2013, 45(8):1-7. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.001
摘要:为了能够简单准确地确定钢筋混凝土板的承载能力,在经典塑性铰线理论基础上,考虑受拉薄膜效应的影响,基于所提出的应力破坏准则,建立修正板块平衡法;同时,结合大挠度板壳单元和弹塑性理论,建立了非线性有限元分析程序.采用上述两方法对钢筋混凝土双向板的极限承载力进行计算,并将计算结果和试验结果进行对比分析.结果表明:由于考虑了受拉薄膜效应,两种方法所得极限承载力计算值均与试验结果吻合较好;与有限元分析方法相比,修正板块平衡法原理较为简单,计算容易,具有较强的工程应用价值.
2013, 45(8):8-15. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.002
摘要:为研究新型钢木组合立柱早拆模板体系的稳定性,完成了由小径原木及钢管斜撑形成的纵向4列、横向6排新型早拆模板结构,并进行了足尺抗压破坏试验.考虑加载类型和持荷时间对结构稳定性及破坏的影响,分析了构件力和位移的变化规律,得出该试验单元破坏模式为杆件平面外失稳,且局部构件发生强度破坏.试验结果表明:该体系模板实际浇筑速度不应过快,加快模板周转时间十分有利于小径木原木应力的恢复,应加强浇筑期间的监控;节点水平约束对结构稳定起重要作用,构造措施必不可少;存在初始缺陷较严重的小径原木明显降低结构稳定性,应注意薄弱部位的安装位置.
2013, 45(8):16-22. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.003
摘要:为确定290 mm厚砌块整浇墙在不同破坏模式下的抗剪性能和变形能力,完成了10片足尺290 mm厚全灌芯配筋砌块砌体剪力墙低周往复荷载试验.试验中采用1 000 kN千斤顶施加竖向力,630 kN液压伺服水平作动器施加水平力,研究墙体在压弯剪共同作用下的抗震性能.利用试验记录提出的骨架曲线,研究了竖向压应力、水平配筋、竖向配筋等参数对该种墙体骨架曲线的影响.试验结果表明:在一定范围内,随着竖向压应力提高,墙体受剪承载力和变形能力都有提高;水平配筋对墙体抗剪性能的影响与墙体破坏模式有关,当墙体发生剪切破坏时具有较高水平配筋率的墙体抗剪能力较高但延性较差,而墙体发生弯曲破坏时延性却较好;竖向配筋对墙体抗剪承载力影响显著,对墙体延性的影响与所受竖向压应力大小有关.
2013, 45(8):23-27. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.004
摘要:为了缩短生物除锰工艺处理高铁高锰高氨氮地下水的启动时间,采用变动回流比、固定回流比、不回流3种启动方式,分别启动3根相同的生物除锰滤柱,考察出水回流对启动时间的影响.实验结果表明,采用3种启动方式3根滤柱出水中的总铁、锰、氨氮分别在51、61、82 d降到了0.3、0.05、0.2 mg/L以下,由此证明回流是加速生物除锰工艺快速启动的有效方式.进一步分析发现,铁主要在滤层的0~0.4 m处去除,锰的去除最初是锰砂吸附,当氨氮降到一定程度后,生物除锰效果迅速提高.回流能够有效缩短高铁锰氨氮地下水的启动时间.
刘涛 , 李冬 , 畅晓燕 , 曾辉平 , 曾涛涛 , 张杰
2013, 45(8):28-38. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.005
摘要:为研究基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)工艺中微生物群落结构及种属特征,从常温条件下稳定运行的CANON反应器中采集生物膜样品,并基于聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分别对总细菌、氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌进行群落结构解析.结果表明:反应器中与亚硝化作用有关的功能菌为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira),与厌氧氨氧化作用有关的功能菌是Candidatus Brocadia属和Candidatus Kuenenia属,未检测到亚硝酸盐氧化细菌,且系统内氨氧化细菌的生物多样性明显高于厌氧氨氧化菌.此外,反应器中还存在其他微生物,如Shewanella、Pseudomonas、Ignatzschineria、Dechloromonas以及属于Clostridia、α-Proteobacteria、Bacillales的uncultured bacteium等.
2013, 45(8):39-43. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.006
摘要:为全面考察反硝化聚磷菌(DPB)在不同环境条件下的脱氮除磷效能,利用厌氧/好氧/缺氧(A/O/A-SBR)反应器,以人工配水培养驯化反硝化聚磷颗粒污泥.通过正交试验,综合考察不同碳源类型、碳源质量浓度、进水温度和pH条件下系统的脱氮除磷效能.结果表明:以丙酸钠为碳源,在进水COD质量浓度400 mg/L、水温25 ℃、pH为7的条件下,DPB对于有机物的去除效能最高;以丙酸钠为碳源、COD质量浓度400 mg/L、进水温度15 ℃、pH为7条件下,DPB的脱氮效能最高;以乙酸钠为碳源、COD质量浓度400 mg/L、进水温度25 ℃、pH为8时,DPB的除磷效能最高.温度对系统COD降解和脱氮效能影响最大,pH的影响最小;pH对系统的除磷效能影响最大,碳源类型的影响最小.
2013, 45(8):44-55. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.007
摘要:研究产甲烷互营菌群对pH变化的响应,对于寻求提高有机废水厌氧生物处理效能的策略具有重要意义.以处理制糖废水的升流式厌氧污泥床(UASB)反应器的运行为基础,考察不同pH对反应器运行效能及产甲烷互营菌群的影响.结果表明,在进水COD 20 000 mg·L-1、HRT 8 h的条件下,当进水pH分阶段由6.9降至5.4时,UASB系统的pH随之从6.8~7.4下降至5.7~6.7,导致COD去除率降低了23.3%,出水中残留丙酸提高了3.9倍.聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析结果表明,产氢产乙酸菌群在UASB中的多样性显著低于产甲烷菌群,其分布和优势度受pH降低的影响显著.以Eub 19(Pelotomaculum)为代表的食丙酸产氢产乙酸菌在偏酸环境中的优势度明显减弱,而食乙酸产甲烷菌及部分食氢产甲烷菌对pH下降响应并不显著,且随着pH下降,耐酸的食氢产甲烷菌Methanobacterium ferruginis和Uncultured Methanobrevibacter的优势度逐渐增强.由此可见,与产甲烷菌群相比,UASB系统中的产氢产乙酸菌群对pH的变化更加敏感.
2013, 45(8):56-60. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.008
摘要:为提高二氧化钛光催化去除溴酸盐效率,采用浸渍法制备Pt/TiO2光催化剂,研究其在365 nm紫外光下光催化去除溴酸盐(BrO3-)活性及Pt负载量、煅烧温度、pH、溶解氧、有机物等因素对其光催化去除BrO3-活性的影响,考察其光催化去除BrO3-动力学.结果表明:PtCl4光敏化的作用显著提高了TiO2光催化去除BrO3-活性,最优Pt负载量为0.01%;Pt/TiO2最优煅烧温度为400 ℃;BrO3-去除率随pH降低而快速增加;溶解氧及有机物乙醇都抑制了Pt/TiO2光催化去除BrO3-;Pt/TiO2光催化去除BrO3-表现为一级反应动力学.
2013, 45(8):61-65. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.009
摘要:为了给大气环境预测中使用非常规气象资料提供参考依据,基于美国法规空气质量(AERMOD)模式, 以2011年哈尔滨常规观测资料、美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料构建标准情景和NCEP气象情景,分析NCEP气象情景与标准情景大气污染物预测质量浓度的符合度指数和相对误差.结果表明:NCEP再分析高空资料、云量资料用于大气环境预测与标准情景相比误差小,可以替代同类常规观测数据;而NCEP再分析资料替代地面自动站资料进行大气环境预测误差偏大,不宜采用.
2013, 45(8):66-72. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.010
摘要:为提高电能质量暂态扰动检测定位能力,设计一种采用Hyperbolic S变换(HS变换)的扰动检测方法.在采用HS变换处理电能质量信号的基础上,通过计算HS变换模矩阵上各采样点不同频率对应的幅值之和来定位扰动起止点.新方法首先通过阈值对幅值和曲线进行预处理;之后,采用峰值点定位扰动起止时间.仿真实验证明,新方法实现了不同参数条件下电压暂降、电压暂升、电压中断、电磁脉冲、电压尖峰、电压切痕、振荡暂态等7种扰动的准确检测.该算法具有较好的鲁棒性与抗噪性,受不同扰动参数影响较小,符合实际环境下的扰动定位要求.
2013, 45(8):73-78. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.011
摘要:针对单对极轴向磁场磁阻式旋转变压器测量误差相对较大的问题,提出了一种多极轴向磁路磁阻式旋转变压器,以解决高次谐波的干扰、定子与转子偏心等问题对精度的影响.应用微积分法对这种新式磁阻式旋转变压器的数学模型进行解析计算,并在此基础上给出了多极轴向磁路旋转变压器的数学模型和工作原理.通过有限元法的分析,验证了设计方案的正确性与可行性.分析结果表明,输出电势中的高次谐波使电压波形畸变而产生误差,其中三次谐波含有率占总谐波畸变率的比重较大.通过对转子结构进行优化,削弱了输出电势中的三次谐波,有效地降低了多极轴向磁路磁阻式旋转变压器的测量误差.
2013, 45(8):79-83. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.012
摘要:为了避免传统电梯交通模式识别存在模式滞后的缺陷,适应新型的双子电梯群控系统性能要求,提出了基于预测交通流的电梯交通模式预测方法.采用支持向量机(Support vector machine,SVM)进行电梯交通流预测;采用BP神经网络进行电梯交通流模式识别,并用遗传算法(Genetic algorithm,GA)对BP神经网络进行优化;将电梯交通流预测与交通模式识别相结合,再次利用神经网络对所预测的交通流进行模式识别,实现交通模式预测.研究结果表明,预测交通流的交通模式与实际交通流的交通模式一致,验证了交通模式预测的准确性.交通模式预测方法可避免模式滞后的缺陷,为双子电梯群控系统工程应用提供理论依据.
2013, 45(8):84-89. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.013
摘要:为了甄别电子执法环境下影响交通违法行为的主要因素,在交通调查基础上,借助广义估计方程分析了有无电子执法设施、交通标线是否齐全、车辆类型和交叉口服务水平4个独立因素对交通违法行为的影响.结果表明:有无电子执法设施和交通标线是否齐全对交通违法行为的影响显著;这两个显著影响因素的交叉作用分析显示,在交通标线齐全时电子执法对交通违法行为具有明显的抑制作用.齐全的交通标线对抑制电子执法环境下的交通违法行为、提高道路交通安全水平具有重要作用,它是实现电子执法设施建设初衷的基本保证.
2013, 45(8):90-93. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.014
摘要:我国矿业棕地数量巨大,目前生态恢复的主要形式是建设矿山公园.工程实施中生态恢复、遗址保护、经济效益、休憩娱乐项目互相争地,生态恢复的比例被大量压缩,且难以量化分析.借用景观生态学斑块、廊道模式的分析模型推导出矿业棕地生态恢复的量化基准数据,使之成为规划设计不可突破的红线:作为生态物种栖息的林地面积不能小于1.5 km2;面积不足30 km2的场地应以造林为主;应保持场地边界的自然状态,增加形状指数且不得砌筑围墙;生态廊道宽度不应小于60 m;尾矿堆等污染源必须植被覆盖,缓冲带宽度不得小于最小允许值.这些可以成为工程设计的理论依据,切实保证基于矿业棕地的矿山公园成为名副其实的生态文明建设工程,防止造成掠夺性二次开发.
2013, 45(8):94-98. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.015
摘要:为了研究钢管混凝土柱在压-弯-扭复合受力状态下的力学性能,在大型通用有限元程序ABAQUS基础上,选取合理的材料本构方程,包括混凝土塑性损伤模型和钢材理想弹塑性模型,并施加位移约束条件和定义钢管混凝土柱的压-弯-扭复杂受力加载模式,从而建立钢管混凝土柱的“壳-实体”精细有限元模型.有限元模型计算结果与文献试验结果吻合良好,并且能够获得钢管混凝土中钢管和混凝土材料每一点的应力和应变状态,也能获得宏观扭矩-扭转角滞回曲线,研究结果充分表明钢管混凝土的“壳-实体”精细有限元模型在兼顾计算精度的同时能够获得较为全面的分析计算结果.
2013, 45(8):99-104. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.016
摘要:为了解决桩基检测中长桩桩底与深部缺陷难以识别的问题,采用旁孔透射波法,建立桩-土系统简化理论模型,对旁孔透射波法提出了桩身缺陷及桩底深度的检测分析方法,并采用三维轴对称有限元模型,对比分析了旁孔透射波法与低应变反射波法检测的技术效果.结果表明,反射波法适用于非长桩的长度和深度不大的桩身缺陷检测,虽然指数放大有助于辨识长桩底端和较深处桩身缺陷的反射信号,但在实际应用中仍会存在一定的不确定性.旁孔透射波法受桩长和长径比的影响显著小于反射波法,在桩身缺陷位置及其程度和桩底深度的检测分析中更具优势.
2013, 45(8):105-110. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.017
摘要:为了研究活性粉末混凝土构件中钢筋的粘结特性,采用梁式试验方法分析了各因素对粘结性能的影响,建立了粘结应力-滑移本构模型,并与普通C40混凝土进行对比.研究表明:活性粉末混凝土试件与C40混凝土试件的粘结应力-滑移曲线整体规律相同,活性粉末混凝土的抗压强度及粘结强度都远大于普通混凝土,其中极限粘结强度τu约为C40混凝土的3倍,其对应的滑移值su约为C40混凝土的2倍,相对粘结强度τu/fcu约为C40混凝土的1.6倍;根据试验曲线及试件破坏过程对活性粉末混凝土与钢筋之间的粘结机理进行分析,并根据试验数据统计回归出多因素影响下锚固特征值的经验公式,建立了四折线的粘结应力-滑移本构模型.
2013, 45(8):111-116. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.018
摘要:为了考察活性粉末混凝土柱类构件的抗震性能,开展了18根活性粉末混凝土柱的拟静力试验,研究了轴压比、纵筋配筋率、配箍率和钢纤维体积含量4个因素对活性粉末混凝土柱破坏形态、滞回特性、骨架曲线、刚度、承载力及延性的影响规律.研究表明:活性粉末混凝土柱的承载力随着轴压比的增大而提高,但其延性随着轴压比的增大有下降的趋势;试件柱的承载力及位移延性系数随着纵筋配筋率的增大而显著增大;配箍率的提高一定程度上改善了荷载达到峰值后阶段的滞回特性,骨架曲线的下降段变得较为平缓;钢纤维掺量的增加,改善了试件柱的破坏进程,一定程度上提高了试件柱的延性及耗能能力.
2013, 45(8):117-121. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.019
摘要:为研究活性污泥工艺对类固醇类雌激素去除的规律,从深港两地的污水处理厂采集4种不同性质的污泥,比较其对5种环境雌激素酮(E1)、雌二醇(E2)、雌三醇(E3)、17α-雌二醇(17α-E2)和雌炔醇(EE2)的吸附和生物降解.采用液液萃取-GC-MS方法对体系中残留雌激素的质量浓度进行分析.结果表明:4种污泥对雌激素的吸附在30 min~1 h达到吸附平衡,吸附量在各污泥之间差异无统计学意义,5种雌激素的平均吸附量分别约为1.6、1.7、0.9、2.6和2.5 μg·mg-1,平均降解速率分别为326、252、440、275和13 μg·L-1·d-1;综合吸附和降解,5种雌激素在污泥中的半衰期平均约为14.9、0.9、4.3、4.7 h和18.9 d.E3的吸附量低于其他雌激素,可能与其极性基团有关;EE2的转化速率显著低于天然雌激素;硝化污泥对EE2的转化速度显著高于其他污泥,硝化菌群可能起到重要作用.
2013, 45(8):122-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2013.08.020
摘要:为了定量地分析MBOC(Multiplexed binary offset carrier)调制的北斗导航信号的多径误差,在分析MBOC调制信号原理的基础上,建立了相应的多径信号模型,利用超前减滞后功率鉴相器和反正切函数鉴相器,推导了多径效应导致码相位跟踪误差和载波相位误差的表达式.对不同的多径直达幅度比(Multipath to direct ratio,MDR)、相关器间隔、前端带宽时MBOC调制信号的多径性能进行了仿真,并针对存在噪声干扰时的码跟踪误差进行了仿真分析.仿真结果表明,多径直达幅度比由-3 dB减小到-6 dB时,所产生的多径误差包络也相应地减小.在多径直达信号幅度比(MDR)一定时,采用窄相关技术和较宽的接收机前端带宽均能很好地抑制多径误差.存在噪声干扰时,码跟踪误差随着载噪比(Carrier to Noise Ratio,CNR)的增加逐渐减小为0.
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