基于Pasternak海床模型的椭圆余弦波浪荷载作用下埋置管线动力响应解析解

通过两阶段分析方法,针对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应进行了探究。基于椭圆余弦波理论,采用Biot固结方程推导了非线性波浪作用下浅水区埋置管线所受的周期波浪压力;将管线考虑为动力Pasternak海床模型上的Euler-Bernoulli梁,将波浪动荷载施加到管线上获得无限长管线的动力响应偏微分控制方程;利用Fourier变换和Laplace变换并借助卷积定理得到管线挠度、速度、加速度、转角、弯矩和剪力的动力响应解。通过与三维有限元数值算例及既有试验结果对比验证了解析解的正确性与适用性。对椭圆余弦波作用下埋置管线的动力响应特性进行了敏感参数分析,结果表明:波浪高度H显著影响了波面形状与海床内波浪力大小,不同浪高下管线转角、弯矩和剪力的变化更明显,而挠度、速度和加速度响应敏感性则较低。

Pasternak地基中H(t)-V受荷桩水平响应有限杆单元法分析

为探讨桩顶水平动荷载H(t)与竖向荷载V联合作用下桩基的水平响应,基于Pasternak地基和Euler梁理论,建立了桩-土相互作用水平振动分析模型,采用改进的有限杆单元方法求解考虑P-Δ效应、土体剪切效应影响的综合刚度矩阵方程,结合桩土连续边界条件得到桩身内力与位移解答.通过与已有解析解、有限元解和模型试验的结果比较,验证了计算方法的合理性.最后,对影响桩身内力与位移的主要因素进行分析.结果表明:1)传统Win⁃kler地基相较于Pasternak地基模型,忽略了地基土体的剪切效应,将夸大桩体结构的实际受力,使得计算得到的桩身水平位移和弯矩均大于Pasternak地基所得结果,且随着桩土弹模比Ep/Es的降低,两种地基模型计算的桩身最大水平位移和弯矩的差异性呈现出增强趋势;2)随着桩顶竖向荷载的增加,桩身水平位移和弯矩受P-Δ效应的影响显著.当桩顶竖向荷载特征参数λ由0增至2时,桩身最大水平位移和弯矩分别提高40.85%和78.57%;3)相较无限长桩(L>20d_(p)),有限长桩的水平位移和弯矩的动力响应受桩身长径比L/d_(p)影响更大;桩身最大水平位移和弯矩随着水平简谐荷载幅值H_(0)的增加而增大,随着无量纲频率a_(0)的增大而减小.

考虑双重剪切的开放系统梯形渠道Pasternak双参数冻土地基梁模型

Winkler冻土地基模型无法考虑土弹簧间相互作用,且需要预先假定切向冻结力分布。为克服这些不足之处,在现有模型基础上引入Pasternak剪切层反映冻土-衬砌间法向相互作用,引入切向弹簧组成的接触界面层反映冻土-衬砌间切向相互作用,构建考虑双重剪切的梯形渠道Pasternak双参数冻土地基模型。以塔里木灌区某渠道为例计算衬砌冻胀变形,并与材料力学法、Winkler模型计算值及观测值进行对比。结果表明:与材料力学法、Winkler模型相比,该文模型计算值更接近观测值。根据该模型估算的衬砌板易开裂范围也与灌区现场调查结果相符,表明模型适用性。通过参数研究分析了界面切向刚度kx对各处切向位移及切向冻结力分布的影响。结果表明:kx越小时,切向位移与切向冻结力趋于线性分布;kx较大时,两者均偏离线性分布且kx越大偏离越明显,线性分布假设不再适用。该模型可较充分地反映冻土与衬砌板间接触界面相互作用的基本特征,从而有效提高模型的计算精度。

高阶剪切变形理论下Pasternak地基上FG-CNTRC梁自由振动及屈曲分析

功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite,FG-CNTRC)作为新一代先进复合材料,因其优越的力学性能而被研究者们广泛关注。该研究以Pasternak地基上FG-CNTRC梁为研究对象,基于不同高阶剪切变形理论,将一种具有插值特性的无网格法——稳定移动克里金插值(stabilized moving Kriging interpolation,SMKI)应用于求解Pasternak地基上FG-CNTRC梁的自由振动及屈曲问题。基于稳定移动克里金插值和不同高阶剪切变形理论给出FG-CNTRC梁的位移场,利用Hamilton原理和最小势能原理分别推导了Pasternak地基上FG-CNTRC梁的自由振动和屈曲控制方程。采用MATLAB软件编制了相关程序,将该研究解与解析解或文献解对比,证明了该方法在计算Pasternak地基上FG-CNTRC梁自由振动与屈曲的有效性及准确性。最后,还讨论了不同高阶剪切变形理论、地基系数、碳纳米管体积分数等对其自振频率和屈曲临界荷载的影响。

黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁横向自振特性分析

基于修正Timoshenko梁理论,建立黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的横向振动控制方程,运用回传射线矩阵法推导出黏弹性Pasternak地基上两端简支修正Timoshenko梁自振频率和衰减系数的解析解,结合二分法和黄金分割法计算了经典边界条件下黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的自振特性,对比分析了考虑剪切变形引起的转动惯量、梁长及不同的边界条件对结构自振特性的影响。研究表明:黏弹性Pasternak地基上修正Timoshenko梁的各阶自振频率和衰减系数小于经典Timoshenko梁的各阶自振频率和衰减系数;梁越短,剪切变形引起的转动惯量对结构自振频率和衰减系数的影响越大,且对高阶的影响明显大于低阶;边界约束条件越强,振动能量衰减越明显。

基于Timoshenko-Pasternak模型的新建盾构隧道上穿引起既有隧道纵向变形分析

新建盾构隧道在上穿施工过程中极易引发既有隧道的不均匀变形,从而影响既有隧道的运营安全。为探究其力学响应规律,先引入Timoshenko梁模型和Pasternak双参数地基模型建立考虑隧道剪切效应及地基土层变形连续性的盾构管片-土体耦合作用模型,后推导新建盾构隧道上穿开挖下土体附加应力与既有隧道纵向变形控制微分方程,再采用有限差分格式建立求解既有隧道纵向变形数值解的计算方法,最后结合武汉轨道交通5号线新-积区间盾构上跨既有地铁2号线施工案例,对比分析理论计算结果、三维数值模拟结果及现场实测数据,以验证该计算方法的合理性。结果表明:1)采用Pasternak双参数地基模型较传统Winkler地基模型可将既有隧道变形预测精度提高2.5%;2)既有隧道的纵向隆起位移峰值和新建隧道的开挖面积近似成正比关系,随着新建隧道与既有隧道净距减小,新建隧道的上穿效应对既有隧道的影响越明显;3)当穿越水平投影夹角大于60°时,可近似认为正交穿越,75°和60°相对90°正交穿越的增加率仅为1.60%和6.59%;4)当穿越水平投影夹角小于60°时,既有隧道纵向隆起曲线总体变化明显,范围扩大,每降低15°相对正交穿越的隆起增加率分别为15.63%、29.71%、47.93%、56.28%;5)土层泊松比对既有隧道附加应力及纵向变形的影响不大。研究结果可为评估及减少新建隧道上穿施工对既有盾构隧道的不利影响提供一种快速且简便的计算方法。

Pasternak层状地基中群桩水平动力响应解析解答

基于Pasternak地基和Euler梁振动理论,提出了一种能考虑轴向荷载影响的单桩水平振动简化分析力学模型,建立了层状地基中桩-土耦合作用下单桩水平振动控制方程;采用微分变换的方法对方程解耦,进一步结合桩-土边界连续条件求出单桩水平位移、转角及内力解析解答。然后,考虑主动桩Ⅰ振动引起被动桩Ⅱ的动态位移,建立被动桩Ⅱ的水平振动控制方程,求解得到被动桩Ⅱ的响应解析解答,依据动力相互作用因子定义进一步求得桩-桩水平动力相互作用因子。最后,利用叠加原理求得群桩水平动力阻抗,并与已有相关解析解进行退化对比验证其合理性。在此基础上,通过参数化分析探讨了地基剪切系数、布桩类型、桩距径比、轴向特征参数对群桩水平阻抗以及桩顶反力分布、桩身内力分布的影响规律,可为实际工程群桩桩基设计提供理论指导和参考作用。

黏弹性Pasternak地基上两跨连续Timoshenko梁横向自振特性分析

以黏弹性Pasternak地基上的Timoshenko梁为研究对象,研究其在两端简支、两端固支、简支-固支边界条件下的单跨地基梁及两跨连续地基梁(等跨和不等跨两种工况)的自振频率、衰减系数和模态。基于回传射线矩阵法,根据各种约束条件下的节点耦合条件,推导横向振动频率方程,通过观察两跨连续地基梁与单跨地基梁的频率方程,并通过具体算例,研究两跨连续地基梁与单跨地基梁自振频率之间的联系与区别,进一步给出前三阶模态。结果表明:两等跨连续地基梁自振频率方程可分为两个部分,且这两部分分别与两端简支和简支-固支边界条件下单跨地基梁的频率方程形式类同;其奇数阶自振频率与两端简支边界条件下单跨地基梁的偶数阶自振频率相等,而其偶数阶自振频率则与两端固支边界条件下单跨地基梁的偶数阶自振频率相同;不等跨的两跨连续Timoshenko地基梁的模态函数曲线幅值随阶数的增加降低最快。

S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)的构筑及光催化还原CO_(2)性能

通过在WO_(3)纳米片表面负载ZnFe_(2)O_(4)纳米颗粒,构建了一系列S型异质结光催化剂ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3),并研究了其光催化CO_(2)还原性能。在没有助催化剂和牺牲剂的条件下,所制备的ZnFe_(2)O_(4)/WO_(3)复合材料可对CO_(2)与水蒸汽进行光催化反应。优化后的材料光照5 h后CO_(2)还原产物CO和CH_(4)的产量分别为7.87和4.88μmol·g^(-1)。相对于单相组分,CO和CH_(4)的产量明显提高。光催化活性的提高,归因于ZnFe_(2)O_(4)和WO_(3)异质结的形成以及光生载流子的S型电荷传输模式。

2022年四川芦山M_(S)6.1地震前应力状态研究

为研究2022年6月1日四川芦山M_(S)6.1地震的孕育和发生过程,采用CAP方法反演了2013年芦山M_(S)7.0主震及M_(S)≥5.0余震的震源机制解,并基于应力张量方差与b值时空分布特征,探讨了芦山M_(S)6.1地震的力学机制和震源区的应力状态。结果表明:2022年芦山M_(S)6.1地震震源机制表现出与2013年芦山M_(S)7.0主震和5级余震相似的逆冲型破裂特征,压应力轴方位与龙门山断裂带南段区域应力场一致。2013年芦山M_(S)7.0地震后震中及附近的应力张量方差和b值长期处于低值状态,2022年芦山M_(S)6.1地震前震中及附近出现了应力张量方差和b值的低值异常,表明芦山余震区处于较高的应力水平。分析认为:巴颜喀拉块体持续东向运动受到华南块体的阻挡,震中所在区域长期受挤压逆冲作用,从而使芦山余震区长期处于应力积累的状态,芦山M_(S)6.1地震也是在这种动力学背景下发生的。

阴道卷曲乳杆菌S层蛋白多样性研究

目的:分析比较西安市女性阴道卷曲乳杆菌S层蛋白的多样性及NCBI数据库中阴道来源卷曲乳杆菌S层蛋白的多样性。方法:选取100例妇科患者的阴道分泌物标本作为研究对象,从其中10例标本中分离得到480株卷曲乳杆菌,其中两株卷曲乳杆菌S层蛋白有明显差异,对其进行全基因组测序;并从NCBI数据库中下载人阴道源的卷曲乳杆菌全基因组数据,分析并比较西安市来源与数据库来源的卷曲乳杆菌S层蛋白的多样性。结果:S层蛋白注释基因具有菌株内和菌株间的多样性,同一套基因组中有多个S层蛋白注释基因,菌株间的相似性偏差较大,通过系统发育分析发现,中国人阴道卷曲乳杆菌的S层蛋白基因与其他人种的具有系统发育相似性。结论:阴道卷曲乳杆菌S层蛋白具有菌种间和菌株间多样性的特征,不同人种的卷曲乳杆菌具有相似性。

结合主动光源和改进YOLOv5s模型的夜间柑橘检测方法

【目的】解决夜间环境下遮挡和较小柑橘难以准确识别的问题,实现采摘机器人全天候智能化作业。【方法】提出一种结合主动光源的夜间柑橘识别方法。首先,通过分析主动光源下颜色特征不同的夜间柑橘图像,选择最佳的光源色并进行图像采集。然后,提出一种夜间柑橘检测模型BI-YOLOv5s,该模型采用双向特征金字塔网络(Bi-FPN)进行多尺度交叉连接和加权特征融合,提高对遮挡和较小果实的识别能力;引入Coordinate attention(CA)注意力机制模块,进一步加强对目标位置信息的提取;采用融入Transformer结构的C3TR模块,在减少计算量的同时更好地提取全局信息。【结果】本文提出的BI-YOLOv5s模型在测试集上的精准率、召回率、平均准确率分别为93.4%、92.2%和97.1%,相比YOLOv5s模型分别提升了3.2、1.5和2.3个百分点。在所采用的光源色环境下,模型对夜间柑橘识别的正确率为95.3%,相比白光环境下提高了10.4个百分点。【结论】本文提出的方法对夜间环境下遮挡和小目标柑橘的识别具有较高的准确性,可为夜间果蔬智能化采摘的视觉精准识别提供技术支持。

献血者HBVs基因变异的生物信息学分析

目的分析HBV DNA+/HBsAg-献血者的传染性指标、S区基因序列突变情况及生物信息学特征变化。方法通过PCR方法筛查出1份HBV DNA+/HBsAg-的标本,应用酶联免疫和化学发光方法检测该标本乙肝病毒5项指标,对该标本HBVs区基因片段测序并分析变异情况,应用分析软件对所测序列进行生物信息学分析。结果该标本HBV DNA+、HBsAg-、HBsAb+、HBeAg+、HBeAb-、HBcAb+;HBVs区基因序列内发生氨基酸单位点突变(P151L),空间结构发生改变。结论HBVs区基因序列空间结构改变,可能是导致检测结果出现血清学HBsAg-/HBsAb+/HBV DNA+的原因。

在片S参数计量比对结果浅析

中国电子科技集团公司第十三研究所作为主导实验室开展了在片S参数计量比对工作,对参比实验室提交的在片S参数测量结果进行了汇总分析,并用E_n值对各参比实验室测量结果进行了评价。通过在片S参数计量比对,确保了量值传递的准确、可靠,特别是对在片S参数测量不确定度的主要来源统一了认识。同时也为业内提供了在片S参数测量一致性的比较平台。

基于数值模拟的高速公路S型曲线积水规律分析

S型曲线由于特殊的线型几何特征形成了易积水的路面区域,对于积水规律的掌握有利于在设计和建造阶段提前预防和处理积水路段的危害。该文基于计算流体力学软件Fluent,结合计算流体力学分析中基于欧拉-拉格朗日方法的欧拉液膜模型EWF(Eulerian Wall Film),针对精细化处理的典型S型曲线双向多车道道路模型进行模拟计算。模拟包含了几何特征与降雨量等不同变量因素,得出了积水的水膜厚度以及流速分布规律。模拟结果表明:在降雨阶段,S型曲线横坡坡度0%~1%路段为积水路段,横坡坡度1%~2%路段为易积水路段,横坡坡度大于2%的路段积水情况受到降雨强度影响;在排水阶段,S型曲线横坡坡度0%~1%路段为排水困难路段,横坡坡度1%~2%路段为排水不畅路段,横坡坡度大于2%的路段排水顺畅,在排水时间结束时,路面在不同的几何条件和降雨条件下均能将积水排除至水膜厚度小于2 cm,横坡的大小与渐变影响了积水的横向分布与纵向分布,横向呈现中间高两边低、横断面上标高大的位置水膜厚度小和标高小的位置水膜厚度大的水膜厚度分布规律,总体呈现S型的分布规律;水膜流速在积水阶段呈现纵向上中间低两边高、水膜厚度大则水膜流速大的水膜厚度分布规律,在排水阶段则为纵向上中间高两边低的水膜流速分布规律。道路宽度影响了降雨落到路面的积水总量,进而对积水水膜厚度产生了影响;超高缓和率则主要使得积水路段、易积水路段增长,从而影响了积水分布的范围。

S31603复合板压力容器点蚀行为试验研究

针对S31603复合板压力容器不锈钢层不同点蚀深度的发展进程及穿透至碳钢层后的电偶腐蚀风险,通过预制不同点蚀深度的S31603复合板试片组,分别在实验室和现场S31603复合板压力容器内进行腐蚀试验,并对试片进行宏观分析、低倍观察、高倍观察及腐蚀产物表征分析。结果表明,S31603复合板预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层时发生了明显的电偶腐蚀,实验室腐蚀试验和现场试验最高点蚀速率分别达到4.954,1.023 mm/a;用S31603复合板试片预制的点蚀坑深度穿透至碳钢层后碳钢优先发生电偶腐蚀;S31603复合板试片预制的点蚀坑深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,也未萌生新的点蚀,相邻点蚀坑之间也未见明显的腐蚀影响。在含Cl-的酸性腐蚀性介质环境下,当S31603复合板压力容器点蚀深度处于不锈钢层时腐蚀轻微,当点蚀深度穿透至碳钢层后,会发生明显的电偶腐蚀,需要缩短S31603复合板压力容器开罐检修周期以保证安全使用。

深水采油树Spring-Seal密封圈接触模型构建与实验测试

为提高深水采油树在高压、高温、低温等工况下长时间工作的稳定性,对采油树密封圈进行重新设计,提出Spring-Seal密封圈(以下简称S密封圈);基于赫兹接触理论、填料密封接触理论,重新构建S密封圈接触力学模型;建立有限元仿真分析模型,分析不同条件下S密封圈的密封性能,同时验证新建接触模型的合理性;利用实验测试S密封圈的实际密封效果。研究结果表明:S密封圈在高压、高温、低温等工况下能够长时间稳定工作且密封性能良好。研究结果可为S密封圈的接触研究及工程运用提供理论参考。

妊娠糖尿病患者蛋白C、蛋白S和抗凝血酶Ⅲ水平及其与孕周的关系

目的探讨妊娠糖尿病(GDM)患者蛋白C(PC)、蛋白S(PS)和抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ)水平及其与孕周的关系。方法选择2019年1月至2023年3月在医院就诊的232例GDM孕妇作为观察组,同时随机选取同期在医院进行孕检的268例正常孕妇作为对照组,比较两组一般资料和PC、PS和ATⅢ水平;按孕周将观察组和对照组分为孕中期和孕晚期,分别比较孕中期和孕晚期观察组和对照组PC、PS和ATⅢ水平。通过相关性分析,分析PC、PS和ATⅢ水平与孕周的相关性。结果与对照组相比,观察组PS和PC水平降低(P<0.05),但ATⅢ水平差异无统计学意义(P>0.05)。GDM患者PC和ATⅢ水平与孕周呈负相关(r=-0.156、-0.134,P<0.05)。结论GDM患者PS和PC水平降低,且随孕周增大,PC、PS和ATⅢ水平降低,应尽早进行干预,以减少血栓形成的风险。

基于改进混沌麻雀搜索算法S盒与神经元电路的图像加密技术

鉴于目前的图像加密算法所采用的S盒结构过于简单,易被破解。选用由改进的脉冲耦合尖峰神经元电路得到的混沌映射(MPSNC),并使用该映射对混沌麻雀搜索算法(CSSA)进行优化。随后,结合MPSNC映射和改进后的CSSA,设计新型的混沌S盒。最后,基于MPSNC映射和新型混沌S盒构造一种图像加密算法,为增加S盒的变化,对其进行S8变换。通过迭代混沌映射生成混沌序列,使用混沌序列和S8S盒对图像进行扩散和置乱操作,得到加密后的图像。经实验验证,该加密算法参数丰富,复杂度高,并由于S盒的应用,提高了算法的非线性度,具有良好的性能,适用于图像加密。

HBsAg和HBsAb共存的慢性乙肝患者的血清学特征和S区突变位点

目的探讨HBsAg/HBsAb双阳患者和HBsAg单阳性患者的血清学差异,并对两组患者的HBV S区突变位点进行比较分析,探寻HBsAg/HBsAb共阳性患者可能的分子机制。方法选取首都医科大学附属北京佑安医院2022年6月至2023年3月的284例HBsAg/HBsAb双阳患者和519例HBsAg单阳患者,统计Age、ALT、AST、AST/ALT、TBiL、ALb、r-GT、HBsAg和HBsAg滴度、HBsAb、HBeAg、HBeAb、HBcAb、WBC,对两组患者的血清学指标进行比较分析。对HBV S区扩增成功的19例HBsAg/HBsAb双阳患者和19例HBsAg单阳患者进行测序分析,统计高频突变位点,分析HBV S区突变特征,探寻HBsAg/HBsAb双阳患者可能发生的分子机制。结果HBsAg/HBsAb双阳患者和HBsAg单阳患者在性别、HBeAg、ALT、AST、TBiL、r-GT差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者在Age、HBeAb、HBcAb、AST/ALT、Alb、WBC差异无统计学意义(P>0.05)。HBsAg/HBsAb双阳组患者C基因型占78.95%(15/19),其中A113D/T、A317C/S、A45T、A86G、A87T、A96V、A97P等突变频率较高,HBsAg单阳组C基因型占84.21%(16/19),V159A、M47T、I213L、A317S、E44G、Q267L突变频率较高,两组患者的高频突变位点明显不同。结论双阳和单阳CHB患者血清学和基因突变位点存在显著差异。建议针对HBV S区不同的突变位点进一步研究HBsAg和HBsAb共存的机制。