• 2014年第46卷第2期文章目次
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    • 基于BDNM的桥梁结构可靠度预测

      2014, 46(2):1-5. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.001

      摘要 (2170) HTML (3) PDF 1.38 M (1669) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了结合监测极值应力和应力参数(平均值)的先验模型来对桥梁可靠度进行预测, 认为极值应力随时间变化的动态测量为一个时间序列, 并考虑到贝叶斯动态线性模型(BDLM)的局限性, 引入贝叶斯动态非线性模型(BDNM)对时变极值应力进行预测. 运用BDNM建立了极值应力的状态方程和监测方程, 通过泰勒级数展开技术,将其近似转化为贝叶斯动态线性模型(BDLM), 并通过贝叶斯因子来对应力信息进行监控, 然后结合应力参数的先验信息, 对极值应力的状态参数进行贝叶斯后验概率推断, 建立动态模型对极值应力变化趋势进行预测. 基于监测信息, 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. 最后利用建立的BDNM和一次二阶矩(FOSM)可靠度方法, 对结构可靠度进行预测, 并通过实例验证了所建模型的合理性和适用性.

    • 预测砌体墙板破坏荷载的广义应变能密度方法

      2014, 46(2):6-10. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.002

      摘要 (1682) HTML (3) PDF 1.14 M (1509) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示新板与基础板破坏荷载之间的关系,从面外均布荷载作用下砌体墙板的有限元模型中提取各单元的应变能密度,给出墙板的广义应变能密度概念.通过分析新板与基础板的广义应变能密度分布模式,提出了基于广义应变能密度预测砌体墙板破坏荷载的方法.算例分析表明,本文发展的方法与有限元的分析方法相比,虽然预测精度接近,但该方法具有建模过程简单、不受材料性质参数影响的优点;与屈服线方法相比,预测精度有较大提高.该方法能直接应用现有的试验数据或记录来预测新板的破坏荷载,为砌体墙板破坏荷载的预测提供一个新途径.

    • 哈尔滨17层住宅结构方案对比与碳排放分析

      2014, 46(2):11-15. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.003

      摘要 (2143) HTML (4) PDF 1.92 M (1309) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对比配筋砌块砌体结构与钢筋混凝土剪力墙结构在碳排放量方面的优劣,对同一栋住宅建筑分别采用两种结构体系进行结构设计.通过对结构性能、工程造价的对比,以及原材料生产、运输和建筑施工过程中碳排放量的详细计算分析,结果表明,采用配筋砌块砌体结构进行中高层住宅设计,可保证与混凝土剪力墙结构相当的结构性能,同时降低工程造价10.9%,并降低碳排放量47.76 kg/m2,约合10.0%.相比于混凝土剪力墙结构,配筋砌块砌体结构建设高层住宅具有明显的低碳节能优势,是“资源节约型、环境友好型” 绿色建筑结构形式.

    • 寒地居住区日照质量改良光学折射模型

      2014, 46(2):16-20. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.004

      摘要 (1938) HTML (4) PDF 6.15 M (1445) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了改善寒地居住区日照不足状况,运用寒地居住区日照质量改良模型和光学折射原理,通过光学折射元件使太阳辐射转移到寒地居住区场地阴影区,扩大场地日照范围,改善日照质量.光学仿真模拟结果表明理论模型具备可操作性,并对关键参数进行验证与优化,初步确定模型的主要元件参数,推算动态日照时段下设备工作运行轨迹.寒地居住区场地日照质量得以改良,能够提高既定城市用地的建设容积率,使其开发使用效率得以提升,进而节约城市建设资金.

    • 基于生态用水的Hargreaves模型修正

      2014, 46(2):21-25. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.005

      摘要 (1933) HTML (4) PDF 5.28 M (1160) 评论 (0) 收藏

      摘要:生态需水量核算问题中,国内外常用的几种潜在蒸散量计算模型具有一定的限制性,为此,结合东北地区特点,以哈尔滨市为例,选取时间序列指标数据,对比分析常用计算模型的适用性及不足,提出修正并优化Hargreaves(HM) 模型的方法并进行参数修定.修正后HM模型的计算结果与PM模型的相关系数达0.826,相对均方差为0.119,相关性较好,可满足哈尔滨市蒸散量的计算.

    • MBR膜污染过程中微生物群落结构与代谢产物分析

      2014, 46(2):26-32. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.006

      摘要 (2392) HTML (6) PDF 971.71 K (1982) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对MBR运行中膜污染问题,利用T-RFLP手段分析不同运行控制下两套相同的A/O-MBR装置(R1、R2)膜污染过程中微生物群落结构变化规律,检测不同过膜压力pTM下Cake层、混合液微生物代谢产物浓度.结果表明:R1反应器(温度为30 ℃,SRT为60 d、膜通量(Flux,FM)为9.09 L/(m2·h),DO为4 mg/L)膜污染周期为30 d,Cake层优势种群依次为Oribacterium、Cytophaga sp.、Anaeromyxobacter、Paracoccus、bp180和Comamonadaceae,膜丝表面优势种群依次为Saprospiraceae、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp92;R2反应器(温度为20 ℃,SRT为30 d,FM为13.42 L/(m2·h),DO为2 mg/L)膜污染周期为11 d,Cake层优势种群依次为Anaeromyxobacter、Oribacterium、Saprospiraceae和Myxobacterium,膜丝表面优势种群依次为Thiothrix Eikelboomii、γ-Proteobacterium、Nitrospira、Thiothrix sp.和bp52.控制策略的差异对微生物群落演替具有显著影响.Cake层和膜丝表面微生物多样性增大可能导致膜污染加重.微生物代谢产物(EPS、SMP)浓度升高会导致膜污染进程加剧,Cake层中EPS对膜污染具有主要贡献作用.

    • 阿莫西林对制药园区污水厂A2O工艺脱氮除磷的影响

      2014, 46(2):33-37. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.007

      摘要 (2471) HTML (3) PDF 2.58 M (1900) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究阿莫西林对制药园区污水厂脱氮除磷的影响,采用小试A2O工艺处理生活污水,分别在进水投加阿莫西林前后,考察A2O工艺对COD、氮、磷的去除效果.结果表明:随着生活污水受到2~5 mg·L-1阿莫西林冲击,有机物降解菌活性受到明显抑制,COD平均去除率从86.9%下降至79.5%;系统硝酸细菌未受到明显抑制而亚硝酸细菌受抑制,导致硝化活性下降,氨氮平均去除率从95.5%下降至85%;系统缺氧区反硝化速率及厌氧区释磷速率影响不大,对总氮及总磷的平均去除效率影响较小.

    • 水环境中不同浓度TiO2纳米颗粒混凝工艺去除效果

      2014, 46(2):38-43. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.008

      摘要 (1904) HTML (3) PDF 2.10 M (1332) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究水环境中不同质量浓度TiO2 纳米颗粒(NPs)混凝工艺去除影响因素及与浊度去除规律的区别,研究了在超声预处理后投加表面活性剂(LAS)对TiO2 NPs分散稳定性的影响,通过烧杯实验分别考察了混凝剂(聚合氯化铝,PAC)投加量及pH对不同质量浓度TiO2 NPs和浊度去除的影响,及pH对TiO2 NPs表面Zeta电位的影响机制.结果表明,在250 W超声处理10 min后加入20 mg/L的LAS获得的纳米悬浮液稳定性最好;不同混凝剂投加量下,TiO2 NPs和浊度的去除规律呈相近趋势,TiO2 NPs初始质量浓度为0.5,1和2 mg/L时,PAC最优投加量为3 mg/L,对应TiO2 NPs和浊度最大去除率分别为46.2%、60.2%、68.8%和23.2%、43.6%、47.6%.TiO2 NPs初始质量浓度为5 mg/L时,PAC最优投量为4 mg/L,TiO2 NPs和浊度最大去除率分别为77.64%和54.08%.pH对TiO2 NPs表面Zeta电位有明显影响,进而影响TiO2 NPs的去除效果.

    • 丛枝菌根真菌对植被混凝土植物早熟禾的影响

      2014, 46(2):44-48. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.009

      摘要 (2571) HTML (3) PDF 1.67 M (1333) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善植被混凝土中植物的生长状况,提高植物成活率,选用摩西球囊霉(Glomus mosseae)和根内球囊霉(Glomus intraradices)两种丛枝菌根真菌AMF(arbuscular mycorrhizal fungi),分别研究单菌、混菌添加改良植被混凝土配方对早熟禾——巴林生长的影响.结果表明:在植被混凝土中,接种摩西球囊霉对植物的侵染率最高(达43.37%);早熟禾对摩西球囊霉和混菌的依赖性较强,二者相差不大,明显优于根内球囊霉;混菌处理的早熟禾株高和地上生物量均高于其他处理(分别达15.8%和20%); 接种摩西球囊霉对早熟禾地下生物量促进效果最好(达48%).接种摩西球囊霉的早熟禾脯氨酸和可溶性糖含量最高(比空白分别提高45.4%和27.7%),丙二醛(MDA)含量最低(降低14.7%),能有效增强植物抗逆性;接种摩西球囊霉能使植物达到最大的光合同化能力和水分利用效率,增强植物对光和水分的利用能力,促进植物更好地生长.摩西球囊霉是AMF强化植被混凝土的最佳菌剂.

    • 曝气沉砂除油池对污水厂脱氮除磷的影响

      2014, 46(2):49-54. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.010

      摘要 (1915) HTML (6) PDF 999.49 K (1872) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确评价曝气沉砂除油池对城市污水厂脱氮除磷的影响,从水质特征、出水污染物浓度、去除效率、活性污泥组成、产泥量、物质平衡等角度,全方面考察具有长水力停留时间(大于10 min)的曝气沉砂除油池预处理对后续生物处理工艺的影响,并与旋流沉砂池预处理进行对比.结果表明: 曝气沉砂除油池预处理后,原水碳源损失比较严重,减小二级生化处理系统进水的COD与TN比和COD与TP比,不宜在低碳氮比进水的城市污水厂中使用; 二级生化处理系统的TN和TP去除率分别下降了5.87%和10.22%; 改变系统的活性污泥组成,使活性污泥中TN含量增加,而TP的含量减少. 物质平衡原理的工艺评价方法也表明曝气沉砂除油池预处理会减小二级生化处理可利用碳源.具有长水力停留时间的曝气沉砂除油池预处理对城市污水厂脱氮除磷有负面影响.

    • 模板法合成三维菊花状TiO2纳米花及其性能

      2014, 46(2):55-60. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.011

      摘要 (1969) HTML (2) PDF 2.91 M (1376) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决一维、二维纳米材料在降解有机污染物时,易发生团聚、催化活性低、难以回收利用等问题,以TiO2(P25)和NaOH为原料,ZnO为模板,采用水热法合成了三维菊花状TiO2纳米花.运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、氮气吸附脱附、紫外-可见漫反射、傅立叶红外等手段对合成的样品进行测试分析. 结果表明:其花瓣是由TiO2纳米颗粒通过自组装定向排列而成的链状结构,构成纳米花的粒子晶粒尺寸约15 nm,花状结构尺寸约为5 μm,结晶性良好,为锐钛矿相;比表面积为102.3 m2/g,平均孔径为17.41 nm;以亚甲基蓝为目标污染物,在紫外光照射下对其进行光催化性能实验,80 min亚甲基蓝的降解率为98%,催化活性高于P25,显示出较强的光催化活性.

    • 磷酸亚铁锂中亚铁和三价铁质量分数的测定

      2014, 46(2):61-65. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.012

      摘要 (3276) HTML (4) PDF 1.42 M (1405) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决传统滴定法中由于滤碳造成的亚铁氧化问题,避免由操作者对颜色的敏感度不同造成的误差,采用电位滴定法测定磷酸亚铁锂复合材料中亚铁质量分数,以EDTA络合滴定法、分光光度法测定全铁质量分数.结果表明:试样中亚铁质量分数为32.703%,标准偏差为0.059%,置信度为95%的置信区间为(32.703±0.062)%;三价铁质量分数为1.235%.为磷酸亚铁锂复合材料中二价铁及三价铁的测定提出了一种切实可行的精确测量方法.

    • 多孔沥青混合料粘弹塑性损伤模型

      2014, 46(2):66-71. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.013

      摘要 (2717) HTML (3) PDF 978.83 K (1845) 评论 (0) 收藏

      摘要:为合理描述多孔沥青混合料在中低温度外界荷载作用下的力学特性,基于增量型本构方程,采用Weibull损伤函数、广义Maxwell粘弹模型与D-P塑性模型,构建了粘弹塑性损伤模型.以此模型为分析手段,对不同温度和加载速率下的单轴压缩应力-应变曲线进行拟合,并分析温度与加载速率对模型参数的影响规律.分析结果表明:多孔沥青混合料粘弹参数随着温度的降低逐步退化成弹性参数,塑性模型中的体积模量和剪切模量也随温度呈现出明显的粘弹特性,塑性应变产生时对应的应变值与损伤应变阙值基本保持一致,温度及加载速率对于混合料的损伤扩展也有显著影响.构建的理论模型可以有效表征多孔沥青混合料在常温和低温下受荷时的力学损伤特性.

    • 现浇板对空间框架结构抗震性能影响

      2014, 46(2):72-77. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.014

      摘要 (1922) HTML (4) PDF 2.05 M (1427) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究现浇板对框架结构抗震性能的影响,以现浇板的作用为主要研究内容,开展了两个空间框架模型的水平低周反复抗震试验.通过试验数据对空间框架结构的破坏形态、承载力、刚度退化过程、滞回特性、变形特点以及耗能能力等抗震性能进行分析.结果表明:现浇板使框架承载力提高而变形能力降低;模型耗能能力变化不大.模型破坏时由“强柱弱梁”破坏机制向“强梁弱柱”破坏机制转变;且由于板的空间作用使承载力退化速度降低而刚度退化加快.模型整体抗震性能良好.

    • 建筑用热轧奥氏体304不锈钢管力学性能

      2014, 46(2):78-84. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.015

      摘要 (1844) HTML (3) PDF 4.32 M (2611) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解热轧无缝不锈钢管材料性能,分别对取材自奥氏体304 Φ216×16 mm热轧不锈钢管的光滑和缺口圆棒试件进行单调和循环加载两类试验,获取了应力-应变关系及基本材料参数,得到滞回和骨架曲线,标定钢材循环强化参数,并观察了断面微观破坏特征.研究表明:国产热轧不锈钢管加工工艺对中厚管材性影响不大;奥氏体304不锈钢在循环荷载作用下具有良好强化效应和耗能性能;宜采用随动-等向混合强化材料模型描述其行为,所标定循环强化参数可用于复杂应力状态下的数值模拟;不锈钢材微观破坏特征异于普通低合金或低碳钢.

    • 无粘性土的地震主动土压力水平层法改进

      2014, 46(2):85-91. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.016

      摘要 (1727) HTML (4) PDF 1.34 M (1287) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究主应力偏转对土压力的影响,基于拟静力法,考虑平移模式下挡土墙墙后土体的主应力偏转和土层间的水平剪力,改进水平层分析法,根据应力状态和静力平衡条件建立基本方程组,通过迭代搜索程序进行求解,计算得出滑裂面形状、地震主动土压力分布、土压力系数和合力作用点,并对其进行参数讨论.结果表明:对于无粘性土,搜索得到的滑裂面曲线形状近似直线,故简化计算时,采用平面滑裂面的假设比较合理;填土内摩擦角和水平地震作用对土压力分布的影响较大,墙土摩擦角和竖向地震作用影响相对较小.与传统拟静力法对比,两种方法所得的土压力分布基本吻合,但是,改进水平层法所得的曲线呈现非线性变化趋势.

    • 不同比例的NaOCl/NH2Cl和ClO2联用对ClO-2的影响

      2014, 46(2):92-97. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.017

      摘要 (2064) HTML (4) PDF 799.38 K (1182) 评论 (0) 收藏

      摘要:为减少二氧化氯(ClO2)氧化时产生的毒害性副产物亚氯酸盐(ClO2-),采用氯(NaOCl)/氨胺(NH2Cl)和ClO2联用的方法,以超纯水为实验水质,考察NaOCl、NH2Cl和ClO2-、ClO2联用时ClO2和ClO2-的变化.结果表明:NaOCl/NH2Cl水解产生的次氯酸(HOCl)和ClO2-反应是NaOCl/NH2Cl和ClO2联用时ClO2-减少、ClO2增加的原因,而且ClO2的增加量多于ClO2-的减少量;NaOCl和ClO2以3∶1联用、NH2Cl和ClO2以1∶1联用时反应速率最大;水中NaOCl和ClO2-、NH2Cl和ClO2-存在比例为1∶1、1∶2时,ClO2-能全部转化为ClO2;相比NaOCl和ClO2联用,等量的NH2Cl和ClO2联用能够更有效地增加ClO2余量,且均具有较高的反应速率.NaOCl/NH2Cl和ClO2联用可以减少ClO2-生成量、增加ClO2余量,NaOCl和ClO2、NH2Cl和ClO2应用于微污染水的氧化时,3∶1、1∶1分别是两种氧化方式减少ClO2-生成量、增加ClO2余量的最小投加比例.

    • 原水及沉后水对PAC/UF工艺膜污染的影响

      2014, 46(2):98-103. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.018

      摘要 (1983) HTML (6) PDF 1.78 M (1514) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察超滤过程膜污染的主要影响因素,采用模拟粉末活性炭-超滤(PAC/UF)工艺处理微污染原水及其沉后水,对比两种水体膜污染特性差异,分析颗粒物粒径和溶解性有机物特性对膜污染的影响.结果表明,PAC/UF工艺能够有效减轻沉后水超滤过程膜污染,但对原水超滤过程没有改善效果. 原水以中小分子亲水性有机物为主,PAC可有效去除其中芳香类和溶解性微生物代谢产物,但没有减轻膜污染,这些有机物不是造成原水膜污染的主要因素. 胶体颗粒粒径小、含量高是导致PAC/UF工艺无法减轻原水膜污染的主要原因,颗粒含量及粒径分布对膜污染有重要影响.

    • 利用改进开窗转换法确定沥青离散松弛时间谱

      2014, 46(2):104-108. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.019

      摘要 (1690) HTML (4) PDF 617.05 K (1416) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了精确地获得沥青胶结料的离散松弛时间谱,提出了一种改进开窗转换法的线性黏弹性材料函数转换算法.此方法可以用于离散延迟时间谱和离散松弛时间谱的相互转换.与开窗转换法相比,改进开窗转换法对于时间常数的设置更加精确,并且不会产生负数谱线.将改进开窗转换法用于一种传统非改性沥青的弯曲梁流变仪试验数据的离散延迟时间谱的转换,成功地确定了相应的离散松弛时间谱.经有限元模型验证表明,此离散松弛时间谱能很好地还原该沥青结合料的应力松弛特性.

    • 下穿U型道路在行驶车辆作用下的动力响应

      2014, 46(2):109-114. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.020

      摘要 (1868) HTML (4) PDF 1.31 M (1285) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解下穿U型道路在车辆荷载作用下的动力特性,通过对车辆、下穿U型道路振动系统的分析,将车-路耦合振动问题分解成两个独立的运动体系,即车辆振动子系统和道路振动子系统.利用车轮和路面的位移协调方程来考虑车路的接触,在空间整体车辆模型振动微分方程推导的基础上,考虑路面不平度的三维空间分布,对路面不平度非一致激励下U型道路的动力响应进行研究.结果表明,当路面平顺时,车-路耦合作用力波动很小;随着路况的变差,车-路耦合作用力迅速增大;在路面不平度的非一致激励下,左右轮作用力存在明显差异.车辆行驶速度对动载系数的影响较小,路面不平度对动载系数的影响较大.路况较差时,应考虑车辆荷载的冲击效应.

    • 考虑前后车辆综合效应的跟驰模型及其稳定性分析

      2014, 46(2):115-121. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.021

      摘要 (1677) HTML (5) PDF 729.40 K (1878) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步增强车流的稳定性,通过分析后视效应和前车优化速度差信息的综合作用,在FVD模型基础上,建立新的BL&OVD模型.通过线性稳定性分析,得到新模型的稳定性判据.采用非线性分析方法,推导出mKdV方程用于描述系统临界稳定点附近的交通拥塞演变规律.数值仿真结果表明,综合考虑后视效应和最优速度差信息能有效抑制车流随机干扰信号在车流中传播放大,提高车流稳定性,从而舒缓交通拥堵.该模型对车流有进一步的致稳作用,有助于车辆自动驾驶系统中驾驶策略的设计.

    • 基于MAS和FS的多任务舰船作战效能评估方法

      2014, 46(2):122-128. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2014.02.022

      摘要 (1581) HTML (3) PDF 1.82 M (1485) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决舰船作战效能评估中评估任务多样化和度量指标间耦合关系问题,提出一种基于多智能体系统 (multi-agent system,MAS)的舰船综合作战效能评估方法.该方法首先设计了一种能有效处理评估指标间耦合关系的复杂体系效能度量模型,并在此基础上建立了舰船作战效能评估的分层递阶控制模型.采用船舶工程分解结构(SWBS)理论建立了舰船评估任务分解机制,提高了任务需求能力向量的准确性.应用模糊集合论(fuzzy set,FS)解决了多任务联邦的并行生成问题,针对评估任务建立柔性评估系统.提出无偏好的联邦成员效用分配方法,保证了指标权重获取的客观性.算例分析验证了该方法求解舰船作战效能评估问题的可行性和有效性.

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