摘要：土石坝填料一般处于平面应变状态,目前填料力学特性研究基本采用大型三轴试验。由于三轴应力状态下中主应力等于小主应力,平面应变状态下大坝填料的力学性能会被低估。为充分认识填料潜能,科学设计和合理评估土石坝,有必要对填料开展平面应变试验研究。应用大型真三轴仪对填料进行了大型平面应变试验,共开展了4种不同初始干密度的粗粒土平面应变各向等压固结排水剪切试验。结果表明:应力-应变关系主要为应变硬化型,应力曲线呈爬升型,体变表现为剪缩。某一小主应力下,大小主应力之差的最大值随初始干密度的增大呈线性增大;初始干密度一定时,大小主应力之差的最大值与小主应力呈线性关系增大。初始剪切阶段,小主应力一定时,偏应力与球应力之比曲线斜率随初始干密度的增大而增大,随剪切变形的发展,不同初始干密度的应力比曲线逐渐趋于接近。偏应力随球应力的增大单调增加则对应应变硬化型,若偏应力随球应力的增大先增加后减小则对应应变软化型。相同小主应力时,初始弹性模量随初始干密度的增大而增大,近似呈线性关系;某一初始干密度下,初始弹性模量随小主应力的增大基本呈线性关系增大。中主应力系数随大主应力方向应变的增大而增大,曲线形态呈三折线形,初始剪切阶段增长较为缓慢,随剪切变形的增大增长相对加快并呈线性关系增大,如曲线末端下弯为应变硬化型,曲线末端上翘为应变软化型。

摘要：大量混凝土结构的老化受损使裂缝修复变得十分频繁,尤其是对于一些工程周期较短的加固抢修工程,实时监测修复过程的变化对跟踪确认结构功能恢复具有重要意义。提出一种能实时监测裂缝修复过程的技术,包括基于新型混凝土植入式模块获取监测数据和基于闵可夫斯基距离(下称闵氏距离)数据融合方法评估修复过程。所设计的模块能植入结构体内,依靠嵌入的压电传感阵列,多路径激发并接收探测应力波,将不同修复时间下模块获取的结构信息用于闵氏距离融合,综合表征裂缝修复过程。通过有限元研究揭示探测应力波在裂缝修复界面的传播特性,提出相对能量闵氏距离和相关系数闵氏距离两个数据融合方法评估裂缝修复过程,并用三维数值模型验证了其表征修复材料水化过程的可行性。最后设计了混凝土裂缝修复试验。将提出的植入式模块和两个基于闵氏距离的数据融合方法用于裂缝修复过程监测,验证了该技术的可行性并探讨了对裂缝修复监测的评估方法。

摘要：针对叶片的高频振动,阐述了抑制风力发电机叶片高频振动的尾缘襟翼主动控制方法。结构模型是基于周向反对称刚度(CAS)铺层设计的复合材料叶片梁模型,基于弹性挥舞/扭转位移的分析,纳入了由步进电机驱动的尾缘襟翼的角度控制。气弹系统的气动力是基于一种新颖的适合于尾缘襟翼的准稳态模型,其偏微分气弹方程组的求解是基于Galerkin法的离散化。通过基于尾缘襟翼摆角的主动控制成功抑制了叶片高频振动。主动控制是基于线性矩阵不等式(LMI)设计和状态观察器设计的H∞控制算法,其研究基于时域响应的稳定性分析和鲁棒控制方法,实现位移响应分析、鲁棒性能分析,以襟翼角度输入控制信号展示。LMI的优化机理是在选定鲁棒控制参数的基础上,优化不确定的鲁棒性能参数,使得被控位移和控制输入均保持在一个合理的范围。为降低全状态反馈时状态变量检测的误差影响,利用状态重构和状态观察器来改善控制性能,同时,对比不同的鲁棒性能参数和不同的风速激励下的高频振动控制结果,验证了基于LMI的H∞控制算法的可靠性和鲁棒性。基于S7–300 PLC和WinCC组态软件的“实时OPC技术”,采用一种过程控制实验,验证了控制算法在工程应用中的可行性,因为算法复杂性而无法在常规控制器硬件中运行的智能控制算法,提供了一种实时工程应用的可行性方案。

摘要：混凝土结构损伤的早期预警与精准量化是土木工程结构健康监测领域的热点。提出了一种基于嵌入式传感技术的混凝土结构概率损伤成像方法,通过对混凝土材料中骨料、砂浆基体以及界面过渡区的二维细观有限元建模,揭示了探测应力波在不均匀性混凝土材料及损伤界面的传播机制。结合传感器阵列的损伤可视化机理,设计了一种嵌入式压电传感器阵列模块,为精准量化混凝土损伤,结合概率损伤成像方法,通过基线相减法和希尔伯特变换从探测信号中提取损伤散射波的传播时间信息,引入累积分布函数,实现对混凝土损伤区域的可视化重构。试验结果表明,嵌入式传感模块可实现对混凝土结构的三维损伤成像,且识别出损伤中心位置与真实损伤中心位置在二维投影面上的误差为1.0 cm,验证了该方法对混凝土损伤感知的有效性与准确性。相比于现有嵌入式稀疏分布传感器,多传感单元集成的阵列模块可明显提升对混凝土局部损伤的探知能力,同时降低传感器系统在服役期的运维成本。

摘要：光学气体传感器性能受气室结构影响较大,但是关于通过改进气室结构提高光学气体传感器的研究较少,提高芯片的利用率对缓解全球半导体芯片供应不足及低碳环保等具有重要意义。为了提高芯片利用率与满足多组分气体传感器高性能检测需求,设计了一种使用非分光红外技术的可同时检测CO_(2)、SO_(2)和CO这3种气体的三椭球型气室结构光学传感器,并对气室的光学性能进行研究。通过光路仿真、有限元模拟、蒙特卡罗模拟等可知:23%的接收面上集中了91%的能量,克服了直射式结构气室光程短和光敏面上光通量低的问题(光程长度增加了25%,光通量增加了40倍),同时克服了多反射式结构光通量过低的问题(约增加了117倍),信噪比分布是多反射式和直射式的10~100倍。因此,所提三椭球气室结构对于高端多组分组合式气体传感器的实现有着重要的意义。

摘要：为提高建筑结构抗震韧性,提出了一种将环簧阻尼器和黏滞阻尼器并联的自复位黏滞阻尼器构造,分析其工作原理,在元件和构件层次分别进行了静力和动力试验研究。试验结果表明:自复位黏滞阻尼器构造合理,在不同振动频率下表现出良好的自复位能力与无损伤耗能能力。采用基于性能的塑性设计方法,设计了屈曲约束支撑钢框架、自复位环簧支撑钢框架和自复位黏滞阻尼支撑钢框架,对比分析不同结构体系的地震响应。分析结果表明:基于性能的塑性设计方法可以实现自复位黏滞阻尼支撑钢框架的性能目标;在一致的性能目标下,自复位黏滞阻尼支撑钢框架相比自复位环簧支撑钢框架具有更低的承载力需求,降低了结构用钢量,同时降低了楼层加速度响应,减少非结构构件损失;相比屈曲约束支撑钢框架,具有与之相当的消能减震效果,同时能够有效地控制结构残余变形,进而提高结构的抗震韧性。

摘要：建筑结构是由不同力学单元组合形成的复杂系统,从系统层次控制结构在强震下的动力响应与损伤过程对结构抗震设计具有重要意义。为使建筑结构具有“稳定、有序、渐进、可控”的地震损伤机制与破坏模式,预先设计明确的损伤机制和提高结构整体屈服后刚度是有效途径。在此背景下,“体系能力设计法”得以提出和发展。体系能力设计法通过在体系层次设置主、次结构,使结构的弹塑性动力响应受控于抗震能力较高的主结构,从而实现性态控制。该文综述了体系能力设计法中的关键科学问题在近年来的重要发展,并探讨了体系能力设计法的工程指导意义与未来发展方向。

摘要：热液硫化物型脉状矿作为一类复杂硫化矿,其区域特征、成矿规律及矿物成份已有初步研究。由于成矿时期的不同,矿石中有用矿物的特征存在较大差异,导致不同矿物的性质变化较大。在选矿过程中,矿物性质的差异一定程度增加了选矿难度,减少了有用矿物回收率。因此,迫切需要一种快速、简单的对复杂硫化矿进行分类的方法,进而提高选矿指标。激光拉曼光谱技术作为一种能够分析物质结构信息的手段,已被应用于矿物的成份鉴定和结构分析。通过对大量矿物样本的激光拉曼光谱的研究,结合矿物性质深入揭示其光谱差异的原因,提出了一种基于拉曼光谱的复杂硫化矿矿源分类方法。实验结果表明:由于此类复杂硫化矿成矿时期的差异,从而造成矿物结构和性质存在较大差异。荧光主要由原矿中的脉石矿物产生,猝灭矿物中瞒石的荧光背景后可知201.62,242.54,288.38和309.77cm-1处拉曼峰可以作为此类硫化矿的拉曼指纹谱。为此,基于此类硫化矿的荧光强度和代表谱峰强度与荧光背景比值可以将矿源分为三类,并利用工业试验结果进一步验证分类方法的准确性。本研究深入分析了此类复杂硫化矿的激光拉曼光谱与其矿物性质与类别之间的密切关系,提出了矿源快速分类方法,矿样无需经过复杂的化学前处理过程,对提高选矿作业效率具有重要应用价值。

摘要：海洋源多糖是一类从海洋、湖泊生物体内分离、纯化得到的多糖,包括海藻多糖、海洋动物多糖和海洋微生物多糖,具有调整肠胃,降低血糖、血脂,控制肥胖,抗辐射,抗肿瘤,抗衰老等生理活性。本文综述海洋多糖的种类和结构,对肠道菌群的作用以及对宿主营养物质代谢的调控作用等,旨在为海洋类多糖功能的进一步研究提供参考。

摘要：目的:以南美白对虾为原材料,研究贮藏期菌落总数及理化指标的变化情况,分析姜黄素介导的光动力技术对生鲜南美白对虾品质的影响。方法:以菌落总数为检测指标,采用姜黄素质量浓度(0,10,20,30,40 mg/L)、孵育时间(0,10,20,30,40 min)和光照时间(0,10,20,30,40 min)设计单因素试验,在此基础上进行正交试验设计,优化减菌工艺条件。测定光动力处理后南美白对虾在4℃条件下贮藏8 d,挥发性盐基氮、硫代巴比妥酸、质构、含水量、色泽和pH值等理化指标的动态变化。结果:用30 mg/L姜黄素喷晒对虾,在黑暗条件孵育40 min,LED照射40 min,可灭活南美白对虾中99.99%的细菌。与对照组第8天相比,光动力组的挥发性盐基氮值下降了8.83 mg/100 g,且其硫代巴比妥酸值下降了0.057 mg/kg;光动力组的硬度、咀嚼性和回弹性均得到较好的维持。在贮藏第8天时,光动力组的含水量相较于对照组提高了2.70%,且其pH值相较于对照组下降了0.49。另外,光动力处理后的对虾色泽较好。结论:姜黄素介导的光动力作用对生鲜南美白对虾具有良好的减菌特性。与传统4℃保鲜相比,光动力处理的南美白对虾在质构、色泽等方面更佳。本研究可为虾肉的光动力杀菌提供参考依据。