基于响应面试验设计的深基坑降水开挖地表沉降特性

受降水与开挖作用的共同影响,基坑周边土体会持续发生地表沉降变形,对基坑稳定以及周边环境都产生显著影响。为厘清基坑工程降水开挖过程中地表沉降的影响工况因素,并在此基础上建立经验模型,选取杭州地区典型江河阶地二元结构地层组合的深基坑为案例,开展了系统研究。首先,基于降水开挖作用下的土体变形机理,结合变形实测数据,提出了一种结合摩尔库伦(MC)与修正剑桥(MMC)本构关系开展基坑降水开挖沉降过程的数值分析方法。进一步采用响应面试验设计方法(RSM),考虑多种工况因素及其交互作用,建立了研究区内二元地质结构条件下基坑降水开挖地表沉降的经验模型,并分析了地表沉降分区特征。结果表明,地下水位降深(H_d)对地表沉降影响最为显著,其次为地下连续墙深度(H_w)与开挖宽度(B),其中B与H_d交互作用也较为显著。据此建立的回归模型可以较为准确地预测地表最大沉降量。本研究不仅为类似地层条件的基坑工程提供了经验模型,也为基坑设计、施工和监测提供了实用框架,对有效控制基坑及周边环境的沉降变形具有重要价值。

基于空间稀疏先验的冲击载荷识别频域非凸稀疏正则化方法

复合材料因其强度高、刚度高、密度小等优点而广泛应用于航空、航天等领域。但由于其抗冲击性差,监测作用于复合材料结构上的冲击载荷对于结构快速检测损伤十分重要。经典的Tikhonov正则化方法在欠定情况下求解载荷识别问题时容易在载荷非加载区识别出虚假力;近年来兴起的L1范数稀疏正则化方法在识别冲击载荷时常低估载荷的幅值。为了突破这些方法的局限以实现更高精度的冲击载荷识别,该研究基于冲击载荷的空间稀疏先验,提出一种新的冲击载荷识别频域非凸稀疏正则化方法。所提出的方法结合了广义极小极大凹惩罚项的非凸优势以及非凸保凸的特性,利用向前向后分裂算法进行凸优化求解,既避免了非凸优化容易收敛到局部最优解的问题,又促进了解的稀疏。分别在复合材料梁和复合材料层合板上开展了冲击载荷试验验证,试验结果表明,无论在正定还是欠定的情况下,所提出方法能在精准定位冲击位置的同时重构冲击载荷的时间历程,且该方法在促进解稀疏和识别载荷幅值方面的表现都优于L1正则化方法,其中幅值识别精度能比L1正则化提升50%以上。

氨作为船舶替代燃料技术发展及挑战

为满足航运业逐步提升的碳减排要求,对氨作为船舶替代燃料的技术发展及未来可行性进行分析。通过氨作为船用燃料产业链中制备、运输、利用等环节中涉及的核心技术现状研究,分析产业发展面临的问题,提出未来氨燃料船舶的发展面临的挑战并进行总结展望。研究表明,氨作为船舶替代燃料大规模推广应用还面临着技术成熟度不够、安全法规暂不完善、利益相关者的支持和合作力度不够等技术和商业难题,需要从政策支持、创新平台、标准体系全方位布局,保障核心技术、关键设备的研发攻关,积极探索应用示范工程,推进其产业化发展。

两种酸笋主要成分、挥发性成分及抗氧化活性对比

目的:研究两种酸笋的化学成分、挥发性成分和生物活性及酸笋的区域特性和风味形成机制。方法:采用理化试验分析酸笋及其提取物中的主要成分,利用顶空固相微萃取气相色谱—质谱联用仪(HS-SPME-GC-MS)对酸笋中的挥发性风味成分进行鉴定和分析,通过体外抗氧化活性方法(ABTS自由基清除方法、DPPH自由基清除方法和FRAP法)评估酸笋提取物的抗氧化活性。结果:GXLZTY酸笋和GDYBNX酸笋在水分、pH、可溶性总糖、脂肪、氨基酸态氮和亚硝酸盐的含量上无明显差异。然而,氯化物、总酸、蛋白质、膳食纤维、总黄酮、总多酚和矿物质元素的含量在两者之间存在显著差异。GXLZTY酸笋中的主要成分为对甲基苯酚、己酸、辛酸、2-乙基己醇和二氧化硫,而GDYBNX酸笋中的主要成分为对甲基苯酚、醋酸和丝氨醇。GXLZTY酸笋提取物在清除ABTS自由基、DPPH自由基和FRAP活性方面的表现均优于GDYBNX酸笋提取物。结论:GXLZTY酸笋具有更高的营养价值和抗氧化活性。

甘蔗渣碳气凝胶负载纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

通过浸渍-煅烧法成功制备出一系列甘蔗渣纤维素基碳气凝胶(BCCA)负载纳米氧化锌复合材料(BCCA/ZnO),并用于降解甲基橙染料(MO)。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis DRS)、N_(2)吸附-脱附等测试方法对制备的BCCA/ZnO进行表征测试。研究结果表明,BCCA具有三维多孔网络状结构,经醋酸锌溶液浸泡、高温碳化后,在其表面原位生成球状纳米ZnO颗粒。在模拟紫外光条件下,BCCA/ZnO具有良好的催化活性,当pH=11时BCCA/ZnO-3可以在80 min内对MO的降解率为99%。重复使用4次后,BCCA/ZnO-3在80 min内对MO的降解率为99%,仍然具有优异的催化效果,表明BCCA/ZnO-3具有较好的稳定性和重复使用性。同时,探究了光催化降解机理,发现·OH起主要作用,h^(+)起次要作用,而·O_(2)^(-)不起作用。

黑曲霉全细胞催化甘蔗糖蜜生产低聚果糖研究

为了探明黑曲霉全细胞催化产低聚果糖(FOS)的变化规律,本研究采用单因素实验,HPLC检测FOS含量。结果表明:全细胞催化产FOS单因素优化条件为柠檬酸缓冲液、pH值6.0、湿菌丝体种龄48 h、全细胞催化剂浓度120 g/L、底物蔗糖浓度400 g/L、转化温度50℃。在此生产工艺条件下,低聚果糖的产量达到了201.23 g/L,超过目前报道糖蜜生产低聚果糖160 g/L,达到了较高的生产水平。

Pt/Mg-Al-O催化剂上NO_x的存储性能

采用共沉淀 浸渍法制备了不同Mg/Al比的Pt/Mg Al O催化剂 ,并用XRD和TPD等方法进行了表征 .考察了不同反应气氛对载体和催化剂上NOx 存储性能的影响 .结果表明 ,NO2 较NO更易被存储 ,Pt的催化作用加速了NO的氧化反应 ,提高了催化剂的存储能力 .在 35 0℃下 ,NOx 的存储能力随着Mg/Al比的增加而升高 ,Mg和Al之间存在着协同作用 ,Al的加入有利于NOx 的存储 .低于 30 0℃时 ,Al对NOx 存储的促进作用更为显著 .n(Mg) /n(Al) =3的催化剂在 15 0～ 4 0 0℃间有较高的存储能力 ,且 30

基于相似性原理的燃气电厂给水泵异常检测方法研究

设备运行监盘是燃气电厂重要的工作内容,提前识别设备运行中可能出现的异常并进行可靠预警,对保障电厂安全平稳运行至关重要。文章以燃气电厂给水泵为研究对象,基于大量运行历史数据,开发了一种基于相似性原理(SBM)和序列概率比检验(SPRT)的异常检测算法模型。通过建立当前观测向量与代表设备健康运行状态矩阵之间的相似度模型,得到各特征当前时刻预估值,并对不同时刻下各特征的模型预测残差进行均值检验,识别设备运行异常。结果表明,该预警方法可以使参数在偏离正常运行工况还未超过控制系统报警值之前,发出预警,弥补了原有工控系统固定值报警以及人工监盘导致的感知滞后、监视不到位的问题,为设备预测性维护提供技术支撑。

豆渣可溶性膳食纤维的提取及其制备可食用膜的研究

豆渣是大豆加工的大宗副产物,富含膳食纤维。采用微波辅助酶解水提法提取豆渣可溶性膳食纤维(SDF),然后将其制成可食用膜。通过单因素试验和正交试验优化后的提取工艺参数为水料比25∶1(mL/g)、纤维素酶添加量3%、水解时间2 h,此条件下豆渣SDF提取率为18.65%。然后通过正交试验优化了用豆渣SDF制备可食用膜的配方为SDF 1.0 g、甘油4.5 g、CMC 1.0 g、海藻酸钠1.5 g。用最优配方制备的可食用膜具有良好的性能:膜厚度0.032 mm、透明度13.26%、溶解速度25 s/g、水蒸气透过系数0.61 g·mm/m^(2)·d·kPa、透油系数4.15 g·mm/m^(2)·d。该研究可为豆渣的深加工提供方法参考,所制备的可食用膜有望用于食品加工、包装行业。

振动体声学灵敏度分析的边界元法

振动结构关于设计变量的声学灵敏度分析可以为机械系统的低噪声设计提供量化依据,为结构的优化设计提供方向。采用边界元法,推导了辐射声压关于频率、表面振速等设计变量的声学灵敏度公式。在对系数矩阵求导时,没有采用传统的有限差分法,而是直接求导,并利用不连续单元替换点法处理边界元法中的奇异积分问题。将数值解与理论值比较,证明了计算公式的准确性和有效性。该灵敏度计算方法为机械系统的低噪声设计打下了基础。

豆渣可溶性膳食纤维果蔬保鲜涂膜液的制备及其应用

以豆渣为原料,采用酶法提取可溶性膳食纤维(SDF),再以SDF和壳聚糖为基材,以甘油、醋酸、L-抗坏血酸棕榈酸酯为添加剂制备绿色保鲜涂膜液,研究其对圣女果的保鲜效果。以感官评分为指标,在单因素试验的基础上通过正交试验优化涂膜液的配方。结果表明:最优涂膜液配方为甘油添加量1.50 g、壳聚糖添加量1.25 g、SDF添加量0.35 g、体积分数5%L-抗坏血酸棕榈酸酯溶液添加量1.25 g。在此条件下制得的涂膜液可将圣女果的有效保鲜期延长至15 d,表明豆渣SDF涂膜液对圣女果具有良好的保鲜效果。

轴流压气机串列叶栅参数优化研究

为发展串列叶栅优化设计体系,首先提出了串列叶型的参数化造型方法,并对某传统叶栅进行了串列改型,设计点总压损失系数下降了41.8%,静压升上升了0.92%。发展了主从式并行微分进化算法,并对该串列叶栅的5个配置参数进行了数值优化,设计点总压损失系数降低了8.67%,静压升提高了0.3%。采用偏相关分析法对优化全过程进行数据挖掘,揭示了5个配置参数对串列叶栅性能的影响程度。提出并验证了串列叶栅前后叶的弯角和弦长分布对攻角特性的影响关系,并定义一个新的参数用于衡量这一影响关系,实现了对攻角特性的调节,得到了全工况更优的方案。

变质锆石拉曼光谱研究——以大别造山带为例

对大别山的道士冲辉石岩、双河榴辉岩和碧溪岭石榴橄榄岩的锆石进行了激光拉曼探针 ,阴极发光 (CL)观察和U、Th等微量元素的微区分析及U Pb同位素测定 ,发现锆石拉曼光谱波数和半高宽都能指示其蜕晶化程度 ,但对于高度蜕晶化锆石 ,波数已经不再完全适用 ,而只能通过其特征谱峰半高宽来确定。碧溪岭石榴橄榄岩锆石微区微量元素和拉曼探针分析发现 ,半高宽和Th/U比正相关 ,这是由岩浆锆石在变质过程中不同程度的固态重结晶作用造成的 ,其可能曾经遭受过约 2 2 0Ma的热事件扰动。双河榴辉岩锆石则可能遭受了流体参与下的变质重结晶作用的影响。锆石重结晶作用是变质岩中锆石年龄和化学组成变化的主要原因。

基于半迹长测线法的岩体结构面全迹长概率分布及平均迹长新算法

半迹长测线法是当前野外结构面数据采集中最为常用的一种采样方法。目前基于半迹长测线法估算结构面平均迹长的研究成果很少。在对基于半迹长测线法估算岩体结构面全迹长概率密度函数及平均迹长的方法进行改进的基础上,通过建立3种新的考虑结构面产状分布特征的迹线与测线的交切概率模型以及新的半迹长累积概率模型,推导得出由半迹长概率密度函数显式表达的全迹长概率密度函数,并据此得到半迹长服从典型概率分布形式时,在结构面产状分布影响下的全迹长概率密度函数及平均迹长。最后应用汶川老虎嘴岩质斜坡单组结构面几何参数对上述成果加以验证,将模拟结果与实测半迹长样本进行对比,结果表明,所提出的方法计算精度明显高于传统方法,证明该算法的优越性。同时对迹长均值与结构面产状关联性进行分析,为测线法野外结构面采样工作提供建议。

液化天然气罐式集装箱堆场安全风险分析及防控

为了加强液化天然气罐式集装箱堆场堆存环节安全管理,采用风险评估方法识别和防范液化天然气罐式集装箱在堆场堆存的潜在风险:选取液化天然气罐式集装箱堆场堆存环节中风险较高的安全阀起跳和安全阀起跳回座后被立即点燃两大典型事故场景,利用爆炸模拟软件模拟事故后果,计算事故后果影响的最大范围,并提出安全风险防控措施建议。

热输入对Inconel 617镍基高温合金激光焊接接头显微组织与力学性能的影响

采用两种热输入不同的焊接工艺参数对3 mm壁厚的Inconel 617镍基高温合金进行激光焊接。通过光学显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头显微组织进行观察分析,并测试了焊接接头在室温(25℃)及高温(900℃)下的拉伸性能。结果表明:激光焊接热输入对Inconel 617焊接接头显微组织及力学性能影响明显。在高热输入(200 J/mm)条件下,焊缝正面宽度3.88 mm,熔化区中部晶粒尺寸粗大,取向杂乱,树枝晶二次枝晶间距较大(6.71μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸较为粗大,枝晶间Mo,Cr等合金元素的凝固偏析较为严重。焊接接头热影响区宽度约0.29 mm,在晶界和晶内形成了γ+碳化物共晶组织,这是由于焊接升温过程中,热影响区内球状碳化物颗粒与周边奥氏体发生组分液化,并在焊后凝固过程中形成共晶。低热输入(90 J/mm)工艺参数获得的焊缝正面宽度为2.28 mm,焊缝呈沿熔合线母材外延生长并沿热流方向定向凝固形成的柱状晶形态。焊缝中部树枝晶二次枝晶间距较小(2.26μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸细小,热影响区宽度约0.15 mm。室温(25℃)拉伸测试表明:高热输入下获得的焊接接头由于焊缝中固溶元素偏析造成的局部组织弱化,从焊缝中部破坏,强度与伸长率有所降低,低热输入条件下获得的焊接接头从母材破坏。而高温实验条件下(900℃),母材晶界发生弱化导致所有试样均从母材破坏。

低温榴辉岩中石榴子石的成分分带:快速抬升的证据

对南大别黄镇冷榴辉岩中一颗石榴子石进行了详细的电子探针工作,对其特殊的成分分带,建立了扩散模型并进行数值模拟,结果得到4.5mm/a的快速抬升速率。该结果表明黄镇榴辉岩曾经历了一个快速的抬升过程。

大别山锆石喇曼光谱初步研究

对北大别地区的鹿吐石、道士冲和南大别地区的三祖寺、双河片麻岩锆石进行了激光喇曼探针、背散射电子显微镜(BSE)观察和U、Th等微量元素的组成分析,发现锆石喇曼光谱波数和半高宽都能指示其蜕晶化程度,而大多数情况下B1g(υ3)峰更特征些。单颗粒锆石内部BSE图像与喇曼光谱能完全对应。通过锆石微区微量元素和喇曼探针分析发现,半高宽和Th/U比正相关,这是由于岩浆锆石在变质过程中不同程度的重结晶作用造成的。锆石重结晶作用是变质岩中锆石年龄和化学组成变化的主要原因。三祖寺片麻岩可能曾经遭受过燕山期的热事件扰动。

湖北黄土岭麻粒岩锆石拉曼光谱和等离子体质谱研究

对湖北黄土岭麻粒岩中锆石同时进行了激光拉曼探针、阴极发光 (CL)观察和U ,Th及Pb Pb年龄ICPMS测定 ,发现麻粒岩中部分锆石发生的不是固态重结晶作用 ,而是部分熔蚀 /沉淀再结晶过程。结合CL图像结构特征和2 0 7Pb/ 2 0 6Pb年龄初步推断 ,麻粒岩相事件发生在 2 0亿年之后。结构、化学和同位素组成的测定表明 ,大别地区广泛存在的燕山期热事件使锆石发生不同程度的变质重结晶作用 ,使锆石晶格愈合。

壁板结构热屈曲后模态特性试验

高速飞行器在服役期间面临着严酷的气动加热效应,热载荷会引起材料性能变化,会在结构内部产生热应力、热变形及热屈曲,从而改变结构的有效刚度,影响其动力学特性。针对铝合金壁板结构开展热屈曲后模态特性的试验,采用石英灯辐射加热方法模拟气动加热,利用热应变与温度的关系,获得了壁板结构热屈曲临近温度,进而选取屈曲前、屈曲后一系列温度状态开展热模态试验。试验结果表明,模态频率随加热温度的增加先降低,在临近屈曲温度附近达到最低值,热屈曲后随着温度增加又逐渐增加。由于不同阶模态对热载荷的敏感程度不一样,第3阶和第4阶模态在加热过程中发生交换,而模态阻尼随着加热温度的增加呈现增加的趋势。