2012, 44(12):1-7. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.001
摘要:为了改善高温下活性粉末混凝土(RPC)的爆裂和抗压性能,完成了108个70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm掺聚丙烯纤维(PPF)的活性粉末混凝土立方体试块高温下抗压试验.考察了PPF掺量对RPC高温爆裂的抑制效果,研究了温度和PPF掺量对高温下RPC立方体抗压性能的影响.结果表明:体积掺量0.3%的PPF能有效防止RPC爆裂,高温下RPC立方体抗压强度也相对较高;100 ℃时RPC的立方体抗压强度比常温低,200 ~ 600 ℃时立方体抗压强度相比100 ℃有所升高,700 ~ 800 ℃时立方体抗压强度相对600 ℃降低;20 ~ 100 ℃时RPC立方体抗压强度随PPF掺量的增大而降低,200 ~ 800 ℃时RPC立方体抗压强度随PPF掺量的增大而提高;100 ~ 500 ℃时掺PPF的RPC的立方体相对抗压强度小于普通混凝土和高强混凝土,600 ~ 800 ℃时掺PPF的RPC的立方体相对抗压强度则较大.基于试验结果,拟合出了不同PPF掺量的RPC高温下立方体抗压强度随温度变化的计算公式.
2012, 44(12):8-12. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.002
摘要:为研究不确定性对钢管混凝土(concrete filled steel tubular, CFST)拱面外稳定承载能力的影响,建立了面外失稳的极限状态函数.利用有限元软件ABAQUS,分别考虑和不考虑非线性影响计算了CFST拱的极限承载力和临界力;基于一次可靠度方法(first order reliability method, FORM),通过MATLAB自编程和有限元软件的协同工作得到了可靠指标随初始荷载的变化曲线以及随机变量的灵敏度指标.对比分析表明:CFST拱的面外稳定承载力介于临界力和极限承载力之间,且临界力为上限值;不同随机变量对可靠指标的灵敏度差异明显,其中几何尺寸的影响较大,弹性模量次之,材料强度的影响较小,而初始几何缺陷在规范规定的限值以内时,影响最小;然而,随着横向力的增加,材料强度的灵敏度指标逐渐增大,而弹性模量的灵敏度指标逐渐减小.
2012, 44(12):13-17. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.003
摘要:为结合检测信息和承载力的先验模型来对桥梁结构性能进行预测,认为结构性能随时间变化的动态测量为一个时间序列,然后引入了动态线性模型(DLM)对结构性能进行预测.考虑到桥梁结构性能的时变特性,运用贝叶斯动态模型建立了退化抗力的状态方程和观测方程,并通过贝叶斯因子来对检测信息进行监控,然后结合参数的先验信息,对退化抗力的状态参数进行贝叶斯后验概率推断,建立了一个动态线性模型来对结构抗力短期的变化趋势进行预测.为了结构性能线性模型的贝叶斯动态修正,确定了一步向前预测分布和滤波分布.基于检测信息,考虑到变量估计主观认识的不确定性,引入折扣因子来确定状态误差方差矩阵.最后,通过算例论证了本文方法的适用性.
2012, 44(12):18-24. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.004
摘要:为研究目前被动湍流风洞试验中无法准确模拟的湍流积分尺度对桥梁结构抖振响应的影响并合理评价风洞试验结果,本文采用抖振频域的计算方法,以典型的一座斜拉桥和一座悬索桥为例,结合主梁节段模型气动力参数风洞试验结果研究了积分尺度对节段模型抖振响应的影响.结果表明:当在小风速时,抖振响应随着积分尺度的增加而减小,而当风速超过一定限值后,抖振响应随着积分尺度的增加先增大后减小;通过对比风洞试验模拟与规范推荐积分尺度的差异,发现风洞试验在小风速时高估了抖振响应,而在大风速时则低估了抖振响应.本文还分析了各国规范中采用的几种水平和竖向风速谱对抖振响应的影响,结果表明几种水平向风速谱对抖振响应的影响可忽略不计,而不同竖向风速谱计算的抖振响应则存在一定差别.
2012, 44(12):25-31. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.005
摘要:为考察膜粉末活性炭生物反应器(PAC-MBR)处理微污染原水的效能,向其中加入混凝剂(聚合氯化铝和三氯化铁)以及与混凝-沉淀、混凝-气浮联用,研究4种组合工艺对引黄水库水的除污染效能和膜污染状况,并与水厂常规工艺及超滤工艺进行比较.结果表明:各种组合工艺均可将出水浑浊度和颗粒数控制在0.02 NTU和50 mL-1以下,去除率分别达98%和95%以上;4种组合工艺出水UV254平均为0.043~0.045 cm-1,去除率分别为(18.28±9.35)%、(16.76±6.14)%、(3.23±1.26)%和(6.38±2.26)%;出水CODMn平均值在1.85~1.94 mg/L,去除率分别为(34.22±7.49)%、(33.20±6.99)%、(22.20±8.91)%和(41.72±14.25)%.各工艺对颗粒物质和有机物的去除效能均优于常规工艺,而同常规工艺+超滤膜出水基本相同.各工艺对氨氮的去除率在95%以上,且不存在亚硝酸盐氮积累的现象.在膜污染控制方面,混凝-沉淀以及混凝-气浮的效果较优,随后是三氯化铁,而投加聚合氯化铝的效果最差.
2012, 44(12):32-40. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.006
摘要:内分泌干扰物的检测对保障环境中人和动物的安全非常必要.概述了环境中痕量内分泌干扰物的检测进展,主要的检测技术包括生物法和质谱法.生物法是判定化合物是否为内分泌干扰物及其雌激素活性大小的非常有前景的方法,该方法主要分为整体器官法、细胞法和非细胞法3类.在内分泌干扰物定量分析方面,质谱法的灵敏度和准确度都很高,但样品预处理过程对整个测试结果的准确性影响很大,为此,又开发出了多种高效、快速的新型萃取技术.最新的检测技术将生物法和质谱法串联结合,达到同时测定雌激素活性和化合物浓度及其结构的目的.内分泌干扰物后期的研究主要可以从以下几方面开展:内分泌干扰物源头的减少、敏感群体最大暴露剂量的确定、污染区域的修复和大区域环境中内分泌干扰物的迁移转化机制等.
2012, 44(12):41-46. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.007
摘要:为提高跨区域环境综合协调管理的效率,保护有限的水资源和避免跨界水污染引起的环境纠纷,对跨区域水环境信息共享及信息公开的现状进行分析.从跨界地区政府间需要共享的水环境信息内容,跨区域水环境,信息共享思路、跨区域水环境信息传递方式和跨区域水环境信息共享制度4个方面,建立了跨区域水环境信息共享机制.跨区域水环境信息共享系统是国家基础信息资源的重要组成部分,增强了区域水环境监管应急能力,扩大了公众对环境问题的知情权和参与权.
2012, 44(12):47-50. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.008
摘要:针对我国高产量有机颜料CLT酸,采用铁炭微电解-Fenton联合工艺对其产生的酸析废水进行预处理效能研究,分别考查进水pH、反应时间、铁炭比例、过氧化氢投加量及投放时间等因素对CLT酸酸析废水处理效果的影响.结果表明: 当原水COD在28.1~34.5 g/L时,控制进水pH 2.5左右、铁炭比2∶1、反应时间60 min的条件下,铁炭微电解预处理工艺对COD的去除率大于32%;向微电解出水投加30%(质量分数)、0.15 mol/L的过氧化氢溶液进行Fenton预处理,在常温、反应时间60 min的条件下,对COD的去除率大于43%,废水可生化性由原水的0.08提高到0.43.
张淑娟 , 王立 , 马放 , 张雪 , 徐亚男 , 李哲 , 姜晓峰
2012, 44(12):51-55. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.009
摘要:为探讨施肥模式对收割后稻田CO2垂直释放特征的影响,利用CIRAS-2便携式光合测定仪对施加氮肥、磷肥和菌肥的水稻土CO2释放速率及其影响因素进行测定,并对二者的相关性进行分析.结果表明: 施加氮肥后,收割后稻田0 cm界面土壤CO2的释放速率提高97.73%,10 cm界面和20 cm界面分别降低39.93%和31.36%.施加磷肥后, 收割后稻田0 cm界面CO2的释放速率与对照(CK)差异无统计学意义,10 cm界面降低33.84%,20 cm界面提高48.03%.施加菌肥对收割后稻田3个界面CO2的释放速率都无显著影响.收割后稻田CO2释放速率与该界面土壤含水率的相关性受施肥模式的影响,其影响程度随着土层的加深依次减轻.与氮肥和磷肥相比,菌根菌肥对土壤CO2释放影响不显著.
2012, 44(12):56-60. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.010
摘要:为探讨聚氨酯在生物接触氧化池内不同投放方式对污水净化效能的影响,通过3种投放方式(完全悬浮、完全下沉、一半悬浮一半下沉)的比较,分析不同投放方式导致的微生物群落结构差异与系统净化效果之间的关系.结果表明:聚氨酯在生物接触氧化池内一半悬浮一半下沉状态下的净化效果最佳,COD及NH+4-N的去除率可达90%和94%;在此状态下载体附着的微生物数量最多、多样性最高、活性最强、功能结构最合理.聚氨酯在生物接触氧化池内的投放状态直接影响着生物接触氧化池的净化效果,一半悬浮一半下沉是更有效的投放方式.
2012, 44(12):61-66. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.011
摘要:目前尚缺乏有效地系统分离获得异养硝化菌的方法,为此,利用海洋养殖废水,采用前期自养后期异养的混养富集方法,获得具有异养脱氮能力的菌群.通过异养培养基分离获得纯菌株,利用特异性引物扩增分离菌株的氨单加氧酶(AMO)基因amoA和周质硝酸盐还原酶(NAR)亚基基因napA,快速筛选具有潜在异养硝化或异养硝化好氧反硝化能力的菌株.通过氮素转化试验确认菌株的氮代谢特性.共分离获得异养细菌22株,其中11株细菌amoA基因呈阳性,7株细菌amoA基因和napA基因同时显阳性,氮素转化试验证明9株细菌具有异养脱氮能力.
2012, 44(12):67-72. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.012
摘要:为了在参数化数值模型中更好地引入城市下垫面不均匀建筑群对大气动力特性的影响,从建筑几何结构的形态学角度出发,建立了描述城市建筑群不均匀性的形态学参数化方法,形成一组可以较为系统地表达建筑不均匀性的参数,包括迎风面积指数(λf)、平面面积指数(λp)、形状指数(SBC)和综合非直线系数(R).利用风洞实验方法研究建筑群各形态学参数对拖曳力的影响,其中整个区域所受的拖曳力采用悬浮实验平台直接测量. 结果表明:周围环境地貌粗糙度的改变对拖曳力系数影响不明显;迎风面积指数是风向变化引起拖曳力系数变化的主要作用因素.实验工况之间对比表明,在迎风面积指数、平面面积指数、形状指数分别增大或综合非直线系数减小的单因素变化情况下拖曳力系数会出现不同程度地增大.
2012, 44(12):73-77. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.013
摘要:为了科学地选择和评价超薄磨耗层沥青混合料,选取SMA-10,UTAC-10和NovaChip Type-C 3种混合料类型作为评价性能指标,采用约束试件温度应力试验评价混合料的低温性能,通过渗水系数试验和抗滑性能试验评价混合料的表面性能,设计一种室内磨耗试验来研究混合料抵抗抗滑衰减的能力.采用一套3种条件下的飞散试验并结合冻融劈裂试验评价混合料的抗水损害性能.结果表明:冻断温度和冻断强度可有效评价磨耗层沥青混合料的低温性能,以初始摆值结合抗滑衰减程度评价磨耗层抗滑性能比较科学,评价超薄磨耗层材料的抗水损害能力须将冻融劈裂强度比和冻融劈裂强度结合起来.
2012, 44(12):78-83. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.014
摘要:针对微网储能系统受容量的限制,从而引起微网运行不稳定,提出一种改进的微网协同控制策略.采用双层协同控制结构,初级控制是蓄电池储能系统,次级控制是微网管理系统(MMS).初级控制保证微网频率在可接受的范围内,次级控制保证微网中最大的备用容量.采用详细的微源模型,准确地描述了不同类型分布式电源原动机部分对微网系统的影响,建立带有详细微源模型的微网仿真系统,并进行了仿真,仿真结果表明:该协同控制策略具有良好的动态性能,并能够保证供电质量的要求,有较理想的应用前景.
刘海燕 , 顾大明 , 刘国宇 , 杨刚 , 赵秀丽 , 陈成 , 李睿 , 徐克明
2012, 44(12):84-88. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.015
摘要:为研究枝状连接基对Gemini咪唑表面活性剂性能的影响,以2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇为连接基合成枝状的Gemini咪唑表面活性剂2,4-二(溴化-3-烷基咪唑)-1,3-丙二醇([Cn-P-Cn]Br2),其中n=0,2,14.通过表面张力法和电导法测量其表面活性并计算25 ℃时胶束形成的各项性能参数:临界胶束浓度(ccmc)、表面饱和吸附量(Γcmc)、表面活性剂分子在空气/水界面的最小横截面积(Amin)、效率因子(pC20)和表面压(πcmc)等.结果表明,不同链长的3种表面活性剂具有很高的表面活性,所有表面活性剂胶束形成的吉布斯自由能(ΔGm)均为负值,说明常温常压下胶束的形成是自发过程.
2012, 44(12):89-94. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.016
摘要:为研究桩端土体对桩体阻抗的影响,提出了一种模拟桩土相互作用的新模型.在该模型中,桩端应力扩散到下部土体中,土体中产生的附加应力符合圆形荷载下的Boussinesq应力解.相同附加应力形成三维等值面,将等值面包裹的土体区域看作虚土桩.虚土桩底部与基岩接触,限制竖向位移.根据虚土桩底部的边界条件,结合阻抗传递法可得到虚土桩顶部阻抗,将其作为实体桩的实际支撑参数,进而可求得整个桩体的阻抗响应.通过该模型计算得到的桩体阻抗与Novak的计算结果进行对比,发现考虑桩端应力扩散效应可以较为真实地反映桩端土体对桩体阻抗响应的影响.桩体刚度与桩端土厚度成反比,阻尼反之.对于长径比较小的桩体,桩端土体的影响更大.
2012, 44(12):95-99. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.017
摘要:为了预测竖向荷载下后注浆桩的荷载变形特性,在荷载传递法的基础上,采用双曲线的荷载传递函数,推导了后注浆桩桩身荷载和沉降关系的迭代模型,给出了成层地基中后注浆单桩的迭代求解方法.为了考虑注浆对桩端桩侧阻力的影响,引入了后注浆荷载传递参数提高因子,在统计的基础上给出了提高因子的经验取值范围,最后通过一个工程实例评估了该方法的合理性.结果表明本文方法能较好地给出后注浆桩荷载沉降关系的范围,可以保守地将预测的下限用于设计.
2012, 44(12):100-104. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.018
摘要:为了更合理地确定在役钢筋混凝土桥梁的钢筋锈蚀模型,在综合国内外已有的钢筋锈蚀模型的基础上,进行了分类比较分析.提出了考虑荷载影响和氯离子结合能力的钢筋锈蚀模型,并以沿海地区钢筋混凝土桥梁为背景,验证了该锈蚀模型的可行性.研究表明:考虑荷载影响和氯离子结合能力的钢筋锈蚀模型更加趋于合理,采用这种钢筋锈蚀模型进行结构使用性能退化的模拟及结构使用寿命的预测将更有工程实践意义.
2012, 44(12):105-111. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.019
摘要:为了研究侧向预应力约束高轴压比混凝土圆柱的滞回性能,进行了7根混凝土圆柱的低周反复荷载试验;采用理论分析与回归分析相结合的方法,得出了预应力碳纤维条带约束高轴压比混凝土圆柱的正截面抗弯承载力计算公式;提出了能够考虑轴压比与预应力大小两因素的预应力碳纤维条带约束高轴压混凝土圆柱三折线型恢复力模型及其特征点的计算方法.试验结果表明采用预应力碳纤维条带约束高轴压混凝土圆柱后,柱的滞回性能有显著改善;预应力碳纤维条带提供的环向主动约束力能够有效抑制斜向剪切裂缝的开展,加固后高轴压比圆柱的破坏形态由脆性剪切破坏转变为延性更好的弯曲破坏.采用推荐模型所得计算结果与试验结果吻合较好.
2012, 44(12):112-117. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.020
摘要:在海洋工程锚固基础设计中,为了研究拖曳锚在风、浪、流等循环荷载条件下的极限抗拔承载力性能,分别利用理想弹塑性模型和刚体模型模拟海床饱和软黏土地基和拖曳锚,考虑拖曳锚与海床土之间的接触摩擦,建立二维拖曳锚承载力有限元计算模型.在循环荷载作用下,将Andersen提出的循环强度模型概念引入,分别对埋置深度和荷载循环次数对拖曳锚循环极限抗拔力的影响规律进行研究.结果表明:埋深对循环极限抗拔力的影响相对较小一些;而随着荷载循环次数的增加,循环极限抗拔力则逐渐降低且趋于平缓.具体数值计算结果与分析结论可为工程设计提供参考依据.
赵乐乐 , 李星 , 杨艳玲 , 朱永娟 , 雒江菡 , 李圭白
2012, 44(12):118-122. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.021
摘要:研究长距离原水输水管道管壁生物膜特征有利于分析原水水质变化原因,对保障长距离原水水质安全性具有重要意义.采用8台环状膜生物反应器(BAR)串联运行以模拟长距离原水输水管道,研究不同水质条件下,管道生物膜的形态特征、结构、生物量空间分布、微型生物种群组成.结果表明:不同水质条件下生物膜形态明显不同,管壁上黏附颗粒物的颜色是表征生物膜形态特征的重要标志;管道微生物膜结构沿程变化较大,其粗糙生物膜结构增大了生物膜比表面积,有利于生物膜的生长发育,从而有效氧化去除水中的污染物质;A江模拟管道运行75 d在BAR3处生物量达最大值(以P计)1.11 nmol·cm-2,后端因缺乏营养生物量明显降低,而B江模拟管道生物膜生长受进水DO(0.3~3.0 mg·L-1)抑制,生物量沿程变化较小;原水水质是影响生物膜微型生物组成的重要因素,微型生物组成反映管道水质状况及净水效果.
2012, 44(12):123-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.022
摘要:为了评价混合交通环境中的行人和车辆冲突的安全性,对比分析了目前常用的行人车辆冲突参数,提出了个体行人和车辆之间冲突的安全评价模型,并将模型应用于不同的混合交通场景,验证模型的鲁棒性和适用性.结果表明,冲突时间差(Time difference to collision,TDTC)和车辆速度对行人车辆冲突的安全性影响最大.TDTC越接近于零,行人越危险;车辆速度越快,行人越危险.以此建立的行人车辆冲突评价模型可正确评估86.2%的行人车辆冲突安全,对于危险冲突的漏检率为2.1%.
2012, 44(12):129-134. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.023
摘要:基于转向盘的全方位步行机器人综合了腿式机器人与车辆方向盘的结构特征,为了对其运动性能及运动控制进行系统研究,介绍了该机器人的设计思想、机构特色及运动原理.建立了该机器人的等效操作臂模型,给出操作臂的雅克比矩阵,推导出操作臂在关节空间和笛卡尔空间下的动力学方程,以此给出了转向系统的非线性闭环控制模型.基于Adams与Matlab/Simulink对机器人全方位运动进行了PID联合控制仿真,并对样机模型进行了实验研究.结果表明:转向盘式步行机器人在全方位运动控制方面灵活性好,方向精度高,控制简单可靠.
2012, 44(12):135-139. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.024
摘要:为了反映不确定的公交出行需求对线路发车频率的影响,融入公交网络鲁棒性能指标优化线路发车频率.采用双层规划模型进行优化,首先分析需求的不确定性在公交网络上的传递过程,使用解析法给出上层模型的构造形式,其目标涉及两项内容,一项含乘客和公交运营部门费用的公交网络系统效益,另一项考虑公交网络鲁棒性能;其次,基于公交出行策略理论,采用公交网络客流分配模型作为下层模型;最后设计遗传算法求解.小型网络测试和六盘水市公交网络的应用结果表明,鲁棒性能指标可以提高线路发车频率的可靠性.
2012, 44(12):140-144. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.025
摘要:为了从心理学的角度解释影响拥挤收费公众可接受性的原因,揭示心理因素对可接受性的影响规律.以心理学理论为基础,选择社会规范、问题感知、个人规范、感知行为控制、行为意愿、感知有效、感知公平、感知自由8个心理因素作为研究变量,构建了公众可接受性的心理因素结构模型;根据模型的要求,开发了心理因素量表,并利用该量表对单一拥挤收费措施和加入了改善公交的组合措施进行了调查;利用调查的897个小汽车用户样本对结构模型进行了拟合与估计.结果表明:在可接受性的解释因素上两个措施没有显著的不同,感知公平、感知自由、个人规范、感知行为控制对可接受性有直接影响;影响效果分析表明感知公平和感知自由是影响公众可接受性的关键因子.提高公平性或增加可替代的出行方式有助于提高拥挤收费的公众可接受性.
2012, 44(12):145-148. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2012.12.026
摘要:为克服常规粒子滤波在重力辅助定位中由于观测维数增加,系统后验概率密度尖峰变窄而加剧粒子退化,难以保证算法稳定性问题.将人工物理优化过程引入粒子滤波的重采样过程,实现粒子分布优化,将算法应用于重力辅助定位,利用惯性导航系统海上试验数据进行数值实验分析,对比不同算法在相同条件下定位误差估计效果.结果表明:人工物理优化能够改善粒子退化和样本贫化问题,提高了算法的稳定性;优化后,算法可以用于重力辅助定位,并获得了较高的定位精度.
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