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基于ANSYS/LS-DYNA的钢—混凝土组合截面构件抗爆特性及动力响应分析

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基于ANSYS/LS-DYNA的钢—混凝土组合截面构件抗爆特性及动力响应...

作者：许博超中北大学

学位级别：硕士

频发的爆炸恐袭事件,给社会经济和人民生命财产造成了极大危害,因此,对建筑结构的抗爆研究,日益受到了工程技术人员的重视。由于钢-混凝土组合截面构件具有诸多优良的工程特性,在抗爆工程中得到越来越多的应用。为了丰富抗爆技术的应用... 详细信息

频发的爆炸恐袭事件,给社会经济和人民生命财产造成了极大危害,因此,对建筑结构的抗爆研究,日益受到了工程技术人员的重视。由于钢-混凝土组合截面构件具有诸多优良的工程特性,在抗爆工程中得到越来越多的应用。为了丰富抗爆技术的应用研究,本文基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,对不同爆炸介质场中的几种典型的钢-混凝土组合截面构件进行了数值模拟。从爆炸压力的分布、构件爆炸动态响应及其影响因素等方面作了较为系统的研究。本文的主要研究工作和主要研究结论如下:1.本文的主要研究工作（1）总结了基于ANSYS/LS-DYNA软件结构抗爆数值模拟的基本原理与方法。简要介绍了ANSYS/LS-DYNA的主要功能和特点,概括了ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟方法的基本步骤和核心流程,介绍了ANSYS/LS-DYNA结构非线性动力分析数值模拟的四大环节:模型规划,前处理,求解与控制,后处理。（2）对几种典型的钢-混凝土组合截面构件的爆炸动态响应进行了数值模拟。本文采用ANSYS/LS-DYNA大型非线性动力有限元分析软件,对典型的钢-混凝土组合截面构件的爆炸动态响应进行了数值模拟,主要包括:三种不同爆炸介质场中圆钢管混凝土构件的数值模拟;方钢管混凝土构件的数值模拟;H型钢-混凝土构件的数值模拟;十字型钢-混凝土构件的数值模拟。（3）对数值模拟结果及模拟结果影响因素的分析即参数分析主要包括:构件爆炸冲击压力的模拟结果分析;构件爆炸动力响应模拟结果分析;构件动态响应结果影响因素的分析（参数分析）—分析了不同介质、不同比例距离、不同截面（形式与尺寸）、不同材料强度以及不同含钢量等因素对钢-混凝土组合截面构件动态响应结果的影响。2.本文的主要研究结论（1）空气、水、土三种介质中的构件迎爆面正压峰值:土介质中的构件迎爆面正压峰值最大,远大于其余两种介质的正压峰值,空气介质中的构件迎爆面正压峰值最小,水介质中的构件迎爆面正压峰值居中;钢-混凝土组合截面柱的迎爆面均有正负压力,因此构件设计时需要考虑双向对称配筋。（2）构件的应力与位移特征:对钢管混凝土柱,等效应力位移的最大值,均发生在柱迎爆面的中部;构件的破坏类型有三种:弯曲破坏、剪切破坏、弯剪破坏。（3）介质的影响:越硬的介质对爆炸的衰减作用越明显,柱产生的动态响应也越小;（4）截面的影响:截面尺寸越小,构件产生的动态位移响应越大;方钢管混凝土柱位移反应大于圆钢管混凝土柱位移反应。这是由于方钢管混凝土柱表面的尖锐棱角,不利于爆炸冲击波绕射。因此,圆钢管混凝土柱较方钢管混凝土柱,具有更好的抗爆性能;（5）典型钢-混凝土组合截面柱的抗爆性能比较结论:在等材料的前提下构件抗爆性能比较结论:圆钢管混凝土柱优于方钢管混凝土柱;方钢管混凝土柱优于H型-钢混凝土柱,H型钢-混凝土柱优于十字钢-混凝土柱,H型钢-混凝土柱翼缘迎爆优于腹板迎爆。

关键词：爆炸冲击波爆炸荷载钢-混凝土组合截面构件钢管混凝土柱有限元分析数值模拟动态响应

莱州湾南岸含卤地层年代学及卤水中铀的地球化学研究

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莱州湾南岸含卤地层年代学及卤水中铀的地球化学研究

作者：许博超中国海洋大学

学位级别：硕士

在莱州湾南岸滨海平原区晚更新世以来的地质历史中,最重要的地质事件是普遍发生过三次较大的海侵和海退,第四纪地层也显示海相地层与陆相地层相间穿插叠置的特点。埋深80米以内的海积层主要有三个含卤层,其中蕴藏着丰富的第四纪滨海相... 详细信息

在莱州湾南岸滨海平原区晚更新世以来的地质历史中,最重要的地质事件是普遍发生过三次较大的海侵和海退,第四纪地层也显示海相地层与陆相地层相间穿插叠置的特点。埋深80米以内的海积层主要有三个含卤层,其中蕴藏着丰富的第四纪滨海相地下卤水,存储量超过74亿m3。水体中含有高浓度的溶解铀,如按其净储量折算甚至相当于一个小型的液体铀矿。由于其埋藏浅、储量大,地处沿海,开采方便,具有很广阔的应用前景。因此研究莱州湾南岸含卤区海陆相地层的年代学、还原卤水形成的古环境,对于深入了解卤水形成的过程及机制具有重要意义。分析卤水中溶解铀的浓度范围及分布特点、探究卤水溶解铀高浓度成因的可能影响因素,可以为合理开采及补给地下卤水提供可靠的依据,具有非常重要的实际应用价值。本研究根据莱州南岸ZK32-1钻孔岩性特征及相邻钻孔地质资料,结合有孔虫的分布特征对莱州湾南岸地层的海陆相分布进行划分;采用AMS14C法和样品全溶铀系等时线法(TSD)直接确定各海陆相交界地层年龄,结合已有的年龄数据建立该地区10万年以内的海陆地层同位素年龄标尺;利用有孔虫的生态组合特征还原地层形成时的古沉积环境;采用α能谱法对莱州湾南岸51个站位的地下卤水进行分析,得出卤水中溶解铀的浓度范围及分布特点;从海水蒸发、地表水入渗、沉积物溶出、铁锰氧化物还原、藻类矿化分解、硫酸盐还原菌的影响等角度出发,全面考察造成卤水中高浓度溶解铀现象的可能影响因素。取得如下研究结果:1)莱州湾南岸ZK32-1钻孔第Ⅲ海相层在孔深39-56米左右;第三陆相层在孔深33-39米左右;第Ⅱ海相层在孔深20-33米左右;第二陆相层在孔深9-20米左右;第Ⅰ海相层在孔深3-9米左右;第一陆相层在孔深3米以内。2)莱州湾南岸平原第Ⅲ海相地层形成于103.50±11.56 ka B.P.到72.16±7.41 ka B.P.之间;第三陆相层形成于距今72.16±7.41 ka B.P.至45.34±5.35ka B.P.之间;第Ⅱ海相地层形成于45.34±5.35 ka B.P.到23.93±2.84 ka B.P.之间;第二陆相层形成于距今23.93±2.84 ka B.P.至11.25±0.16 ka B.P.之间;第Ⅰ海相地层形成于11.25±0.16 ka B.P.到6.50±0.03ka B.P.之间;第一陆相层形成于6.50±0.03ka B.P.以后。3)莱州湾南岸含卤地区第Ⅰ海相层的沉积环境为近岸浅水或河口沉积环境,第Ⅱ海相层的沉积环境为河口、潮间带或近岸极浅海沉积环境,第Ⅲ海相层的沉积环境为河口、潮间带到极浅海沉积环境。4)莱州湾南岸地下卤水存在溶解铀浓度偏高的地球化学异常现象,溶解铀浓度范围为3.43-95.98μg/L,中值为44.88μg/L左右,80%以上的站位的卤水铀浓度都超过了30μg/L。地下卤水中的溶解铀浓度沿垂直海岸线的方向呈近岸低、中间高、远岸低的变化趋势,沿平行海岸线的方向没有明显的规律性。5)莱州湾地下卤水含高浓度溶解铀的地球化学现象是由于海水的蒸发浓缩、铁锰氧化物还原、藻类矿化等因素造成。在卤水形成后,由于水体的水文水质条件不适宜硫酸盐还原菌的生长,避免了生物还原造成的铀沉淀成矿,从而保持了这种高浓度现象。

关键词：莱州湾南岸 TSD 时间标尺溶解铀成因

底栖有孔虫壳貌微观特征对海域低氧及酸化环境指示的研究进展

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海洋学报 2018年第5期40卷 1-14页

作者：王飞飞于志刚刘健许博超宫少军中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266071 国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室山东青岛266071 天津市海洋地质勘查中心天津300170

受人类活动和全球变化的影响,河口和近海海域的低氧以及酸化等环境问题日益突出,近年来已成为科学研究的热点问题并受到社会广泛关注。本文通过梳理底栖有孔虫壳貌微观特征对海域低氧及酸化环境指示的研究现状,总结了壳体特征(壳径和壳... 详细信息

受人类活动和全球变化的影响,河口和近海海域的低氧以及酸化等环境问题日益突出,近年来已成为科学研究的热点问题并受到社会广泛关注。本文通过梳理底栖有孔虫壳貌微观特征对海域低氧及酸化环境指示的研究现状,总结了壳体特征(壳径和壳重)、壳孔特征(密度、孔径、形态)、壳饰(牙突、瘤状物、脐翼)、壳面溶蚀及壳体重新钙化所引起的房室畸变等指标应用的理论基础和方法技术,并分析了影响结果的各种干扰因素,指出了在研究中若干需要注意的问题和研究方向,提出了一些具有可操作性的建议,为更好地将其应用于近岸海域低氧和酸化环境的研究中并推进至地质历史时期此类古环境的演化研究提供参考。

关键词：底栖有孔虫壳孔壳饰低氧酸化

镭、氡同位素示踪调水调沙对黄河口水体运移及营养盐分布特征的影响

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海洋学报 2016年第8期38卷 36-43页

作者：张晓洁许博超夏冬江雪艳简慧敏中国海洋大学海洋化学理论与工程教育部重点实验室山东青岛266100 海洋国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266071 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国科学院生态环境研究中心北京100085

为研究调水调沙影响下的镭、氡同位素和营养盐在黄河口的分布特征,于2013年7月调水调沙期间在黄河口及其邻近海域进行了多点的连续观测。研究发现:(1)黄河口海域镭、氡同位素分布呈现明显的"分区"现象,南北两区分别为"调水调沙影响非显... 详细信息

为研究调水调沙影响下的镭、氡同位素和营养盐在黄河口的分布特征,于2013年7月调水调沙期间在黄河口及其邻近海域进行了多点的连续观测。研究发现:(1)黄河口海域镭、氡同位素分布呈现明显的"分区"现象,南北两区分别为"调水调沙影响非显著区域"和"调水调沙影响显著区域",北部海域镭、氡同位素浓度高值主要来源于陆源输入(包括河流输入和海底地下水排放);(2)调查期间,北部海域水体年龄为(2.9±1.6)d,南部海域水体年龄为(5.0±2.1)d;水龄随潮汐变化表现出涨潮时水龄增大、落潮时水龄减小的波动趋势;(3)北部海域溶解无机氮(DIN)和溶解硅(DSi)含量明显高于南部海域,而溶解无机磷(DIP)在两个区域的含量相差不大。

关键词：黄河口调水调沙镭同位素氡同位素营养盐

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活体底栖有孔虫鉴别方法及其应用

地球科学进展 2021年第12期36卷 1247-1257页

作者：张涵许博超郭肖伊张晓洁于志刚深海圈层与地球系统前沿科学中心和海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室中国海洋大学山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266071 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100

活体底栖有孔虫在底栖生态系统的环境指示研究等诸多研究领域都极具应用价值,但如何准确快速有效地识别活体有孔虫具有挑战性。目前,研究人员已经建立了多种方法用于识别活体底栖有孔虫。在调研相关研究的基础上,对这些方法的优缺点及... 详细信息

活体底栖有孔虫在底栖生态系统的环境指示研究等诸多研究领域都极具应用价值,但如何准确快速有效地识别活体有孔虫具有挑战性。目前,研究人员已经建立了多种方法用于识别活体底栖有孔虫。在调研相关研究的基础上,对这些方法的优缺点及其应用中的注意事项进行了总结。虎红染色法操作快速简便、实验成本低,是最为常用的活体有孔虫鉴别方法。苏丹黑B染色法和MTT染色法比虎红染色法准确性更高,但操作略显复杂,在野外调查研究中应用较少。荧光探针法不影响有孔虫生命活动且准确性更高,但其操作复杂、成本较高,常被推荐用于低氧/缺氧条件下的有孔虫研究。三磷酸腺苷分析法和超显微结构法均具有较高的准确性,但操作复杂、设备要求高,前者被广泛应用于活体有孔虫数量密度的估算和生物量的计算,并被推荐用于低氧/缺氧条件下的有孔虫相关研究,后者主要用于分析评价有孔虫对缺氧、重金属污染等环境压力的适应性。研究者应根据研究目的、研究成本等条件选择一种或多种合适的研究方法,以获得更为可靠的研究结果。

关键词：活体底栖有孔虫虎红染色法荧光探针法三磷酸腺苷分析法超显微结构法

海底地下水排放对南黄海沿岸海水细菌群落结构的影响

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环境科学学报 2021年第12期41卷 4942-4952页

作者：张胜东赵世彬陈烨杨迪松许博超甄毓中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237 中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 中国海洋大学化学化工学院青岛266100 深海圈层与地球系统前沿科学中心和海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室中国海洋大学青岛266100

在南黄海沿岸岸滩采集海水样品,将同位素地球化学与分子生物学技术相结合,探讨海底地下水排放(submarine groundwater discharge,SGD)对沿岸海水微生物群落结构的影响.结果表明,南黄海沿岸水体微生物优势类群为变形菌门、放线菌门、拟... 详细信息

在南黄海沿岸岸滩采集海水样品,将同位素地球化学与分子生物学技术相结合,探讨海底地下水排放(submarine groundwater discharge,SGD)对沿岸海水微生物群落结构的影响.结果表明,南黄海沿岸水体微生物优势类群为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、疣微菌门、厚壁菌门等.海水中较高浓度的镭同位素活度极有可能是由近岸海底地下水排放过程导致.沿岸海水中的^(224)Ra活度与营养盐浓度、微生物群落的多样性及丰富度具有相对同步的变化规律.溶解氧对海水中的细菌群落结构具有显著影响(p<0.05),海底地下水排放输入的高浓度溶解无机氮、溶解硅酸盐可能是影响沿岸海水中细菌群落结构特征的主要因素之一.本研究表明,海底地下水排放对沿岸微生物群落结构的影响是不可忽视的.

关键词：海底地下水排放微生物群落同位素地球化学

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建筑燃爆破坏的影响与防治

山西建筑 2021年第15期47卷 180-181,196页

作者：许博超中北大学理学院山西太原038507

燃爆是一种多发的灾害,对社会经济、人民生命财产造成极大的损失,主要介绍了燃爆的现象与机理,燃爆对建筑结构的影响,建筑结构的抗燃爆措施,燃爆峰值压力的计算等核心内容,旨在与同行分享对燃爆方面的一些研究,为燃爆灾害的防治提供一... 详细信息

燃爆是一种多发的灾害,对社会经济、人民生命财产造成极大的损失,主要介绍了燃爆的现象与机理,燃爆对建筑结构的影响,建筑结构的抗燃爆措施,燃爆峰值压力的计算等核心内容,旨在与同行分享对燃爆方面的一些研究,为燃爆灾害的防治提供一些可资借鉴的观点和方法。

关键词：燃爆燃爆机理燃爆峰值压力抗燃爆措施

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油藏动态中的相关方法探讨

石化技术 2015年第4期22卷 80-81页

作者：许博超大庆油田第一采油厂黑龙江大庆163000

本文通过对油藏动态中的相关方法的探讨,希望能对油田的高效开采起到一定的帮助作用。

关键词：油田动态开采发展

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黑菊芋多酚提取及抗氧化活性分析

食品科学技术学报 2019年第1期37卷 84-89页

作者：姬妍茹许博超杨庆丽魏连会石杰董艳刘宇峰黑龙江省科学院大庆分院黑龙江大庆163319 黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院黑龙江大庆163319

采用超声辅助法提取黑菊芋中多酚化合物,选择乙醇体积分数、提取温度、提取时间及料液比4个因素进行单因素实验,并采用正交试验优化提取工艺,确定了黑菊芋总多酚超声提取的较优条件为乙醇体积分数55%、料液比(g/mL) 1:35、温度85℃、时... 详细信息

采用超声辅助法提取黑菊芋中多酚化合物,选择乙醇体积分数、提取温度、提取时间及料液比4个因素进行单因素实验,并采用正交试验优化提取工艺,确定了黑菊芋总多酚超声提取的较优条件为乙醇体积分数55%、料液比(g/mL) 1:35、温度85℃、时间45 min,此条件下的提取率为6. 26 mg/g。利用此工艺条件提取菊芋多酚,检测结果以干基计算,鲜菊芋的菊芋多酚质量比为1. 13 mg/g,黑菊芋的为6. 41 mg/g,是鲜菊芋的5. 67倍。体外抗氧化实验结果表明,黑菊芋各抗氧化指标均与多酚含量具有较好的相关性,其中还原力相关性最高为0. 994 6。不同作用量时,黑菊芋对DPPH.自由基、羟自由基的清除率和铁离子还原力均显著高于鲜菊芋,分别为同质量鲜菊芋(干重计)的1.08～1.54倍,1.02～1.28倍和2. 56～3. 98倍。

关键词：菊芋黑菊芋多酚超声辅助提取体外抗氧化