镁铝水滑石层板与层间阴离子相互作用的理论研究(英文)

本文采用以ASEDMO含原子对排斥的EHMO法为基础的结构自动优化的EHTOPT程序对镁铝水滑石LDHs层板与层间阴离子相互作用进行了理论研究。以Mg6Al2OH16X·H2O为分子结构单元计算并分析了与不同层间阴离子形成稳定结构的能量变化、成键状况及电荷转移情况揭示了层间作用力的本质。结果表明LDHs层板与层间阴离子间存在静电吸引、氢键等非共价键弱相互作用且氢键作用为主其强弱与阴离子电荷分布、空间排布方式密切相关层间阴离子电荷分布同时还影响着层板酸碱性的变化。

层间反对称交换耦合的前沿进展

层间反对称交换耦合,或者层间Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用,存在于以铁磁/非磁/铁磁金属异质结为单元的多层薄膜体系中.其物理来源是体系的对称性破缺、自旋轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)以及Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)机制.层间DM相互作用的理论于20世纪90年代提出,但是由于其强度较小,直到2019年才被实验观测到人工反铁磁结构中的手性交换偏置效应所证实.近期的实验证明层间DM相互作用能帮助无外场自旋轨道转矩(spin-orbit torque,SOT)翻转垂直磁化,对于新兴自旋电子学器件设计意义重大.简要介绍层间DM相互作用的理论推导、相关实验现象、第一性原理的计算方法以及可能的应用,为今后层间DM相互作用相关的研究抛砖引玉.

科间离体嫁接细胞相互作用的电镜观察

番茄（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍ）愈伤组织和胡萝卜（Ｄａｕｃｕｓｃａｒｏｔａ）愈伤组织经混合共培养后生长旺盛。仔细挑选嵌合组织转移至含１．０ｍｇ／ＬＢＡ和０．５ｍｇ／ＬＮＡＡ的ＭＳ培养基上继代培养。将嵌合组织转移至含１．０ｍｇ／Ｌ２，４－Ｄ和０．５ｍｇ／ＬＢＡ的ＭＳ培养基上培养３、８、２８ｄ时进行电子显微镜观察。结果表明：异质科间细胞相互作用在早期表现为隔离层形成和逐渐变薄解体，随后形成次生胞间连丝和胞间通道，在晚期还观察到相互接触的两种异质细胞的质膜、核膜和线粒体膜的消失以及异质细胞壁变薄解体。

层状地基—基础—框架相互作用系统的参数识别

提出了一种层状地基—基础—框架相互作用系统的参数识别方法。根据集中剪切型系数的运动特征 ,将层间刚度和阻尼从总体系统中分离出来 ,依据最小二乘识别法则 ,导出了层间刚度和阻尼这些层间参数识别的递推方程 ,以此为基础建立了地基—基础—框架相互作用系统的参数识别方法。并以人工模拟系统输入和输出的方法 ,对一位于三层粘性土上的框架结构系统 ,实施了参数识别的全过程。结果表明 ,所建立的系统参数识别方法 ,对识别初始值的要求较低 ,且具有良好的识别精度。

基于MPA考虑土-结构相互作用的RC框架抗震性能的研究

采用ATC-40推荐的土集中参数模型,将土-结构相互作用引入MPA分析中,并考虑重力荷载下的P-Δ效应,研究RC框架的抗震性能。利用SAP2000对一10层RC框架分别进行考虑SSI的MPA分析、Accel和Mode1侧向加载模式的Pushover分析以及非线性动力时程分析,进行不同场地类型下结构抗震性能的评估。多遇地震结果表明:考虑SSI的MPA分析最接近时程分析的结果,顶点位移和层间位移角误差分别在10%和20%以内。罕遇地震结果表明:考虑SSI效应后,常规Pushover分析的误差较大,已不能满足精度要求;而考虑SSI的MPA在一定程度上能评估结构的抗震性能。若结构未倒塌,考虑SSI的MPA能较好地估计塑性铰的分布;若结构倒塌,考虑SSI的MPA得到的梁铰分布与时程分析较一致,然而低估了底层柱铰的塑性变形,但不影响对结构薄弱层的判断。

土体非线性对土-结构动力相互作用的影响——以Millikan图书馆为例

文中采用有限元-间接边界元(FEM-IBEM)耦合法,研究土体非线性对土-结构动力相互作用(SSI)的影响。二维模型中,远场土体采用间接边界元法(IBEM)模拟,近场土体采用有限元法(FEM)模拟;采用等效线性模型考虑土体非线性。以著名的Millikan图书馆为例计算表明,土体非线性对SSI有明显影响。考虑土体非线性后,结构基底剪力、层间位移角以及系统频率均明显降低,而且地震波幅值越大,或土体非线性越强,非线性动力响应的降低程度越大。研究对于定量评估土体非线性对SSI的影响具有一定的参考价值。

考虑土-结构动力相互作用的TMD结构减震控制

本文分析了TMD(Tuned mass damper)在刚性地基和柔性地基情况下的减震控制机理,以某6层钢筋混凝土框架结构为研究对象,分别考虑了土-结构动力相互作用对无TMD控制结构的影响,场地条件对TMD减震控制性能的影响和土-结构动力相互作用对TMD减震控制性能的影响。通过分析得出TMD控制系统的减震效果除了与输入地震动特性有关外,还与场地条件、上部结构和基础的动力特性等因素有关。如果土-结构动力相互作用体系的自振周期远离输入地震动的卓越周期,则相互作用体系的地震响应较小。地基土越软,框架建筑结构层间相对位移地震响应也就越小。如果考虑土-结构动力相互作用效应的影响设计TMD调频系统的自振周期,则TMD的控制效果会有一定程度的提高。

土-结构相互作用对FPS摩擦摆隔震效果影响分析

为探讨FPS支座中考虑SSI(Soil Structure Interaction)对其减震效果所带来的影响,采用子结构方法,建立了FPS支座隔震结构考虑SSI的地震动力反应计算模型,并通过Matlab求解。结果表明(1)设计结构时可通过设置FPS使其动力反应大幅减小。当滑道接触面摩擦系数较大时,可能会对层间位移没有减震效果,(2)考虑SSI作用时,刚性基础的平移及摆动角度很小。在较软弱场地可能不宜采用FPS支座。在较坚硬场地设置FPS隔震支座时,只有对较小的摩擦系数(0.05),不考虑SSI的结果才是偏于安全的。(3)选择滑道半径时,应考虑减震效果及体系复位两方面的需求。楼层的加速度会受结构基础重心高度的影响,使其顶部出现轻微的鞭梢效应。

水泥混凝土路面的层间基本破坏形式

水泥混凝土路面的层间破坏的三种基本破坏形式三种基本破坏形式存在的必然性水泥混凝土路面的破坏必然从层间相互作用开始，在水泥混凝土路面的各种破坏形式中．一定存在基本的破坏形式，看似繁杂的各种破坏形态总是从基本破坏演化而来。路面的层问从结合到分离再到衍生出其它破坏，

中瑞合作石墨烯层间导热性能研究获重要成果

同济大学声子学与热能科学中心与瑞士苏黎世联邦理工学院合作，在石墨烯层间导热性能研究方面取得了重要的成果，提出了一种显著提高石墨烯层间导热性能的新方法：用sp^2共价键（强相互作用）来代替石墨烯层间的范德华力（弱相互作用），构造无缝连接的石墨烯一碳纳米管混合结构。此外，研究人员还展示了通过流体将固体混合结构中的热量移除，以获得一种基于石墨烯．碳纳米管混合结构冷却高温表面的可行方案。

土-结构作用对任意曲面RFPS滚珠摩擦摆减震效果影响分析

通过子结构的方法,建立考虑SSI(Soil Structure Interaction)下的RFPS滚珠支座隔震结构的地震动力反应计算模型来探讨SSI对RFPS减震效果的作用,通过有限元模拟软件计算。RFPS滚珠支座由上、下两个凹形圆弧曲线滑道和放置在2个滑道中间位置的滚珠组成,滚珠与滑道之间为非协调接触相当于一种滚珠摩擦摆。这种摩擦摆增加了结构的自振周期,即提供了一定的隔震能力。因此RFPS具备隔震装置必备的特征。该系统中上、下盘接触面与滚珠之间产生的摩擦力可抵消一定的地震能量,且依靠自身重力可以使其复位。在影响滚动摩擦力的所有要素里,均考虑了弹性滞后和接触面滑移的影响。计算结果表明:(1)在结构中设置RFPS可明显减小动力反应;(2)考虑SSI作用时,刚性基础的平移不大,转动角也很小,在较软弱场地可能不宜安装RFPS;在较坚硬场地设置RFPS隔震支座时,只有对较小的摩擦系数(0.05),不考虑SSI的结果才是偏于安全的;(3)选择滑道半径时,应考虑减震效果及体系复位两方面的需求;楼层加速度受到基础重心高度的作用,使结构顶部产生轻微鞭梢效应。

碳纤维增强环氧体育用复合材料热机械性能研究

采用纤维缠绕技术制备了单向UD-CFRP、双向2D-CFRP以及单向和双向组合UD+2D-CFRP的复合材料,探究碳纤维及其官能团的取向对碳纤维增强聚合物(CFRP)复合材料的热机械性能影响。结果表明,CERP复合材料的力学性能和热机械性能与碳纤维排列方向有关,单一排列的UD-CFRP有更好的力学性能和热机械性能。

某高层建筑-箱型基础动力响应分析

文章考虑土-结构动力相互作用,利用有限元分析软件ANSYS对地震激励下的某超限高层建筑箱型基础进行了数值模拟,并对其动力响应进行了分析。首先,通过静力分析验证模型的合理性,确保其计算精度,并分别输入地震激励EL-centro波、Kobe波和上海人工波,分析箱型基础在不同激励下的层间位移、内力变化。结果表明:在不同的地震波作用下,箱基整体呈现出剪切变形模式,层间位移以底层为最大,轴力、剪力和弯矩也均是底层柱最大,因而箱基底层视为薄弱层;顶层由于围岩性质、上部结构嵌固以及地震耦合效应的影响,也容易成为薄弱部位;在地基-箱型基础-上部结构共同作用体系中,上部结构的刚度以及周围土体的约束,使箱基的整体性得到了极大提升,从而在设计地震加速度作用下其各个部位都能够处于正常工作的弹性阶段;箱基的中柱受到地震波耦合作用的影响要显著于边柱。分析结果为今后超限建筑的抗震优化设计提供了一定的理论和设计依据。

碱性磷酸酶定位方向对DPPC液晶单层膜热力学特性的影响

采用3种不同方法将碱性磷酸酶(AP)添加在DPPC单层膜系统中,从热力学角度研究了AP对DPPC单层膜的影响,旨在从分子水平探讨AP分子与磷脂生物膜的作用机理。结果表明,用共同铺展法和亚相溶解法添加AP后,DPPC单层膜的相变不受影响。在低表面压力下,AP在膜上的定位从长轴与界面平行变为垂直方向,这改变了膜体系中分子间的相互作用力,减小了膜体系的混乱程度,增大了膜体系的能量。而用亚相注入法添加蛋白AP后,DPPC单层膜的相转移变得不明显,在低表面压力下AP分子的定位方向不变。在高表面压力下,AP分子可能被DPPC胶束包裹,并释放到单层膜外,这不仅改变了体系分子间的相互作用力,而且增大了体系的混乱程度,并减小了体系能量。碱性磷酸酶分子的定位方向对其与磷脂膜的相互作用起到至关重要的作用。

非一致地震波动输入下大型钢筋混凝土框架结构-地基体系地震响应规律

为探索非一致地震波动输入对大型钢筋混凝土框架结构地震响应的影响,基于OpenSees软件平台建立二维钢筋混凝土框架结构-地基动力相互作用有限元模型。将El-Centro地震波按P波波形分别以0°、15°、30°和35°角入射该有限元模型进行计算,对比分析框架柱内力和楼层层间位移的地震响应。研究发现非一致地震波输入方法对于大型钢筋混凝土框架结构建筑动力响应影响明显,随着地震波入射角的增大,钢筋混凝土框架结构底层柱的轴力幅值减小,剪力幅值增大,而弯矩幅值变化较小,楼层层间位移幅值也随之增大。研究结果对于大型钢筋混凝土框架结构抗震设计具有参考意义。

土-结构相互作用对隔震结构减震效果影响研究

为研究土-结构相互作用(SSI:Soil Structure Interaction)对隔震结构减震效果的影响,在考虑SSI地震动力反应的前提下,采用子结构方法,建立了隔震结构计算模型,并利用Matlab语言编制了求解软件。通过输入Elcentro波,得到结构在考虑SSI作用时的地震动力反应。对比是否考虑SSI的地震动力反应,分析结果表明:①对于不隔震的结构,考虑SSI作用时,地基土的作用类似于设置隔震层,基本上能使结构地震动力反应减小;②在软土地基上设置隔震层,可能对结构地震动力反应出现放大效应,而在坚硬土地基上设置隔震层,则类似于不考虑SSI作用情况;③基础宽度、基础埋深及基础重心高度等参数增加时,基本上都能使结构的鞭梢作用增强,使上半部分楼层加速度有放大的现象。

大型变电站主厂房地震易损性研究

大型变电站作为电力系统的重要组成部分,近年来其建设速度及规模呈现不断上升的趋势。以往大型变电站结构设计中未考虑电气设备与主厂房结构的相互作用,计算结果不够准确。以国家电网公司推荐的典型变电站作为研究对象,建立考虑主厂房结构与电气设备相互作用的变电站主厂房有限元模型,经过动力特性分析后发现,随着电气设备与主厂房结构质量比的改变,电气设备对主厂房结构存在不同程度的影响。另选取不同震中距和震级的100条实际地震记录,在电气设备与主厂房结构不同质量比及电气设备不同摆放形式等工况条件下,分别以主厂房结构层间位移角和地面峰值加速度作为地震需求参数和地震动参数,建立主厂房地震需求模型,最终得到变电站主厂房地震易损性曲线,该曲线可用于评估变电站的抗震性能水平,并为变电站灾前预测及灾后加固提供理论依据。

考虑SSI效应的隔震结构体系简化分析方法

基于集总参数SR模型,建立了土-隔震结构相互作用体系动力特性的简化分析模型,给出了土-隔震结构体系动力特性参数的简化计算公式;在此基础上,改进了土-隔震结构体系层间剪力及层间变形的简化分析方法;通过本文方法的计算结果与振动台模型试验结果、《抗震设计规范》分析方法的计算结果对比分析,验证了本文提出的简化分析方法的可行性和易用性。对比分析结果同时表明隔震结构层间剪力的计算在小震时可不考虑隔震层转动效应的影响,而大震时应考虑隔震层转动效应的影响。本文提出的简化分析方法能够合理反映土-隔震结构体系的动力相互作用效应,为隔震结构方案设计时评估土-结构相互作用(SSI)效应的影响提供了简便有效的分析方法。

地下与地上钢筋混凝土矩形结构抗震性能对比研究

地下结构由于受周围土体的约束作用,其受力与变形特点与地上结构存在差异。采用Pushover分析方法分别对考虑土-结构相互作用的地下结构和不考虑土体的地上结构的抗震性能进行对比研究,探讨单层单跨和单层双跨钢筋混凝土矩形结构在有、无土体存在时抗震性能的差异。研究表明:考虑土-结构相互作用的地下结构变形能力与无土体时存在差异。在相同结构尺寸与初始轴压比的情况下,考虑土-结构相互作用的地下结构弹性层间位移角限值变小,地下结构更早出现塑性铰;单跨地下结构变形能力比地上结构的差,周围土体的剪切变形约束作用使得地下结构的延性变差;双跨地下结构与地上结构中柱变形能力相差不多,但侧墙的变形能力比地上结构的略差。因此,即使相同尺寸和初始轴压比的钢筋混凝土矩形结构,地上与地下结构的抗震性能仍存在较大差异,地上结构的相关研究成果不宜直接用于地下结构。

对桩承结构上下部水平抗震理解的联合预估

结合平面动力有限元与简化三维集中质量法(S-R模型)对水平地震作用下的群桩-土-结构体系的动力性能进行了理论预测,可用来计算不同构型、桩数、土层属性下的结构系统动力反应。算例分析表明,由于土与基础的参与,考虑相互作用后结构位移及层间位移反应增大;受结构、桩基础及土层属性等多因素影响,结构内力在某些地震频谱作用下反而会有所增加,而固基情形下的加速度反应谱曲线对相互作用的反应结果并不一定形成包络,两种方法在对相互作用结构进行动力反应的量化数值分析和定性评价上均有良好的一致性。