2013, 45(10):1-6. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.001
摘要:为研究混凝土徐变对钢管混凝土拱面外稳定的影响,提出了一种面外徐变稳定的数值分析方法,该方法将混凝土徐变分析的修正龄期有效模量法和有限单元法进行结合,通过引入时变的初始几何缺陷描述钢管混凝土拱在任意时刻的徐变变形,并将该缺陷引入有限元模型求解面外徐变稳定承载力.基于该方法,以已有的钢管混凝土拱试验模型为基本研究对象,讨论了持荷水平、长细比、矢跨比、横向扰动力、截面含钢率和混凝土加载龄期对面外徐变稳定承载力的影响.计算结果表明:该方法具有较好的有效性和适用性;不同参数对钢管混凝土拱面外稳定承载力影响的差异较大,其中长细比、截面含钢率和混凝土加载龄期的影响较大,而矢跨比和横向扰动力的影响相对较小;徐变导致钢管混凝土拱面外稳定承载力的降低幅度可达13.8%,设计时应予以考虑.
2013, 45(10):7-13. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.002
摘要:为研究高幅值地震动特性与影响,并针对该类地震动改进设计谱,统计了20次地震中60条满足PGA≥1 g、PGV≥100 cm/s、PGD≥100 cm三个条件之一的地震动记录,并计算相关参数.首先综合之前提出的与地震动特性相关的破坏势评价标准,采用因子分析法对各评价标准进行降维,得到新的综合因子,实现原始变量整合与简化,并对综合因子的物理意义给出解释.同时计算了高幅值地震动记录的特征周期和最大规准谱谱值,比较与现有规范给定值的差异,针对该类特殊地震动发生的可能性,为设计谱的完善提出建议.
2013, 45(10):14-19. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.003
摘要:为探究低氨氮生活污水亚硝化的可行性,采用高负荷生物滤池-上向流曝气生物滤池(UBAF)两段式反应器考察水流方向对高负荷生物滤池去除COD、氨氮效果及温度、DO对UBAF亚硝化效果的影响.结果表明,在水力负荷为0.58 m3/(m2·h)、COD容积负荷为2.30 kg/(m3·d)、气水比为3.6∶1、常温条件下,上向流进水方式能够获得稳定的低COD、高氨氮的二级出水.在水温30~33 ℃、DO 2.5~3.0 mg/L、进水pH 7.8~8.1条件下,UBAF出水氨氮平均转化率为84.58 %,亚硝氮平均质量浓度达23.01 mg/L.UBAF反应器中各种含氮化合物沿程变化及FISH检测表明,在反应器末段存在一定程度的同步亚硝化厌氧氨氧化作用.该两段式反应器能驯化单独的脱碳、脱氮优势菌群,实现低氨氮生活污水的亚硝化.
钟丹 , 马文成 , 袁一星 , 祝泽兵 , 王慧 , 余太平
2013, 45(10):20-24. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.004
摘要:为了解氯/二氧化氯联合消毒方式对消毒副产物的影响,提高供水的安全可靠性,使用静态管段反应器进行实验,选取3种常用管材,研究氯/二氧化氯联合消毒时,管材对氯/二氧化氯联合消毒过程中亚氯酸盐生成情况的影响.结果表明:对于两种联合消毒方式,各种情况下均在PVC管中亚氯酸盐的生成量最高,而在金属管材中较低.不同之处在于:混合投加氯和二氧化氯过程中,随着混合消毒剂中二氧化氯所占比例的缩小,氯所占比例的增加,铸铁管中亚氯酸盐的生成量逐渐增加.而先加氯再加二氧化氯的情况是亚氯酸盐生成量始终是铸铁高于不锈钢.
2013, 45(10):25-29. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.005
摘要:为解析水生寡毛纲颤蚓科水丝蚓的生长特性和污泥捕食效能,围绕pH、温度、载体厚度和光照4个污泥捕食过程的主要环境因子,以水丝蚓的生长、呼吸速率和捕食污泥效率等为评估指标开展研究.结果表明:水丝蚓适宜生存的pH范围为4~8,对污水污泥中的pH变化具有较强的适应能力;在25 ℃下呼吸速率最高,表现出较高的生物活性;适合水丝蚓稳定附着和高效捕食污泥的载体厚度为1 cm,游离水丝蚓比例为3.8 %;自然光照不会对水丝蚓捕食污泥存在较大干扰,而强光的刺激会引起其遁逃和藏匿行为;污泥减量效率可达27% 以上.
2013, 45(10):30-35. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.006
摘要:为优化对产絮菌克雷伯氏菌(Klebsiella. sp.)的发酵参数,首先用正交实验量化絮凝菌发酵参数对絮凝率和产率的影响度,确定温度、摇床转数、pH 3个影响度较高的发酵参数作为神经网络的输入,絮凝率和产率为输出,同时设计了训练样本.经过反复训练,建立了准确度高、误差小的预测模型,并利用该模型实现发酵参数双指标的全局优化,其最优发酵条件为温度33 ℃、摇床转数141 r/min、pH 7.90,经验证此条件下实际絮凝率和产率分别为92.67%和2.180 9 g/L,絮凝率提高了4.08%,产率提高了14.36%,使生物絮凝剂产量低的问题得以初步改善.利用所建立模型预测生物絮凝菌F+在发酵罐中的发酵过程,仿真误差较小.
程修文 , 刘惠玲 , 李君敬 , 陈清华 , 于秀娟 , 潘国平
2013, 45(10):36-40. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.007
摘要:为提高TiO2的可见光催化性能,采用阳极氧化法在Ti箔上原位生成TiO2纳米管阵列,再利用阴极电沉积法制备了贵金属Pd纳米晶修饰的TiO2纳米管阵列光电极,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)对其表观形貌、表面形态及光吸收性能进行表征.结果表明:Pd纳米晶有效地修饰在TiO2纳米管阵列的表面,且以Pd0形式存在.此外,Pd纳米晶修饰明显拓展了TiO2纳米管阵列的可见光响应范围.以甲基蓝为模型污染物,重点考察阴极沉积电压及沉积时间对其光催化性能的影响.结果表明:阴极沉积电压为-0.8 V、沉积时间为10 min对甲基蓝的光催化降解效果最佳,且符合拟一级反应动力学模型.模拟太阳光下光照120 min对甲基蓝的降解率可达71.4%,是纯TiO2纳米管阵列光电极的1.5 倍.
2013, 45(10):41-47. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.008
摘要:为提高二氧化钛光催化去除阿莫西林的效率,利用光沉积法制备了载贵金属TiO2催化剂 (M/TiO2,M为Ru、Rh、Pd、Ag、Ir、Pt或Au),研究紫外光(365 nm)下KBrO3协同M/TiO2光催化降解阿莫西林的活性,并以KBrO3协同Rh/TiO2研究实验条件对催化活性的影响.结果表明:M/TiO2光催化降解阿莫西林的催化活性与贵金属的功函数密切相关;KBrO3对不同M/TiO2光催化降解阿莫西林的反应均具有很好的协同效果;在Rh载量为0.1%(质量分数)、催化剂质量浓度为0.15 g/L、KBrO3浓度为0.5 mmol/L、溶液pH为5的条件下,20 mg/L的阿莫西林溶液90 min光催化降解率达100%,且该反应符合一级反应动力学模型.
贾学斌 , 刘冬梅 , 孙勇 , 薛文博 , 张军 , 王建文 , 邹燚 , 张栋俊 , 刘春花 , 马虹
2013, 45(10):48-51. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.009
摘要:为去除生产双酚A工业废水中的苯酚、丙酮、双酚A以及溶解于丙酮中很多难以监测的含酚类成分,通过厌氧颗粒污泥静态培养及驯化,验证其厌氧微生物对此类废水的适应性及处理效果.在颗粒污泥对该杂酚废水的静态适应性实验中,其微生物对该杂酚废水有较好的适应性,6 h的接触时间就可以使原水的COD降低约58%.驯化及连续运行60 d后在水力停留时间为9 h时,可使COD去除率达50%.利用扫描电镜观察反应器内实验前后的颗粒污泥,发现其内部和表面微生物均有很大的差异.
孙言春 , 许宪祝 , 朱晓东 , 牟振波 , 葛彦龙 , 吴松 , 杜宁宁
2013, 45(10):52-57. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.010
摘要:建立了一种快速、灵敏的超高效液相色谱串联质谱法(UPLC-MS/MS)同时定性和定量测定水产品中6种氟喹诺酮类(FQs)药物残留.考察了提取液类型、提取液甲酸体积分数、净化方式、脱水剂用量等影响浓缩富集效果的因素,确立了样品采用酸化乙腈溶液提取、正己烷脱脂并以无水硫酸钠除水等步骤.在电喷雾-多反应监测正离子模式下,色谱分离柱选用BEH C18色谱柱,流动相选用0.1%甲酸水溶液-乙腈梯度洗脱,流速为0.20 mL/min.结果表明,6种氟喹诺酮类标准品均在1~1 000 μg/L内线性关系良好(R2均≥0.998),在2~100 μg/kg添加范围内平均回收率在76.9%~95.9%,相对标准偏差在4.8%~9.2%,最低检测限和定量限分别为0.1和0.2 μg/kg.
2013, 45(10):58-62. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.011
摘要:为了分析桥面铺装层的力学特性及其影响因素,结合桥面铺装的结构形式建立了有限元模型,分析了不同水平制动力系数、铺装上下面层材料模量组合及铺装层厚度变化对铺装层内力学状态的影响规律.结果表明,不同的水平载荷对铺装层内的主应力影响较小,而对铺装层内的剪应力影响较大;随着水平载荷的增加,铺装层及防水粘接层内的最大剪应力呈线性增大的趋势;随着铺装层组合模量的提高,铺装层内的主应力变化较小,而层间剪应力相应减小,但变化的幅度较小;增加铺装层的厚度对主应力的影响很小,随着厚度的增加层间最大剪应力减小.研究结果可为桥面铺装材料的选择和结构设计提供理论参考.
2013, 45(10):63-68. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.012
摘要:为了分析基于小波调制的三相逆变器输出电压调制比,采用傅里叶分解的方法,先求解出输出相电压基波及各次谐波的解析式,然后利用得到的方程推导小波调制电压调制比M的计算方程,并通过计算得到M的范围,确定三相逆变器小波调制策略的线性调制范围,最后通过仿真验证理论分析的正确性与合理性.分析结果表明,在开关频率和调制比相同时,小波调制输出电压质量比SPWM和SVPWM更好,并且与SPWM和SVPWM相比,小波调制的线性调制范围更大.
2013, 45(10):69-74. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.013
摘要:为研究碳纤维表面涂层在制备复合材料过程中是否发生界面反应,采用测量反应焓的方法分析不同升温速率下树脂和固化剂、树脂和上浆剂、上浆剂和固化剂等体系的反应情况.实验结果显示,Kissinger方法、Flynn-Wall-Ozawa方法和Crane方法求得的上浆剂和固化剂的系统活化能为47.25 kJ/mol,而树脂和固化剂的系统的活化能为49.64 kJ/mol.由此表明,碳纤维的表面涂层与固化剂是反应的,且碳纤维表面的涂层优先与固化剂发生反应.
2013, 45(10):75-80. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.014
摘要:为了研究Q420高强度镀锌焊接圆钢管轴压柱的整体稳定性能,进行了轴压静力试验,研究了失稳破坏形态和极限承载力,通过计算得到其稳定系数φ,并与现行钢结构设计规范的柱子曲线进行对比.结果表明,试验实测得到的稳定系数φ明显高于我国现行钢结构设计规范所规定的焊接圆钢管所在的b类截面柱子曲线,甚至高于a类截面柱子曲线;同时,对镀锌与未镀锌圆钢管柱的轴压受力性能进行对比分析,结果表明,焊接圆钢管试件经过热镀锌处理之后轴压整体稳定承载力有所提高.
2013, 45(10):81-85. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.015
摘要:为了更加清晰地阐明水灰比对硅酸盐水泥水化进程的影响,分析了硅酸盐水泥的水化动力学模型(Tomosawa模型,T模型),并将其简化为由传质过程、相界面反应和扩散过程所组成的简化T模型.结合化学结合水法测定水化程度,应用T模型及简化T模型对两种不同水灰比水泥浆体的水化动力学进行研究.结果表明:水泥水化动力学模型中的参数受水灰比的影响各异,其中与传质过程相关的参数几乎不受水灰比的影响;与相界面反应相关的参数受水灰比的影响较小;而与扩散系数相关的参数受水灰比影响显著.简化T模型可以较好地分段模拟水化速率随水化程度变化的总体趋势,且该趋势不受水灰比影响,但是相界面反应控制向扩散过程控制转变时的临界水化程度受到水灰比的影响,且随水灰比增加,临界水化程度增大.
2013, 45(10):86-92. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.016
摘要:为避免震害损失,大跨度结构的各支座常采用隔震支座,而隔震工况下的多点地震计算模型可能存在一定误差,本文意在阐明其误差根源并加以解决.首先给出了可用于大跨隔震结构多点地震响应分析的主要计算模型,采用严格理论推导探讨了各模型计算机理的异同和特色,并着重强调了位移模型的理论缺陷和误差,指出位移模型在大跨隔震结构中的盲目应用会导致严重错误,进而提出了实用有效的修正方法和理论依据.最后,以多自由度简化模型和机场维修机库大跨网架实际结构为例,对本文所提观点和建议进行了数值验证,证明了SAP2000内置位移模型在多点地震响应计算中的有效性.
2013, 45(10):93-99. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.017
摘要:为研究近断层地区竖向地震下超高层建筑结构的脉冲波动效应,将典型超高层建筑结构体系分别简化为一维和二维模型,在弹性范围内,确定纵波通过集中质量的反射和透射系数,以时域差分延时和FFT频域滤波为求解策略,用简化波动分析方法计算结构在竖向地震下的宏观响应,评估结构在竖向地震下的抗震性能.分析表明,与振动分析方法相比,波动分析方法在计算结构竖向地震响应时更具有针对性,特别是近场脉冲型竖向地震下.竖向地震引起轴向构件的轴力波动和相对错动不容忽视.
2013, 45(10):100-105. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.018
摘要:为定量描述交叉口承载能力,并将交叉口几何结构、交通特性、渠化设置以及管制措施等影响因素纳入承载能力分析框架,对交叉口冲突车流进行分析,采用图论方法表达了基本相位集,并将承载能力的一般形式表达成等式方程组.随后以普通4路交叉口为例探索了临界承载能力的必要条件,最后建立了交叉口承载能力优化模型.结果表明:不同的信号控制方案对承载能力有着极大的影响,绿灯时间等饱和度分配本质上即为承载能力最大控制;对于一般的4路交叉口,信号控制车流的流量比之和等于2是交叉口达到承载能力的充要条件.
2013, 45(10):106-110. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.019
摘要:为保障原水输水过程中水质安全性,采用生物膜环状反应器(BAR, Biofilms Annular Reactor)考察预氯化对管道生物膜净水效能的影响及其性能恢复过程.结果表明,管道预氯化后,对管道生物膜损伤较大,影响NH4+-N、NO2--N、CODMn、TP去除效果;出水出现短暂的CODMn和TP质量浓度上升、NO2--N积累现象,出水NO2--N最大积累量可达7倍.冲击实验后稳定运行阶段,生物膜对NH4+-N去除效能恢复时间较NO2--N快2 d,NH4+-N、NO2--N分别在第8天和第10天完成恢复;稳定运行至第8天,管壁生物膜完成对CODMn和TP去除效能的恢复.
2013, 45(10):111-117. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.020
摘要:为了改善足迹跟踪算法在夹角较小的交叉路口容易出现将两足尖合并和不易检测波谷的问题,提出了一种新的立体路网提取算法.算法分为3个步骤:首先用足迹跟踪算法提取道路基元,然后在足迹图结构上建立道路模型,最后通过立体反演层次推理实现道路分层.结果表明:该算法通过对波峰合并的角度选择和波谷检测的偏差校正提高了道路基元提取的准确性,并结合立体反演推理算法实现了道路连接、高度设置和分层.最后在Google Earth提供的真实数据上进行实验验证了该算法能有效地体现立体交叉路口的层次,并能保证提取出来的道路的正确性、完整性.
2013, 45(10):118-122. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.021
摘要:为便于工程分析与应用,依据速度势理论,建立液体运动势函数、基底剪力、倾覆力矩表达式,将浮顶简化为刚性的均质板,并以板的振动方程和板与液面作用的边界条件为出发点,构造晃动分析方程和波高表达式.并利用基底剪力等效和做功相等的方法建立了分析问题的简化力学模型,依据能量原理建立体系的运动控制方程,给出了相关参数的取值影响.以50 000 m3储罐进行反应谱和时程分析. 结果表明:剪力、弯矩以及波高等地震响应与相关研究文献及有限元解对比比较接近,研究结果是可行的,能够满足工程结构设计人员的需要.
2013, 45(10):123-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.10.022
摘要:针对Stewart平台参数辨识问题,提出基于误差敏感分析的参数辨识方法.通过建立Stewart动平台在不同位置点的位姿误差模型,得到Stewart平台结构参数辨识方法,该方法解析了Stewart平台在不同位姿下,结构参数变化及对其输出的敏感性.利用数值法构造出误差影响敏感矩阵,可辨识系统结构参数.通过实例计算与修正,Stewart平台位置误差从4.8 mm降到到1.12 mm,角度误差从5.4°降到1.05°,验证了该辨识方法是有效可行的.
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