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软骨细胞线粒体生物发生在骨关节炎发病机制中的作用

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中国修复重建外科杂志 2022年第2期36卷 242-248页

作者：周圣梁斯海波彭琳博沈彬四川大学华西医院骨科成都610041

目的总结软骨细胞线粒体生物发生在骨关节炎(osteoarthritis,OA)发病机制中的作用并分析其应用前景。方法查阅近年国内外相关文献,对线粒体生物发生在OA病程中的变化、在OA软骨细胞中主要信号分子的作用,以及在OA治疗中的应用前景进行... 详细信息

目的总结软骨细胞线粒体生物发生在骨关节炎(osteoarthritis,OA)发病机制中的作用并分析其应用前景。方法查阅近年国内外相关文献,对线粒体生物发生在OA病程中的变化、在OA软骨细胞中主要信号分子的作用,以及在OA治疗中的应用前景进行总结。结果近年研究发现线粒体是软骨细胞的重要能量代谢中心,其功能障碍被认为是OA发生、发展的重要机制。线粒体生物发生是维持线粒体正常数量和功能的关键生物过程之一,过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1 alpha,PGC-1α)是该过程的关键调控因子。现已报道了以PGC-1α为中心,腺苷酸活化蛋白激酶、沉默信息调节因子1/3及环磷酸腺苷反应元件结合蛋白等为主要上游调控分子,核呼吸因子1、雌激素受体α、核呼吸因子2等为主要下游调控分子的线粒体生物发生调控网络。然而,软骨细胞线粒体生物发生在OA发病机制中的作用还需进一步深入探索。已有研究表明如葛根素、人网膜素-1等药物和活性物质可通过激活OA软骨细胞中受损的线粒体生物发生过程延缓OA发生、发展,为OA治疗提供了新思路。结论软骨细胞线粒体生物发生在OA发病机制中起重要作用,进一步探索相关机制具有重要临床意义。

关键词：骨关节炎软骨细胞线粒体生物发生过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α

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组织工程半月板中干细胞的研究进展

中国组织工程研究 2020年第19期24卷 3071-3077页

作者：青婉怡王星星周圣梁付维力四川大学华西临床医学院/华西医院

背景:半月板软骨损伤是膝关节最常见的损伤之一。在过去的10年中,基于干细胞的治疗方法得到了广泛的应用,有关这一课题的研究数量迅速增加。最近的几项研究表明多潜能干细胞存在于半月板内,有可能在半月板愈合中发挥关键作用。目的:确... 详细信息

背景:半月板软骨损伤是膝关节最常见的损伤之一。在过去的10年中,基于干细胞的治疗方法得到了广泛的应用,有关这一课题的研究数量迅速增加。最近的几项研究表明多潜能干细胞存在于半月板内,有可能在半月板愈合中发挥关键作用。目的:确定半月板组织工程相关的干细胞来源和培养条件,了解组织工程半月板目前发展现状。方法:通过PubMed、Embase、EBSCO、Cochrane library、Clinical library数据库进行在线文献检索,检索时间范围为2009至2019年。纳入与半月板组织工程和种子细胞选择有关的文章,最终对64篇文献进行综述。结果与结论:干细胞因其强增殖能力和全能性而被作为种子细胞广泛应用于组织工程半月板研究,且能很好地修复动物半月板损伤,目前还无法确定在临床上有同样的效果,因此离临床应用还有一定距离。

关键词：干细胞半月板修复再生组织工程影响因素

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气相二氧化硅改性沥青的流变性能及改性机制

复合材料学报 2023年第11期40卷 6275-6287页

作者：栗思琪颜川奇周圣雄长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室西安710064 西南交通大学土木学院成都610031

纳米SiO_(2)(NS)可有效改善沥青的力学性能但价格高昂,气相SiO_(2)(FS)同样为纳米级材料且价格仅为NS的1/10。为评估FS代替NS的可行性,通过多重应力蠕变回复试验(MSCR)、线性振幅扫描试验(LAS)和弯曲梁流变试验(BBR)对比了普通SiO_(2)(... 详细信息

纳米SiO_(2)(NS)可有效改善沥青的力学性能但价格高昂,气相SiO_(2)(FS)同样为纳米级材料且价格仅为NS的1/10。为评估FS代替NS的可行性,通过多重应力蠕变回复试验(MSCR)、线性振幅扫描试验(LAS)和弯曲梁流变试验(BBR)对比了普通SiO_(2)(OS)、FS、疏水纳米SiO_(2)(MNS)分别在掺量为3wt%时对基质沥青(Esso,ES)流变性能的影响。结果表明:FS对沥青高温抗车辙性能和中温抗疲劳性能的改善是三者中最好的,对低温抗裂性能的损害是最弱的。此外,借助SEM、变温红外光谱(VT-IR)、温度扫描(TeS)、TGA和DSC分析FS对沥青的改性机制,推断出FS特有的初级支化结构及其形成的“沥青-水团簇”体系是提升沥青性能的关键。因此,FS是一种性价比高的纳米级沥青改性材料。

关键词：气相SiO_(2)(FS) 水团簇表面改性流变变温红外光谱

旧水泥路面沥青加铺层张开型反射开裂行为研究

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旧水泥路面沥青加铺层张开型反射开裂行为研究

作者：周圣雄重庆交通大学

学位级别：硕士

旧路加铺沥青混凝土是实际工程常用的旧路修复方法,而反射裂缝是此类复合结构路面的主要病害类型。反射裂缝的发展过程可分为裂缝萌生和裂缝扩展两个阶段,其中裂缝的萌生阶段是以张开型反射开裂为主导。目前鲜有关于张开型反射开裂的机... 详细信息

旧路加铺沥青混凝土是实际工程常用的旧路修复方法,而反射裂缝是此类复合结构路面的主要病害类型。反射裂缝的发展过程可分为裂缝萌生和裂缝扩展两个阶段,其中裂缝的萌生阶段是以张开型反射开裂为主导。目前鲜有关于张开型反射开裂的机理与影响因素研究,鉴于张开型反射开裂是在反射裂缝发展初期占据的主导地位,开展相关研究对于掌握沥青加铺层反射裂缝形成及损伤演化过程有重要意义。本文将开展带缝水泥混凝土板加铺沥青层结构的三点弯曲试验,探究张开型反射开裂行为的扩展机理、影响因素和评价指标。主要研究内容及成果如下:在张开型反射开裂行为机理探究方面,采用声发射技术对复合梁的损伤过程进行动态监测,借助数字图像软件Ncorr获取损伤过程的水平向应变场,基于声发射技术和数字图像技术的张开型反射开裂机理探究表明:声发射技术对沥青加铺层内部微裂缝及宏观裂缝的发展均具有良好的识别效果;基于AE参数,可将张开型反射开裂过程划分为静寂期、上升期、发展期和残余期4个阶段。静寂期基本没有AE信号;上升期和发展期损伤快速增长,表现为AE信号密集且活跃,与荷载曲线具有良好的一致性,呈现出单峰型特征;残余期复合梁已临近破坏,损伤趋于平缓。张开型反射裂缝扩展过程先是沿着接缝两侧,以多裂缝的形式发展,随后其中一条裂缝发展成主裂缝并持续垂直向上扩展,次裂缝进入停滞状态;并提出了基于振铃损伤量的复合梁张开型反射开裂行为损伤演化表征方法。通过声发射特征参数对比分析有无玻纤格栅夹层两类复合梁的弯曲断裂过程,探究试件损坏过程中AE参数演化特征,通过RA值和AF值分析了复合梁的断裂模式,并结合分形理论研究玻纤格栅对复合梁弯曲断裂特征的影响,研究表明:声发射特征参数可有效识别玻纤格栅的作用时期;玻纤格栅在荷载峰值后逐渐开始承受弯拉荷载,延缓了宏观裂缝的扩展,对复合梁的峰后持荷能力有明显提升作用,但承力时期滞后于沥青加铺层造成对弯曲破坏荷载没有提升作用;玻纤格栅夹层的存在降低了复合梁拉伸破坏趋势,提高了复合梁弯曲破坏过程中的有序性,使复合梁从微裂缝的产生、发展、汇集成宏观裂缝至最终弯曲破坏成为更加有序且渐近的过程,使其具有明显的分形特征。在张开型反射开裂因素影响方面,基于峰值荷载与断裂能两类评价指标分别分析了接缝宽度、土工夹层类型、最大公称粒径和加铺厚度对抗裂性的影响,研究表明:无防反夹层复合梁抵抗Ⅰ型反射开裂的核心在于加铺层沥青及沥青胶浆与集料间的黏聚力;不同接缝宽度及不同最大公称粒径对黏聚力的影响作用较小;沥青用量直接影响这一性能;土工夹层则是提供等效于黏聚力的抗拉性能。其中设有土工夹层的复合梁峰值荷载与断裂能均有明显提升,基于断裂能的评价方式和现有室内防反夹层疲劳试验结果具有较好的一致性。在评价指标研究方面,引入以断裂能为基础,同时考虑宏观裂缝扩展特征的3类抗裂评价指标CT、FI和CRI,对各类复合梁进行深入分析。首先借助图像测量软件验证了宏观裂缝扩展速率与峰后曲线拐点处的斜率具有良好的相关性。其次对不同加铺厚度复合梁分析发现三类评价指标均存在明显的尺寸效应。最后基于三类指标对加铺厚度为50mm同尺寸复合梁分析表明:在设有土工夹层这一“强”影响因素下,复合梁均显示出良好的抗裂性,与基于断裂能的评价方式和现有室内防反夹层疲劳试验结果具有良好的一致性;对于不同最大公称粒径及增大沥青用量等较“弱”的影响因素时,相比于断裂能,FI和CRI考虑了宏观裂缝扩展特征,能够更好的表征复合梁的抗裂性。同时FI和CRI表现出很好的相关性,决定系数高达0.9951,考虑CRI计算简便,更适用于复合梁抗裂性评价。

关键词：沥青加铺层复合梁张开型反射裂缝声发射三点弯曲试验

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火灾全过程叠合板组合梁受力性能研究

火灾全过程叠合板组合梁受力性能研究

作者：周圣楠山东建筑大学

学位级别：硕士

叠合板组合梁是在传统组合梁的基础上发展起来的一种新型组合结构,不仅具有传统组合梁承载力高、刚度大、可以充分发挥材料性能等优点,而且还可以节省支模工序和模板数量、减少现场混凝土湿作业量、便于立体施工,具有“轻型大跨”、“... 详细信息

叠合板组合梁是在传统组合梁的基础上发展起来的一种新型组合结构,不仅具有传统组合梁承载力高、刚度大、可以充分发挥材料性能等优点,而且还可以节省支模工序和模板数量、减少现场混凝土湿作业量、便于立体施工,具有“轻型大跨”、“预制装配”以及“快速施工”等特点,已被广泛应用于多高层及大跨结构中。近年来,建筑火灾频发,火灾导致叠合板组合梁的极限承载力和抗弯刚度降低。为了定量计算火灾全过程叠合板组合梁的抗弯刚度和极限承载力,需要推导出与实际情况相符的计算公式。但查阅文献发现,虽然目前已经分别对整体式叠合板组合梁和分离式叠合板组合梁的抗火性能以及受火后试件的受力性能开展试验研究,但未对不同形式叠合板组合梁的抗火性能以及火灾后试件的受力性能进行对比分析,也未进行深入的理论分析。因此本文对已有试验研究进行对分析,在试验数据和有限元分析的基础上对火灾全过程叠合板组合梁的抗弯刚度和极限承载力的计算方法进行推导。得出主要结论如下:(1)火灾作用后整体式叠合板组合梁和分离式叠合板组合梁的破坏形态存在以下差异:a、整体式叠合板组合梁中钢筋搭接部位的混凝土养护时间较短,含水率高,经历高温作用后呈灰白色,表面酥松,存在明显裂缝,轻轻碰撞会导致混凝土剥落,而分离式叠合板组合梁中叠合板受火面均为浅粉色,表面存在网状细微裂缝。b、分离式叠合板组合梁中预制底板拼缝附近区域的新旧混凝土结合面水平开裂,而整体式叠合板组合梁中新旧混凝土结合良好,并未产生裂缝。c、火灾后分离式叠合板组合梁中预制底板表面裂缝很少,基本都是预制底板拼缝发生开裂;而整体式叠合板组合梁的叠合板板底及板侧裂缝分布密集,且细长,表明火灾后整体式叠合板组合梁整体性优于分离式叠合板组合梁且破坏时的脆性现象得到改善。(2)整体式叠合板组合梁是由于跨中纯弯段区域内叠合板板底的裂缝过宽导致试件不能继续承载,而分离式叠合板组合梁则是由于新旧混凝土结合面在竖向拼缝不断扩大的情况下发生粘结破坏,产生水平裂缝,最终在剪力作用下该水平裂缝斜向延伸至叠合板板顶,导致试件无法继续承载,试件发生破坏。可见,不同翼板形式的叠合板组合梁的破坏形态也存在明显差异。(3)荷载作用下,无论是整体式叠合板组合梁还是分离式叠合板组合梁,其常温下及火灾后的破坏形态基本相同。但受火后试件的混凝土强度退化,加载时混凝土所能承担的荷载占试件所能承担的总荷载的比例较小,导致试件出现新裂缝的荷载水平较低。此外,与分离式叠合板组合梁相比,虽然整体式叠合板组合梁的抗弯性能较好,但钢梁屈服后试件的变性能力较差。(4)利用ABAQUS软件对叠合板组合梁在热力-耦合作用下的温度场、竖向变形以及受火后在静力加载条件下的竖向变形进行数值模拟。结果表明,由模拟得出的荷载-挠度曲线和试件的温度分布规律与由试验所得出的结果基本一致,说明该模型具有较高的准确性与可行性。在此基础上,本文还利用该模型对不同受火时间后叠合板组合梁的变形进行数值分析,为后续的公式推导提供依据。(5)鉴于叠合板组合梁和传统组合梁构造的不同以及高温对材料性能的影响,在传统组合梁抗弯刚度和极限承载力计算方法的基础上进行推导与计算,提出了火灾全过程叠合板组合梁极限承载力和抗弯刚度的计算方法,计算结果与试验结果的误差在6%以内,说明该计算方法具有良好的计算精度。

关键词：叠合板组合梁抗火性能剩余承载力抗弯刚度 ABAQUS

基于声发射特征参数的玻纤格栅复合梁阻裂机理表征

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材料导报 2021年第22期35卷 22033-22038页

作者：周圣雄王威娜秦煜刘佳亮重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074 中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司重庆400023

为揭示玻纤格栅对复合梁弯曲开裂行为的阻裂机理,本工作开展基于声发射(AE)技术的带缝水泥混凝土板加铺沥青层结构的三点弯曲试验,通过声发射特征参数对比分析有无玻纤格栅夹层两类复合梁的弯曲断裂过程,探究试件损坏过程中AE参数演化特... 详细信息

为揭示玻纤格栅对复合梁弯曲开裂行为的阻裂机理,本工作开展基于声发射(AE)技术的带缝水泥混凝土板加铺沥青层结构的三点弯曲试验,通过声发射特征参数对比分析有无玻纤格栅夹层两类复合梁的弯曲断裂过程,探究试件损坏过程中AE参数演化特征,通过RA值和AF值分析了复合梁的断裂模式,并结合分形理论研究玻纤格栅对复合梁弯曲断裂特征的影响。研究结果表明:声发射特征参数可有效识别玻纤格栅的作用时期;玻纤格栅在荷载峰值后逐渐开始承受弯拉荷载,延缓了宏观裂缝的扩展,对复合梁的峰后持荷能力有明显提升作用,但承力时期滞后于沥青加铺对弯曲破坏荷载没有影响;玻纤格栅夹层的存在降低了复合梁拉伸破坏趋势,提高了复合梁弯曲破坏过程中的有序性,使复合梁中的微裂缝从产生、发展以及汇集成宏观裂缝至最终弯曲破坏的变化成为更加有序且渐近的过程,从而使该过程有明显的分形特征。

关键词：复合梁声发射加铺三点弯曲玻纤格栅断裂功分形

石英谐振加速度计振梁内部热应力的抑制方法研究

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遥测遥控 2023年第6期44卷 119-125页

作者：周圣翔王铎赵玉龙李村西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 中国人民解放军某部队北京100085

石英谐振加速度计具有抗干扰能力强、准数字输出和易于集成等优点,但温漂成为了制约其稳定性指标的关键因素。本文通过全石英无异质材料设计和热应力隔离结构方案有效抑制加速度计振梁内部产生的热应力。传感器敏感结构由惯性质量块、... 详细信息

石英谐振加速度计具有抗干扰能力强、准数字输出和易于集成等优点,但温漂成为了制约其稳定性指标的关键因素。本文通过全石英无异质材料设计和热应力隔离结构方案有效抑制加速度计振梁内部产生的热应力。传感器敏感结构由惯性质量块、铰链、固定基底和微谐振器组成,均采用石英晶体材料制备,且两个微谐振器呈差动布置可以通过差分对振梁内热应力进行部分抑制。通过微谐振器的四边形框架设计可以将工作环境中产生的热应力与振梁隔离,再对固定基底上的热应力敏感部分进行拓扑优化设计来抑制工作时从固定锚点处传递至振梁内部的热应力。本文对石英谐振加速度计进行了全温度下的有限元仿真计算分析,工作环境温度从室温到75℃,微谐振器振梁内部产生的热应力经优化后减少了99.41%以上。

关键词：石英谐振加速度计差动布置隔离结构温漂

基于电力线载波技术的白鹤梁水下照明控制系统

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人民长江 2014年第11期45卷 12-16,32页

作者：董建顺周圣上海交大海科(集团)有限公司上海200231 长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010

长江三峡库区白鹤梁水下照明工程是国内唯一投入使用的深水照明工程。在阐述电力线载波通讯最新技术成果的基础上,结合水下题刻文物保护工程的特点,提出了采用电力线载波通讯技术实施水下照明工程升级改造的方案,并验证了方案的可行性... 详细信息

长江三峡库区白鹤梁水下照明工程是国内唯一投入使用的深水照明工程。在阐述电力线载波通讯最新技术成果的基础上,结合水下题刻文物保护工程的特点,提出了采用电力线载波通讯技术实施水下照明工程升级改造的方案,并验证了方案的可行性。详细介绍了控制系统组成、电力线载波芯片和应用模块的原理、电力线载波通讯的组网结构特点、LED灯具等关键技术设备。可为今后水下照明工程设计提供参考。

关键词：电力线载波 LED灯水下照明照明控制系统白鹤梁题刻

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白鹤梁题刻水下保护体水环境监测设计

人民长江 2014年第12期45卷 31-33页

作者：周圣章荣发长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010

针对白鹤梁水下博物馆运行后,保护体内水质存在透明度变差、藻类大量繁殖、题刻表面滋生生物膜、灯饰以及不锈钢构件锈蚀等问题,设计试图通过采取水质监测技术,了解水下保护体内水环境,并找出影响水环境问题的主要因素,为后续治理积累... 详细信息

针对白鹤梁水下博物馆运行后,保护体内水质存在透明度变差、藻类大量繁殖、题刻表面滋生生物膜、灯饰以及不锈钢构件锈蚀等问题,设计试图通过采取水质监测技术,了解水下保护体内水环境,并找出影响水环境问题的主要因素,为后续治理积累数据。根据水质监测相关规范及已有科研和试验成果,充分考虑白鹤梁题刻保护体内水环境监测的实际需要,并参照国内外文物保护和水质监测标准和规范,详细论述了具体的监测内容和实施方案。

关键词：水下保护体水环境监测监测设计白鹤梁题刻