细胞内部过程中的首达时间

细胞行为的宏观变化常常是由微观阈值事件触发的.由于细胞内部过程的随机性,因此阈值触发的细胞事件也是随机的.数学上,跨越阈值事件可以归结为首达时间问题.该文以通俗易懂的方式建立起细胞过程中首达时间的一般数学框架,特别是给出了计算首达时间分布和平均首达时间的一般公式,这些公式具有广泛的应用,并用简单的生灭过程例子来说明如何使用该文的理论和公式.     

堆积体直剪试验颗粒流细观数值模拟研究

作为一种非均匀、非均质、多相体系的松散岩土介质,堆积体力学性质的研究颇受国内外众多学者关注和重视。以室内重塑样直剪试验结果为依据,可确定基于现场试验颗粒粒度累积曲线和三维颗粒离散元方法建立的堆积体直剪试验模型土石颗粒细观力学参数。在此基础上进行不同岩性、不同含石量的堆积体直剪试验模拟研究,结果表明:堆积体直剪试验剪切屈服面并非一个平面,而是存在一个带内变形以设计剪切平面为基准呈S形变化的剪切带,块石最大粒径越大剪切面影响范围越广,块石刚度越大剪切面则越粗糙;介质抗剪切强度特性在很大程度上受控于岩块的含量和岩性,块石和块石间的咬合力是造成介质内摩擦角较高的根源;在高围压下介质特性表现为应变硬化、低剪胀率,但不排除表现为剪缩的可能,而在低围压下则容易发生剪胀、软化现象,这与重塑样试验结果基本一致;颗粒摩擦系数与含石量呈二次抛物线递增关系,但剪切过程中应变能随摩擦能增加先升后降;黏聚力随基质颗粒刚度增加而提高,而随充填介质颗粒刚度增加而降低;数值试验与室内试验吻合程度较好表明,该方法可作为工程堆积体确定力学参数的有益补充。     

温度对采动作用下含瓦斯原煤力学和变形的影响

以原煤为研究对象,利用"含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置",开展温度对采动作用下含瓦斯煤力学特性的影响研究.研究表明:1)在相同初始围压、气压和温度下,与恒定围压相比,卸围压煤样屈服段缩短,峰值应力和对应的轴向应变降低,横向应变速率增大,侧向膨胀系数和变形模量的演化进程加速;2)在相同初始围压和气压下,随温度升高,卸围压煤样强度降低,峰值应力处各应变均减小,侧向膨胀系数和变形模量均增大;3)高温环境下,煤岩发生失稳破坏和瓦斯突出的危险性变大,对采煤工作面巷道支护和瓦斯突出防治提出了更高的要求.     

混凝土材料SHPB主动围压实验的数值模拟

文章利用LS-DYNA软件,采用混凝土HJC动态本构模型,对Φ74mm分离式变截面霍普金森压杆主动围压实验做了数值模拟;通过在试件径向施加恒定压力的方法模拟主动围压的作用,试件单元的压力时间历程曲线显示该方法可以获得恒定、均匀的围压值,即该方法可以对SHPB主动围压实验进行合理的模拟;利用上述主动围压模拟方法对混凝土材料主动围压下的力学性能进行了研究,模拟时采用弥散较小的三角形速度波加载,并利用波形良好的入射波、透射波重构了混凝土的应力应变曲线,重构结果显示混凝土材料在围压作用下力学性能发生变化,混凝土峰值应力、峰值应力对应的应变、韧性都随围压的增大而增加,与理论结果相符。     

Quantum metallicity in a two-dimensional insulator

One of the most far-reaching problems in condensed-matter physics is to understand how interactions between electrons, and the resulting correlations, affect the electronic properties of disordered two-dimensional systems. Extensive experimental and theoretical studies have shown that interaction effects are enhanced by disorder, and that this generally results in a depletion of the density of electronic states. In the limit of strong disorder, this depletion takes the form of a complete gap in the density of states. It is known that this 'Coulomb gap' can turn a pure metal film that is highly disordered into a poorly conducting insulator, but the properties of these insulators are not well understood. Here we investigate the electronic properties of disordered beryllium films, with the aim of disentangling the effects of the Coulomb gap and the underlying disorder. We show that the gap is suppressed by a magnetic field and that this drives the strongly insulating beryllium films into a low-temperature 'quantum metal' phase with resistance near the quantum resistance RQ = h/e2, where h is Planck's constant and e is the electron charge.     

NiAl合金(B_2结构)的偏析现象

采用ＬＭＴＯ ＣＰＡ方法,计算了ＮｉＡｌ合金(Ｂ２结构)在成分无序情况下的热力学性质,并讨论了ＮｉＡｌ合金的偏析现象·理论结果表明,当Ｎｉ的成分小于３５％(原子分数)时,则ＮｉＡｌ合金表面出现Ａｌ的偏析现象,当Ｎｉ的成分大于３５％(原子分数)时,则出现Ｎｉ的偏析现象·     

不同品种黄桃的冰点温度及其影响因素分析

摘要：以5个代表性黄桃品种为材料,测定了黄桃果实活体冰点温度,同时测定果实可溶性固形物含量、果实密度、单果质量和果实体积,利用灰色关联度分析法和回归分析法分析了影响黄桃果实冰点温度的主要因素.结果表明,不同品种黄桃果实冰点温度存在明显差异,其中黄桃5823的冰点温度最低,为-1. 40 0C ;罐桃5号的冰点温度较高,为-1. 20 0C;金童8号、红王子和菊黄的冰点温度比较接近,分别为-1. 32,-1. 33,-1.30 0C. 5个品种黄桃果实的密度均小于1. 0 g/c澎.灰色关联度分析结果表明,可溶性固形物含量对黄桃果实冰点温度影响最大,密度、果实体积和单果质量的影响未达到显著水平.可根据溶液中浓度的大小与结冰点的关联度,通过测定果实组织中可溶性固形物含量,预测黄桃果实的冰点温度.     

Scale invariance and universality of force networks in static granular matter

Force networks form the skeleton of static granular matter. They are the key factor that determines mechanical properties such as stability, elasticity and sound transmission, which are important for civil engineering and industrial processing. Previous studies have focused on investigations of the global structure of external forces (the boundary condition) and on the probability distribution of individual contact forces. So far, however, precise knowledge of the disordered spatial structure of the force network has remained elusive. Here we report that molecular dynamics simulations of realistic granular packings reveal scale invariance of clusters of particles interacting by means of relatively strong forces. Despite visual variation, force networks for various values of the confining pressure and other parameters have identical scaling exponents and scaling function, thereby determining a universality class. Unexpectedly, the flat ensemble of force configurations (a simple generalization of equilibrium statistical mechanics) belongs to this universality class, whereas some widely studied simplified models do not. This implies that the elasticity of the grains and their geometrical disorder do not affect the universal mechanical properties.     

包含岩石临界状态的Mohr-Wedge准则适用性研究

Mohr-Wedge(MW)岩石强度准则是基于岩石楔形破坏力学模型及主应力间的偏微分方程等的理论性公式推导.利用量纲分析整理该准则所含的多个参数,并赋予参数相应的物理意义,可使该准则简单易懂.为分析包含岩石临界状态的MW准则适用性,选取Mohr-Coulomb准则、Hoek-Brown准则和指数准则为比较对象,以平均绝对误差MAE为评价指标,量化比较4个准则预测岩石强度的准确度.结果表明:当围压小于岩石临界状态围压σ_○cr-M时,MW准则具有一定的适用性;当围压大于σ_○cr-M时,4个准则预测的岩石强度因岩石临界状态围压不同而发生偏差.基于此,提出了不同岩石临界状态围压预测岩石强度的方法,可为岩石临界状态围压的取值提供一定的借鉴意义.     

三轴加载过程中大理岩力学及声波响应特征研究

深部地层岩石所处力学环境异常复杂,高应力下岩石力学性能、破坏规律及声波响应特征研究可为深井关键参数科学化设计提供依据。对大理岩开展了不同围压条件下的三轴力学实验,分析了不同围压条件下加载过程中大理岩的应力-应变、声波特征,探讨了强度准则适用性和岩石应力-应变与动态声学响应机制。研究表明,力学加载过程中,岩样波速变化分为“迅速增加-匀速增加-阶梯下降”和“迅速增加-匀速增加-保持稳定-阶梯下降-减速下降”两种类型,在岩样破坏之前,岩样的波速和振幅均有不同程度的减小;随着围压的增加,大理岩抗压强度和弹性模量均增加,岩样破坏形式由劈裂式向剪切式过渡。围压对大理岩次生裂纹的产生有抑制作用,直线型Morh-Coulomb准则和单参数Bieniawski强度准则分别适用于低围压和高围压条件下大理岩的强度特征描述。研究为深井岩石破裂的预测以及强度准则的建立提供了重要理论依据。     

红外辐射对比度概念的探讨

为了更方便理解红外辐射对比度的含义,针对目前红外辐射对比度计算使用的物理量和公式比较混乱的情况,从红外探测的实现方法出发,分析指出对比度衡量的标准物理量应该为在探测器处的红外辐射照度。当目标与背景不在同一位置且与探测器相距较远时,用辐射亮度、辐射出射度计算对比度分析探测效果是不恰当的。相对对比度应该使用目标与背景在探测器处的红外辐射照度差值的绝对值除以目标与背景的红外辐射照度平均值作计算。     

含孔洞大理岩破坏特性的颗粒流分析

基于室内单轴压缩试验结果,利用颗粒流程序PFC2D,模拟含预制孔洞大理岩在单轴和双轴压缩条件下的破坏过程,分析预制孔洞形状、围压大小以及岩石非均质性对大理岩力学特性和裂纹扩展的影响.数值结果表明:与完整大理岩试样相比,含孔洞试样的峰值强度显著降低,降低程度与孔洞形状有关;围压对含孔洞大理岩试样的力学特性和裂纹扩展有显著影响,含孔洞试样的峰值强度随围压的增加而增加,但偏应力峰值随围压的增加呈先增大后减小的变化趋势;试样的破坏模式与孔洞形状相关,含圆形孔洞试样为类X型剪切破坏,含矩形孔洞或马蹄形孔洞试样为对角剪切破坏;岩石内部的矿物结核影响了裂纹的扩展路径,从而改变试样的宏观破坏模式.微观机理分析表明:孔洞周边裂纹的萌生与扩展过程伴随着应力集中区的释放与转移;含孔洞试样的宏观裂纹有3种模式:孔壁剥落、拉伸裂纹和压剪裂纹.     

滨海软黏土蠕变特性的三轴试验

为探讨天津滨海典型软黏土的蠕变特性,利用英国GDS动三轴试验系统,开展了考虑围压、加荷比以及排水条件等因素下的三轴蠕变试验研究,得到了不同条件下滨海软黏土的应力．应变．时间关系曲线．试验结果表明：天津滨海软黏土具有非线性蠕变特性,其蠕变变形演化特征受结构性制约,低围压条件下,蠕变等时曲线近似为线性,无明显的屈服特性;当围压较大时,蠕变等时曲线呈现折线特性;排水条件下的蠕变等时关系曲线比不排水条件下的非线性程度明显,排水条件下其体变性状总体上表现为剪缩,蠕变变形速率和变形量均低于不排水条件;不排水条件下软黏土的初始蠕变变形速率和变形量与围压和加荷比有关,相同偏应力水平下,固结压力越大,初始蠕变速率越大,达到稳定蠕变阶段的时间越短,蠕变变形量越小;初始固结压力一致时,加荷比越大瞬时蠕变速率越大。破坏应力值越小．     

含瓦斯软弱煤三轴力学特性试验

以由具有突出倾向的软弱煤制备的型煤试件为研究对象,对围压、瓦斯压力二因素对含瓦斯软弱煤的力学特性影响进行了系统研究.试验结果表明:围压对含瓦斯软弱煤的力学性质具有明显影响,随着围压的增大,含瓦斯软弱煤的压密阶段不明显且三轴强度逐渐增加;围压对含瓦斯软弱煤弹性模量影响不明显,对应力应变曲线形状影响亦不明显.随着瓦斯压力的增加,煤样强度呈减小趋势;围压较小时,含瓦斯软弱煤强度受瓦斯压力影响较显著,而围压较大时影响较小;瓦斯压力对含瓦斯软弱煤的杨氏模量影响不明显,且对煤样进入屈服阶段的变形量影响亦不明显;瓦斯压力对煤样具有显著的力学影响,而且也存在明显的化学作用;含瓦斯软弱煤的应力应变曲线可由二次曲线表征,并认为瓦斯压力影响可归结为等效围压效应.     

大型嵌岩桩底基岩侧向承载性状试验

采用经验方法确定的桩侧极限摩阻力结果存在较大误差.选取广州新电视塔C区的4个挖孔桩底基岩进行混凝土短柱和基岩摩擦试验.对桩在受压、受拉不同应力状态下的摩擦力进行分析,获得桩和岩层摩擦承载力指标.试验研究表明,桩和围岩摩阻力在不同受力状态下表现出不同性质,抗压摩阻力特征值普遍大于抗拔摩阻力特征值.定义了抗拔分项系数γ作为抗拔力计算安全储备,建议γ为1.7～2.0,试验研究成果可为重大工程提供参考.     

Nanoscale all-optical devices based on surface plasmon polaritons

Surface plasmon polariton, a kind of surface electromagnetic wave propagating along the interface between metals and dielectrics, provides an excellent platform for the realization of integrated photonic devices due to its unique properties of confining light into subwavelength scales. Our recent research progresses of nanoscale integrated photonic devices based on surface plasmon polaritons, including all-optical switches, all-optical logic discriminator, and all-optical routers, are introduced in detail.     

取向高聚物的抗张强度对其形态结构和起始分子量分布依赖性的研究——一种从实验上来测定理论强度的新方法

采用以自增强高聚物(超高分子量聚乙烯和液晶)的非晶区中伸直应力集中链系数作为自变量,建立了等速形变下微区伸直应力集中链(Taut Tie Molecule和/或Trapped Entarglement Chain)的断链动力学方程,经积分和化简后,得到了自增强高聚物的抗张强度同其形态结构、起始分子量和其分布、成型工艺和断裂时间等最一般化定量关系式。当引入起始分子量和成型过程中牵伸化趋近于很大后,再同光子强度理论结果相结合,最后得到超高取向高聚物的抗张强度同理论强度、微区中伸直应力集中链(TTM和/或TEC)的重量分数和热涨落等间的定量关系式。基于该式建议一种从等形变实验来测定取向高聚物理论强度新方法,用该法测定了聚乙烯和尼龙6的理论强度,并讨论了液晶的抗张强度同起始分子量分布的依赖性。     

考虑围压效应的高土石坝动力响应分析

试验结果表明土石材料的动力特性参数有很强的围压依赖性,所以在高土石坝动力计算分析中考虑围压效应是十分必要的.在广泛应用的Hardin-Drnevich本构模型的基础上,提出了改进动剪切模量与动剪应变关系式及阻尼比与动剪应变关系式的方法,得到一个可以考虑围压效应的改进模型,与实际工程试验曲线对比结果表明,新模型可以较好地模拟土石料在各个围压下的动力特性.根据新模型编制相应计算程序并应用于长河坝高土石坝地震动力反应分析中,得到了大坝整体动力反应规律与大坝地震永久变形,为工程设计提供参考.