A measurement of the single-top-quark t-channel production cross section in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the CMS detector at the LHC is presented. Two different and complementary approaches have been followed. The first approach exploits the distributions of the pseudorapidity of the recoil jet and reconstructed top-quark mass using background estimates determined from control samples in data. The second approach is based on multivariate analysis techniques that probe the compatibility of the candidate events with the signal. Data have been collected for the muon and electron final states, corresponding to integrated luminosities of 1.17 and 1.56 inverse femtobarns, respectively. The single-top-quark production cross section in the t-channel is measured to be 67.2 +/- 6.1 pb, in agreement with the approximate next-to-next-to-leading-order standard model prediction. Using the standard model electroweak couplings, the CKM matrix element abs(V[tb]]) is measured to be 1.020 +/- 0.046 (meas.) +/- 0.017 (theor.).

A study of proton-proton collisions in which two b hadrons are produced in association with a Z boson is reported. The collisions were recorded at a centre-of-mass energy of 7 TeV with the CMS detector at the LHC, for an integrated luminosity of 5.2 inverse femtobarns. The b hadrons are identified by means of displaced secondary vertices, without the use of reconstructed jets, permitting the study of b-hadron pair production at small angular separation. Differential cross sections are presented as a function of the angular separation of the b hadrons and the Z boson. In addition, inclusive measurements are presented. For both the inclusive and differential studies, different ranges of Z boson momentum are considered, and each measurement is compared to the predictions from different event generators at leading-order and next-to-leading-order accuracy.

The results of searches for new physics in events with two same-sign isolated leptons, hadronic jets, and missing transverse energy in the final state are presented. The searches use an integrated luminosity of 35 pb−1 of pp collision data at a centre-of-mass energy of 7 TeV collected by the CMS experiment at the LHC. The observed numbers of events agree with the standard model predictions, and no evidence for new physics is found. To facilitate the interpretation of our data in a broader range of new physics scenarios, information on our event selection, detector response, and efficiencies is provided.

The Potwar Basin (PTB) is a prominent geological feature located in northern part of Pakistan, and is considered as one of the active and productive regions for petroleum and gas exploration in Pakistan. In this study, eight crude oil specimens originating from three distinct fields within the PTB were comprehensively examined to decipher the environmental conditions, source of organic matter (OM) and oil-oil correlations using gas chromatography coupled with flame ionization detection (GC-FID) and gas chromatography-mass spectrometry (GC–MS). The molecular marker and hierarchical cluster analysis of PTB oils reveal two different crude oil families. Family-I showed relatively low values of Pr/Ph, C19TT/C23TT and C25TT/C24TeT, C27-C29 regular steranes, dibenzothiophene (DBT), fluorene (FL) and dibenzofuran (DBF), as well as C26/C28 TAS (20S) and C27/C28 TAS (20R). These results suggest that Family-I crude oils derived from marine environment of suboxic water bodies with higher contribution from green algae or planktonic microbes. However, Family II contains comparatively high values of the aforementioned molecular parameters, indicating that crude oils mainly originated from a lacustrine environment with a higher contribution of plant organisms under oxidizing conditions. Saturated hydrocarbon maturity parameters such as CPI and OEP, and C3122S/(C3122S + C3122R) and C3222S/(C3222S + C3222R) indicate PTB crude oils are thermally mature, while aromatic indices reveal that Family-II crude oils are high mature. The present research defines that PTB crude oils contributed from mixed organic matter sources of marine and lacustrine majorly from marine sedimentary environment with the bloom of algae and/or higher plants.

In order to optimize the application effect of induction heating (IH) tundishes, a four-channel IH tundish is taken as the research object. Based on numerical simulation methods, the influence of different relative placement angles of induction heaters and channels on the electromagnetic field, flow field and temperature field of the tundish is investigated. We focus on comparing the magnetic flux density (B) and electromagnetic force (EMF) distribution of the channel. The results show that regardless of the relative placement angle between the heater and the channel, the distribution of B in the central circular cross-section of the channel is eccentric. When the heater rotates around channel 1 towards the bottom of the tundish, the distribution of B in the central circular cross-section of the channel changes from a horizontal eccentricity to a vertical one. Through the analysis of the B contour in the longitudinal section of the channel, the difference in effective magnetic flux density area (ΔAB) between the upper and lower parts of the channel can be obtained, thereby quantitatively analyzing the distribution of B in this section. The distribution pattern of ΔAB is consistent with the distribution pattern of the electromagnetic force in the vertical direction (FZ) of the channel centerline. The ΔAB and FZ of channel 1 gradually increase as the heater rotates downwards, while those of channel 2 reach their maximum value at a rotation angle of 60°. Compared to the conventional placement, when the heater rotation angle is 60°, the outlet flow velocities at channel 1 and channel 2 decrease by 15% and 12%, respectively. However, the outlet temperature at channel 2 increases by 1.96 K, and the molten steel flow at the outlet of channel 1 and channel 2 no longer exhibits significant downward flow. This shows that when the heater rotation angle is 60°, it has a dual advantage. On the one hand, it is helpful to reduce the erosion of the molten steel on the channel and the bottom of the discharging chamber, and on the other hand, it can more effectively exert the heating effect of the induction heater on the molten steel in the channel. This presents a new approach to enhance the application effectiveness of IH tundish.

Abstract During the operation of sandy railways, the challenge posed by wind-blown sand is a persistent issue. An in-depth study on the influence of wind-blown sand content on the macroscopic and microscopic mechanical properties of the ballast bed is of great significance for understanding the potential problems of sandy railways and proposing reasonable and adequate maintenance and repair strategies. Building upon existing research, this study proposes a new assessment indicator for sand content. Utilizing the discrete element method (DEM) and fully considering the complex interactions between ballast and sand particles, three-dimensional (3D) multi-scale analysis models of sandy ballast beds with different wind-blown sand contents are established and validated through field experiments. The effects of varying wind-blown sand content on the microscopic contact distribution and macroscopic mechanical behavior (such as resistance and support stiffness) of ballast beds are carefully analyzed. The results show that with the increase in sand content, the average contact force and coordination number between ballast particles gradually decrease, and the disparity in contact forces between different layers of the ballast bed diminishes. The longitudinal and lateral resistance of the ballast bed initially decreases and then increases, with a critical point at 10% sand content. At 15% sand content, the lateral resistance is mainly shared by the ballast shoulder. The longitudinal resistance sharing ratio is always the largest on the sleeper side, followed by that at the sleeper bottom, and the smallest on the ballast shoulder. When the sand content exceeds 10%, the contribution of sand particles to stiffness significantly increases, leading to an accelerated growth rate of the overall support stiffness of the ballast bed, which is highly detrimental to the long-term service performance of the ballast bed. In conclusion, it is recommended that maintenance and repair operations should be promptly conducted when the sand content of the ballast bed reaches or exceeds 10%.

Abstract Laying the under-sleeper pad (USP) is one of the effective measures commonly used to delay ballast degradation and reduce maintenance workload. To explore the impact of application of the USP on the dynamic and static mechanical behavior of the ballast track in the heavy-haul railway system, numerical simulation models of the ballast bed with USP and without USP are presented in this paper by using the discrete element method (DEM)—multi-flexible body dynamic (MFBD) coupling analysis method. The ballast bed support stiffness test and dynamic displacement tests were carried out on the actual operation of a heavy-haul railway line to verify the validity of the models. The results show that using the USP results in a 43.01% reduction in the ballast bed support stiffness and achieves a more uniform distribution of track loads on the sleepers. It effectively reduces the load borne by the sleeper directly under the wheel load, with a 7.89% reduction in the pressure on the sleeper. Furthermore, the laying of the USP changes the lateral resistance sharing ratio of the ballast bed, significantly reducing the stress level of the ballast bed under train loads, with an average stress reduction of 42.19 kPa. It also reduces the plastic displacement of ballast particles and lowers the peak value of rotational angular velocity by about 50% to 70%, which is conducive to slowing down ballast bed settlement deformation and reducing maintenance costs. In summary, laying the USP has a potential value in enhancing the stability and extending the lifespan of the ballast bed in heavy-haul railway systems.

Abstract Investigations into rail corrugation within metro systems have traditionally focused on specific mechanisms, thereby limiting the generalizability of proposed theories. Understanding the commonalities in rail corrugation across diverse metro lines remains pivotal for elucidating its underlying mechanisms. The present study conducted extensive field surveys and tracking tests across 14 Chinese metro lines. By employing t-distributed stochastic neighbor embedding (t-SNE) for dimensional reduction and employing the unsupervised clustering algorithm DBSCAN, the research redefines the classification of metro rail corrugation based on characteristic information. The analysis encompassed spatial distribution and temporal evolution of this phenomenon. Findings revealed that floating slab tracks exhibited the highest proportion of rail corrugation at 47%. Notably, ordinary monolithic bed tracks employing damping fasteners were more prone to inducing rail corrugation. Corrugation primarily manifested in curve sections with radii between 300 and 500 m, featuring ordinary monolithic bed track and steel-spring floating slab track structures, with wavelengths typically between 30 and 120 mm. Stick–slip vibrations of the wheel–rail system maybe led to short-wavelength corrugations (40–60 mm), while longer wavelengths (200–300 mm) exhibited distinct fatigue damage characteristics, mainly observed in steel-spring floating slab tracks and small-radius curve sections of ordinary monolithic bed tracks and ladder sleeper tracks. A classification system comprising 57 correlated features categorized metro rail corrugation into four distinct types. These research outcomes serve as critical benchmarks for validating various theories pertaining to rail corrugation formation.