Hf和U-Pb地质年代学研究
**解读:利用激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS/MS)测定磷灰石的Lu-Hf和U-Pb年龄以研究层状镁铁质侵入体的结晶时间**层状镁铁质侵入体(Layered Mafic Intrusions, LMI)是固化的玄武岩岩浆房的残余部分,对于理解地壳深处的火成岩过程具有重要意义,包括与经济价值的Fe-Ni-Cu-Co硫化物、铂族元素(PGE)、Cr-Fe-Ti-V-氧化物和磷灰石矿床形成相关的过程。然而,由于可用于测年的矿物如锆石在镁铁质岩石中较为稀少,确定LMI的侵入时间一直是一项挑战。本文研究了磷灰石,这是一种在镁铁质岩石中常见的副矿物,其在LMI的最演化部分可达到高模态丰度
来源:Geochimica et Cosmochimica Acta
时间:2025-08-07
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基于深度学习的数字岩石物理学分析:从通过少量样本学习进行图像分割和边缘检测,到机械性能预测
在数字岩物理(Digital Rock Physics, DRP)领域,研究者们正致力于通过高分辨率图像处理与数值模拟相结合的方式,精确地揭示岩石微观结构对工程和地质特性的影响。随着人工智能技术的迅速发展,DRP分析的智能化程度显著提高,但当前大多数研究仍然局限于使用分割后的图像来估计岩石的力学特性。这种做法在一定程度上存在两个潜在限制:一是基于深度学习的图像预处理准确性依赖于大规模数据集,二是地质活动相关的先验信息(如边缘特征)常常被排除在力学特性估算之外。为了解决这些问题,我们提出了一种基于少量样本的图像分割与边缘检测方法(EdgeSegNet),以及一种通过引入先验信息进行多任务学习的网
来源:Geoenergy Science and Engineering
时间:2025-08-07
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关于从富铁地层中刺激产生氢气的可行性
氢基技术为全球能源转型提供了有前景的解决方案。除了电解法生产氢气外,地下地质构造也可以作为天然氢气来源。富含铁的超镁铁质岩石尤其适合通过自然过程如蛇纹岩化生成氢气。自然反应和迁移过程可以通过多种刺激方式增强,包括热、水力和化学处理。通过数值模拟,我们分析了影响地下氢气生成和迁移的各种因素之间的复杂相互作用,强调了不同刺激技术、催化剂和条件的重要性。研究结果表明,关键参数如损伤带渗透率和宽度显著影响可生产氢气的质量。我们的结果表明,结合较大的损伤带宽度、较高的渗透率以及刺激反应速率为1 × 10⁻⁹的条件,可以在井口实现经济上可行的生产速率,最高可达每秒1千克。此外,铁含量的可用性被确定为实现经
来源:Geoenergy Science and Engineering
时间:2025-08-07
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二氧化碳储存井中水泥完整性的综合分析:热力学与化学效应的结合
全球变暖已成为当今社会面临的重大环境挑战之一,而二氧化碳(CO₂)地质封存技术被视为一种有效的缓解手段。该技术通过将CO₂注入地下地质构造中,使其长期封存,从而减少大气中温室气体的浓度。然而,为了确保CO₂封存的长期安全性和有效性,必须重视井筒系统的完整性。井筒完整性不仅关乎CO₂的泄漏风险,也直接影响封存项目的经济可行性和环境影响。本文通过构建一个全面耦合的三维热-孔隙-弹性模型,结合化学降解效应,对井筒系统的应力分布进行模拟和分析,旨在为提高CO₂封存系统的安全性提供科学依据。### CO₂封存的背景与挑战全球每年因化石燃料燃烧排放的CO₂高达374亿吨,而这些气体若不加以控制,将对气候变
来源:Geoenergy Science and Engineering
时间:2025-08-07
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低分子量有机化合物的生物降解作用驱动了地下水中砷的迁移
在地下水系统中,高砷(As)含量是一个全球性的环境问题,对全球约70个国家的居民健康构成威胁。本研究聚焦于中国贺兰盆地,通过分析两个不同地质环境下的多级井(K1和K2)中的溶解有机质(DOM)和与之深度匹配的沉积有机质(SOM)的脂类生物标记物及其化合物特异性碳同位素,旨在揭示这些有机质分子在砷富集过程中的作用。K1井位于平原区域,而K2井则位于冲积扇区域。研究结果表明,K1井的地下水和溶解有机碳(DOC)浓度高于K2井,这可能与不同地质环境下的有机质来源和降解程度有关。平原区域的地下水系统显示出更高的微生物来源有机质输入,这体现在K1井的地下水和沉积物有机质中。K1井的有机质具有较低的碳氮比
来源:Geochimica et Cosmochimica Acta
时间:2025-08-07
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《丰富的社会关系:乌克兰外喀尔巴阡地区的蜜蜂保护、商业与公共资源管理》
在西方蜜蜂(*Apis mellifera Linnaeus*)的生存危机中,一个重要的因素是其种内多样性在原生地区逐渐消失。为了应对这一问题,一些学者和实践者提出了“通过利用进行保护”的策略,这种策略试图将蜜蜂的保护与商业价值的提升相结合。然而,这种方法也带来了许多复杂的问题,尤其是在如何确保蜜蜂在特定区域繁衍、防止外来蜜蜂基因污染方面。本文通过研究乌克兰西部特兰斯卡拉巴地区(Transcarpathia Oblast)在俄罗斯全面入侵前后,围绕“隔离交配站”这一关键基础设施所引发的冲突,探讨了蜜蜂保护与商业化之间的张力,以及这种张力如何反映在非欧盟欧洲边缘地带的地理和社会空间中。在特兰斯卡
来源:Geoforum
时间:2025-08-07
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氟对橄榄石中氢缺陷稳定性的影响
这项研究聚焦于氟对橄榄石中氢缺陷稳定性的影响,揭示了氟元素在地球内部水循环和矿物行为中的潜在作用。橄榄石是地幔中最为重要的矿物之一,尤其在上地幔中占据主导地位。作为地幔的主要水储存库,水在橄榄石中的存在形式及其行为对地幔的物理和化学性质具有深远影响。然而,以往的研究多集中于水本身,较少关注其他挥发性元素如氟对氢缺陷稳定性的影响。研究发现,氟与氢在某些矿物中具有相似的化学行为和原子尺寸,这使得氟能够替代氢氧根(OH)进入矿物结构,并影响其稳定性。为了探讨氟对氢缺陷稳定性的影响,研究人员通过高温退火实验(900–1200 °C)对氟含量不同的合成橄榄石(Fo100和Fo95)以及不含氟的橄榄石(F
来源:Geochimica et Cosmochimica Acta
时间:2025-08-07
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用于氧化还原调控生物降解的生物标志物代理指标:解析有机物的保存机制与碳循环过程
有机质的降解是碳循环中的关键环节,其在现代海洋和湖泊系统中的作用已被广泛研究。然而,对于远古时期湖泊系统的有机质降解过程,由于缺乏合适的代用指标,其机制仍然不明确。本研究旨在通过分析湖泊沉积物中的生物标志物浓度,揭示远古湖泊系统中有机质降解与碳循环之间的关系。研究提出两个假设:首先,在有机质经历了显著再循环的环境中,-hopanoids(如hopane)相对于总有机碳(TOC)的浓度会显著升高,因为这些分子具有较强的抗降解性,通常来源于异养细菌;其次,在有机质降解程度较低的情况下,生物标志物浓度与TOC之间应存在正相关关系,而在强烈的再循环条件下,这种相关性可能被打破。通过对中国东北地区白垩纪
来源:Geochimica et Cosmochimica Acta
时间:2025-08-07
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嫦娥五号钻取的岩芯中镍同位素组成显著升高,表明年轻的月球表面长期受到微陨石撞击的影响,从而经历了持续的空间风化作用
在月球表面,空间天气化(space weathering)是一个持续发生的自然过程,它通过改变月表的化学和同位素组成,对月球及其类地行星的形成与演化历史产生重要影响。空间天气化主要由微陨石撞击、太阳风与离子溅射以及宇宙辐射等外部因素驱动,这些因素共同作用于月球表面,导致其物理和化学性质随时间发生变化。理解这一过程不仅有助于揭示月球的演化历史,也为研究其他无大气行星体的表面改造提供了重要线索。微陨石撞击被认为是空间天气化过程中最为关键的环节之一。这些微小的天体在高速撞击月球表面时,会带来丰富的外来物质,同时也会因高温和高压条件导致部分物质蒸发。然而,目前对于微陨石撞击在空间天气化过程中的具体贡献
来源:Geochimica et Cosmochimica Acta
时间:2025-08-07
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将微气泡融入牛奶巴氏杀菌过程中以减少污染
在当今的食品工业中,尤其是乳制品加工领域,设备表面的结垢(fouling)问题一直是一个严峻的挑战。结垢不仅影响了热交换效率,还增加了设备的运行成本,从而限制了乳制品生产过程的经济性和可持续性。这项研究旨在探讨微气泡(microbubbles, MBs)作为一种新型清洁剂在乳制品巴氏杀菌过程中的应用潜力,以有效减少热交换设备中的结垢形成。微气泡是一种尺寸通常在1到100微米之间的气泡,与常见的毫米级气泡相比,其在物理和化学性质上有显著差异。这些微小的气泡因其较低的浮力而能在液体中停留更长时间,这种特性使其在液体中的行为与常规气泡截然不同。此外,微气泡具有较大的比表面积,能够促进物理吸附、气液界
来源:folia medica
时间:2025-08-07
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一种具有水分管理功能的非对称润湿性纤维素包装材料,用于蔬菜保鲜
本研究聚焦于食品包装材料在蔬菜保鲜中的应用,特别是在水分管理方面的创新策略。随着全球食品供应链的不断发展,食品保存和运输成为保障食品安全和延长保质期的关键环节。蔬菜作为日常饮食中不可或缺的营养来源,其保鲜技术尤为重要。然而,蔬菜在储存、运输和销售过程中,由于呼吸作用和蒸腾作用导致的水分流失,常常面临品质下降的问题,如萎缩和褐变等。这些问题不仅影响全球粮食安全,也对经济和环境带来巨大压力。传统的保鲜方法虽然在一定程度上可以维持蔬菜的水分,但往往伴随着高能耗、高水分消耗以及可能产生有害物质等弊端,促使人们寻找更环保、更高效的替代方案。在此背景下,功能性包装材料因其能够调节包装内部的微环境(如温度、
来源:folia medica
时间:2025-08-07
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空间交叉污染情况分析:水资源再利用对禽类产品加工过程中弯曲杆菌(Campylobacter)和大肠杆菌(E. coli)动态的影响
本研究旨在通过开发和应用一个能够描述空间和时间变化的反应-扩散-对流模型,以更好地理解在浸没冷却过程中微生物的动态行为。这一模型特别关注于在冷却阶段中,如何通过水的流动和循环来影响微生物的分布和污染风险。在当前的研究中,我们利用该模型对以往的研究数据进行分析,以确定影响有机负荷和杀菌剂浓度的关键参数,并通过模型验证来展示不同工艺条件下的空间污染风险分布。在现代家禽加工过程中,水的过度使用是一个严重的问题,因此大多数系统都采用水的循环利用策略,以减少用水量并提高资源利用效率。这种策略通过特定的水流动态来实现,使冷却水能够在系统中反复使用,同时维持一定的水质标准。然而,传统的建模工具通常基于均匀混
来源:folia medica
时间:2025-08-07
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利用部分标签学习多标签图像识别中的语义感知阈值
在当今人工智能和计算机视觉技术迅速发展的背景下,图像识别任务已经从传统的单标签识别扩展到了多标签识别。多标签图像识别(Multi-Label Image Recognition, MLR)旨在为每张图像分配多个标签,这一任务在实际应用中具有重要意义。然而,随着数据规模的扩大和标签多样性的增加,完全标注每张图像的标签变得愈发困难。因此,多标签图像识别与部分标签(MLR-PL)问题逐渐受到关注,即在训练过程中,只有部分标签是已知的,而其余标签则处于未知状态。这一问题的存在对模型的训练提出了新的挑战,尤其是在如何有效利用已知标签来推断未知标签方面。传统的方法在处理MLR-PL问题时,通常依赖于语义或
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-08-07
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基于能源预测的规划以实现无人机服务交付的最优化
无人机服务优化框架:提升天空路径网络中快递交付效率在物联网技术日益成熟和普及的背景下,无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)作为其中的一个重要组成部分,正逐渐成为物流配送的新趋势。由于其在速度、成本以及环保方面的优势,无人机服务在城市和乡村地区得到了广泛应用。然而,无人机配送面临诸多挑战,其中最大的障碍之一是电池容量的限制,这直接影响了无人机的飞行距离和任务执行能力。此外,环境因素如风速、风向以及飞行操作对无人机能耗的影响也不容忽视。为应对这些问题,本文提出了一种名为Energy-Predictive Drone Service (EPDS)的新框架,旨在通过机器学
来源:Expert Systems with Applications
时间:2025-08-07