盐碱地综合利用

• 盐碱地特色中药农业新理念思考与实践

  孙良丹;

  对盐碱地综合利用是补充耕地资源不足的主要途径，也是我国粮食安全和区域生态安全的重要战略需求。现今盐碱地综合利用面临盐碱地改良、农田保护、水资源利用、良种培育、生态保护等多方面的挑战，而科技创新是盐碱地绿色开发和高效可持续利用的关键。作者从“盐碱地综合利用”和“中医药创新发展”两大国家战略入手，率先提出“盐碱地特色中药农业”新理念，以“盐碱地改良、耐盐碱中药种植、靶向重大炎症免疫疾病的耐盐碱中药有效成分识别与提取、药食同源产品开发”为主形成双向链条式研究模式，通过科技协同创新抢占“盐碱地特色中药农业”制高点，实现盐碱地绿色开发和高效可持续利用。

  2024年01期 v.46;No.171 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 152K]
  

• 钯离子印迹聚合物的制备及其吸附性能

  卢雨金;乔宁;尚宏周;孙晓然;刘丽华;张学丽;

  以Pd~(2+)为模板离子，Fe_3O_4/SiO_2为磁核，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为温敏性功能单体，生化黄腐植酸为功能单体，环己烷为溶剂，Span80为乳化剂，采用反相悬浮聚合法制备钯离子印迹聚合物(Pd~(2+)-IIP)。通SEM、XRD、FT-IR、TG对样品进行表征。结果表明，当Na_2PdCl_4用量为0.05 g,磁性微球(Fe_3O_4/SiO_2)用量为0.4 g,功能单体DMAEMA用量为3 mmol,硅烷偶联剂KH-570用量为2.0 mL,吸附量达到81.05 mg/g。Pd~(2+)-IIP具有较大的比表面积、均匀的孔结构和较好的热稳定性。Pd~(2+)-IIP经过7次吸附脱附后，吸附量变化较小，说明制备的Pd~(2+)-IIP重复性好。此外，考察了竞争离子Pb~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)存在下，对Pd~(2+)的相对选择系数K均远大于1,表明Pd~(2+)-IIP具有明显的选择识别能力。

  2024年01期 v.46;No.171 8-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]
  

安全与应急管理

• 三友石矿露天转地下开采边坡稳定性研究

  张亚宾;王鑫;艾蕊;李宜杨;黄琛泷;

  以受地下开采扰动的唐山三友石矿中部采区8#矿体为对象，运用相似模拟实验，并利用全场应变仪和静态应变分析系统，对三友石矿在露天转地下开采过程中的边坡及围岩的位移变化及应力分布进行研究，以此探究边坡的稳定性问题。结果表明：随着地下开采的深入，南北帮露天边坡及围岩的位移逐渐发生变化；随开采深度的增加边坡位移逐渐增加，开采至-47 m水平时，北帮露天边坡坡脚的位置出现最大水平位移为46 mm,坡顶的位置出现最大竖直位移为86 mm,南帮边坡坡脚最大水平位移值为36 mm,最大竖直位移值出现在坡顶位置54 mm,地下开采对北帮边坡的位移影响大于南帮边坡；地下开采对浅部围岩影响大于深部，矿体下盘围岩的稳固性大于上盘；南北帮最大应力值均出现在坡脚位置，北帮边坡应力受地下开采影响最大处为+48 m水平，且应力集中分布，开挖扰动对矿体上盘的影响大于下盘。

  2024年01期 v.46;No.171 18-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]
  

• 基于DEMATEL-TAISM的钢厂风险因素分析与管理策略优化

  毕高涵;董宪伟;王福生;李国友;韩圣君;

  钢铁制造企业具有复杂化、系统化的特点，在这种发展趋势下潜在风险因素日益增多，钢铁制造企业高质量发展和可持续发展的道路充满挑战。由于风险因素之间的耦合关系，导致日常生产中面临难以抓主次、厘清因果关系的问题，实践中缺少系统的指导，安全管理过程中难免发生疏漏。基于此，研究采用一种新的决策实验室法和综合对抗解释结构模型(Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory-Total Adversarial Interpretive Structural Model)相结合的方式，建立了钢厂安全影响因素体系和模型。结果表明，与AISM相比，新模型加强了中心度与层级拓扑图的联系，可以更加直观地展示钢厂事故致因之间的作用路径，分析系统中因素间的影响路径、程度和逻辑关系。该研究可对钢厂日常安全管理水平提高提供理论参考。

  2024年01期 v.46;No.171 26-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
  

钢铁碳中和

• 钒钛磁铁矿制备熔剂性球团工艺优化

  于浩;师学峰;杨广庆;韩涛;司新国;何川;

  为探究合理的钒钛磁铁矿熔剂性球团造球工艺制度及生球冷态性能，以钒钛磁铁矿为原料制备熔剂性球团。结果表明：随着造球时间由10 min增加至18 min,生球抗压强度和落下强度均得到提高，爆裂温度降低了95℃,且在造球时间为14 min时，生球抗压强度为11.6 N/个，落下强度为5.1次/个，生球性能较好；随着造球水分由7%增加至10%,生球抗压强度先升高后降低，落下强度逐渐升高，爆裂温度降低了63℃,且在造球水分为8%时，生球抗压强度为10.2 N/个，落下强度为4.2次/个，均能够满足生球质量要求；随着膨润土用量由0.6%增加至1.4%时，生球抗压强度和落下强度均得到提高，爆裂温度升高了89℃,且在膨润土用量为1.0%时，生球抗压强度为10.4 N/个，落下强度为4.8次/个，均满足质量要求。

  2024年01期 v.46;No.171 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
  

• 基于词频分析的钢铁工业高质量发展评价要素的提取方法

  谢婉荣;王丹萍;杨爱民;韩阳;杨玉桢;

  为促进钢铁企业高质量发展，助力实现双碳目标，针对钢铁企业高质量发展评价体系展开研究。首先，针对双碳目标实现、钢铁企业高质量发展，国家发布的政策文件和官方新闻报道的文本内容进行数据挖掘，得到影响钢铁企业高质量发展的基础框架；然后，基于词云分析围绕五大发展理念从源头、中间、末端3个方面构建钢铁高质量发展评测指标体系，采用比较类推、元分析法对影响指标初选，对初选的评价指标设立调查问卷，通过主成分分析法确定最终影响因素，通过AHP法确定评价指标权重。研究结果表明：权重排名前三名的指标分别是"二次能源回收利用率"占比0.160 653、"废气、废水(液)、固体废弃物回收利用率"占比0.132 16、"提高钢渣等固废资源综合利用率"占比0.106 538。

  2024年01期 v.46;No.171 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
  

• 冷态钢渣水化活性激发研究现状及展望

  刘鹏耀;张喜;李国鹏;李俊国;唐国章;

  冷态钢渣作为炼钢副产物，我国每年钢渣产生量超过1亿吨，截止2022年我国有超过0.7亿吨钢渣未得到有效利用。钢渣堆存不仅占用大量土地，而且对生态环境造成了严重威胁。钢渣的化学成分和矿相组成与水泥熟料相近，通过对其活性激发处理能够用作胶凝材料。本文分析了冷态钢渣的特性，综述了国内外关于陈化激发、物理激发、化学激发、热激发和微生物激发冷态钢渣的研究现状，并对冷态钢渣水化活性激发技术的发展进行了展望。

  2024年01期 v.46;No.171 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
  

矿业、冶金

• XGM2019模型在似大地水准面精化中的应用

  丁渃鹏;杨久东;张凌云;

  为了对即将发布的新一代全球重力场模型EGM2020(Earth Gravitational Model 2020)在似大地水准面精化上的提升进行评估，通过其试验版的全球重力场模型XGM2019(X Gravitational Model 2019)利用扰动位配合布隆斯公式计算出高程异常的长波项，以评估XGM2019(Earth Gravitational Model 2008)相较于EGM2008(Earth Gravitational Model 2008)在直接转换为正常高精度上的提升；利用"移去-恢复-拟合"法以及顾及由地形起伏变化引起高程异常的短波波分，通过内符合精度和外符合精度来对比其在似大地水准面精度上的提升。以河南省平顶山市某区域的实测数据为例验证了该模型和方法的GPS高程拟合精度。结果表明，在研究区域内使用XGM2019模型在计算高程异常长波精度上相比EGM2008有近1倍的提高，在应用"移去-拟合-恢复"法后两种模型的计算结果比较相近。

  2024年01期 v.46;No.171 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
  

• 城市公园空间分布格局与服务特征评价——以沈阳市为例

  杨月恒;郭力娜;张寅桐;

  为了优化沈阳市城市公园空间布局，以城市公园、交通网络以及土地利用等为数据基础，采用空间分布集中度、熵权TOPSIS法和地理探测器等方法，构建城市公园空间服务评价模型，研究了沈阳市城市公园的空间分布格局与服务特征。研究表明：沈阳市城市公园在空间分布上呈现“大聚集，小分散”的格局，空间分布不均匀，各区域之间存在差异；城市公园空间服务水平在数理上呈现正偏态分布；在空间上呈现出以和平区与沈河区为中心并向外围梯度递减的“核心—边缘”的结构；根据地理探测器对于驱动因素的探测结果，城市建设对于公园空间服务的驱动力最为显著。研究结果可为沈阳市城市公园空间合理规划提供参考。

  2024年01期 v.46;No.171 66-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 463K]
  

• 燕山南部典型农业区土壤有机碳储量及影响因素研究

  刘亚静;刘红健;

  土壤有机碳是土壤肥力乃至土壤质量的重要基础物质，了解其分布及驱动因子对农业发展具有重要意义。以唐山遵化市西部典型农业区为例，根据实验数据，探究其土壤有机碳分布及影响因子。结果显示，(1)研究区有机质含量较差，指标均表现为中等变异，存在明显的空间正相关性，且存在不同程度的空间变异性。(2)遵化市西部土壤有机碳分布表现为北低南高的分布，其0～30 cm表层土壤的碳储量约为4.377 Tg。(3)土壤有机碳密度的影响因素中，有效磷和有机质是土壤特性主要影响因素，年均气温、海拔、年均降水和NDVI是地形因子主要影响因子。综合来看，研究区土壤有机碳表现出明显的空间差异性，且受到多种因素影响，应注重对土壤性质的动态监测。

  2024年01期 v.46;No.171 79-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
  

材料、化工

• 纳米方钠石的制备及其载药抗菌性能

  于亚鑫;刘志刚;王春梅;杨立荣;

  以正硅酸乙酯为硅源、氢氧化铝为铝源，在Na/Al摩尔比为4、温度和时间分别为90℃和12 h时的条件下，通过溶剂热法制备了纳米方钠石，并以纳米方钠石为载体负载姜黄素，研究了载药温度、载药pH、药物浓度等因素对纳米方钠石载药性能的影响，并探讨了其抗菌性，通过XRD、SEM和BET等测试分析了样品的结构和形貌。结果表明，纳米方钠石的晶粒粒径大约为13.4 nm,当载药温度为50℃、载药液相pH为4.2时，纳米方钠石对姜黄素的包封量明显优于其它样品，显示出优异的抗菌性。最高药物包封量可达857 mg/g,包封率为86%,抑菌率高达91.4%。

  2024年01期 v.46;No.171 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 576K]
  

建筑、环境

• 冷弯薄壁C型钢组合桁架梁受力性能试验研究

  雷超;张佳琪;韩建强;付秀艳;唐江明;

  随着我国绿色建筑发展的不断推进，轻钢结构开始展露头角。冷弯薄壁型钢作为新型建筑材料，在轻钢建筑中仍有较大的发展空间，因此对冷弯薄壁型钢的受力性能进行分析具有一定程度的工程价值。首先开展C型钢组合桁架梁承载力和变形实验，在此基础之上利用ABAQUS建立C型钢组合桁架梁有限元模型，分析有无缀板、自攻螺钉等因素对于组合桁架梁承载力的影响。本文的实验结果表明裸露的骨架梁由于自攻螺钉的剪切而损坏，最终的承载能力取决于螺钉的抗剪能力；缀板的加固对提高梁的承载能力有着显著的影响。

  2024年01期 v.46;No.171 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 492K]
  

数理科学、计算机

• KdV方程的格子Boltzmann模型求解

  陈梦涵;王希胤;李金;

  浅水波模型被广泛地用于模拟水波传播的动力学行为。很多问题，如强非线性问题、非平衡问题、实际应用中发生的问题等，使得传统的理论研究手段通常无能为力。文章首先给出了格子Boltzmann方法(LBM)的基本理论，然后利用经典的一维五速度(D1Q5)的离散速度模型，给出Korteweg-de Vries(KdV)方程中含有修正项的格子Boltzmann(LB)模型推导公式，最后进行数值模拟，将KdV方程的精确解和模拟解进行比较，然后验证修正模型的精确性。实验结果表明，用格子Boltzmann方法对KdV方程进行求解，其模拟解和精确解吻合度较高。

  2024年01期 v.46;No.171 103-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
  

• 基于三支决策的联邦学习客户选择模型

  李晓琦;张春英;刘璐;王立亚;

  大量拥有有限的资源和低质量的训练数据的客户端可能会对联邦学习的模型训练产生负面影响。因此，如何在拥有大量不同客户端的大规模网络中选择客户端参与训练过程对联邦学习全局模型的性能至关重要。针对联邦客户选择的问题，提出了一种基于三支决策的客户端选择策略，根据客户端的损失值和精度，利用三支决策的阈值判断客户端是否参与该轮次的联邦聚合训练，并在三个不同的数据集上进行对比实验。结果表明，与随机选择方法相比，基于三支决策的联邦客户选择模型在Fashion-MNIST数据集上提高了约5%的准确率。

  2024年01期 v.46;No.171 111-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 737K]
  

• 基于集成学习的入侵检测模型

  李铂初;阎红灿;

  入侵检测系统通过对网络上的恶意行为检测，来保证网络安全和计算机系统的稳定，随着人工智能技术的发展，机器学习与深度学习算法被广泛应用在入侵检测系统中。以入侵检测模型为研究目标，针对网络异常行为检测中的不平衡数据多分类问题，对现有的网络异常行为检测多分类模型进行优化，提出了一种基于卷积神经网络、LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络与XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法集成的检测模型(CNN+LSTM-In-XGBoost)。该模型包括数据预处理、长短期神经网络模型训练、数据降维、采样后XGBoost模型训练3个部分，通过对UNSW-NB15数据集进行实验分析，发现其准确率和分类平均f1-score均高于基准算法，特别少数类样本的分类准确率相比基准机器学习算法与神经网络模型有较大提升。

  2024年01期 v.46;No.171 122-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
  

• 基于注意力机制的浅层图像隐写分析模型

  段明月;李爽;钟小宇;李丽红;

  为进一步提高隐写分析模型的检测准确率，提出一种基于注意力机制的浅层图像隐写分析模型，通过使用一个浅层神经网络控制模型参数量和训练时间，引入注意力模块，加速模型收敛，提升模型检测的准确率。实验结果表明，针对3种隐写算法在嵌入率分别为0.2 bpp和0.4 bpp时，检测准确率比浅层卷积神经网络(Shallow Convolution Neural Network, SCNN)均有提升，最高提升5.5%。

  2024年01期 v.46;No.171 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
  

• 华北理工大学学报(自然科学版)征稿启事

  <正>《华北理工大学学报(自然科学版)》杂志创刊于1979年,是河北省教育厅主管、华北理工大学主办的综合性自然科学研究刊物。杂志面向国内外公开发行(国内统一刊号:CN13-1419/N;国际标准刊号:ISSN 2095-2716)。我刊严格坚持面向前沿,服务发展的办刊宗旨和出版导向。常设栏目有:矿业、冶金;材料、化工;建筑、环境;机械、电子;数理科学、计算机;生物、海洋;特色栏目有:钢铁碳中和、盐碱地综合利用、医工融合、安全与应急管理。

  2024年01期 v.46;No.171 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 629K]
  
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