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冻融环境下蒸养混凝土声发射试验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第8期51卷 41-46页

作者：陈波陈家林强晟郑永杰河海大学水利水电学院南京210098 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 中国建筑第七工程局有限公司郑州450004

为研究蒸养混凝土在冻融环境下的强度性能,在5种冻融工况(0,50,100,150和200次冻融循环)下测试了蒸养混凝土的抗压强度,并分析了强度损失率与冻融次数之间的关系.在此基础上,基于声发射信号参数研究了冻融环境下蒸养混凝土损伤的演化规... 详细信息

为研究蒸养混凝土在冻融环境下的强度性能,在5种冻融工况(0,50,100,150和200次冻融循环)下测试了蒸养混凝土的抗压强度,并分析了强度损失率与冻融次数之间的关系.在此基础上,基于声发射信号参数研究了冻融环境下蒸养混凝土损伤的演化规律和过程,以及蒸养混凝土的破裂类型和裂缝发展形式.结果表明,不同冻融工况下的强度损失率范围为4.23%~41.94%.声发射参数的结果显示:冻融环境会加快蒸养混凝土由脆性向延性特征的转变;声发射源的总数量随着冻融次数的增加而减少,冻融200次后的声发射源数量比0次下降了22.26%;蒸养混凝土张拉破裂值所占的比例随冻融次数的增加而降低,最大下降幅度达80.23%;冻融环境能够降低声发射b值的峰值,冻融200次后蒸养混凝土b值的峰值降低了0.18.

关键词：蒸养混凝土冻融环境抗压强度声发射损伤

考虑替代率影响的再生混凝土基本力学性能及损伤机制研究

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考虑替代率影响的再生混凝土基本力学性能及损伤机制研究

作者：郑永杰华北水利水电大学

学位级别：硕士

以学校内翻修拆除的废弃混凝土路面为再生粗骨料来源,开展了以设计强度为C20、C30、C40准静态加单轴压缩试验,获得5种不同再生骨料替代率水平下的应力—应变全曲线;并以设计强度为C30,选取替代率为0%、50%、100%,开展了动态应变率(4个... 详细信息

以学校内翻修拆除的废弃混凝土路面为再生粗骨料来源,开展了以设计强度为C20、C30、C40准静态加单轴压缩试验,获得5种不同再生骨料替代率水平下的应力—应变全曲线;并以设计强度为C30,选取替代率为0%、50%、100%,开展了动态应变率(4个应变率水平)下再生混凝土单轴压缩应力—应变全曲线试验。研究再生骨料替代率和动态应变率对混凝土单轴受压基本力学性能的影响规律。结合细观统计损伤理论,考虑混凝土材料的细观非均质性,揭示骨料替代率及动态应变率效应对再生混凝土细观损伤演化机制的影响。结果表明:不同替代率和应变率下应力—应变全曲线具有相似的形态,包含上升与下降两个阶段;准静态加载时,再生骨料替代率对混凝土宏观应力—应变行为影响显著,随着替代率的增大,3个设计强度表现出相同规律,峰值应力和弹性模量先减小后增大,当设计强度为C20时,峰值应变单调递增,设计强度为C30和C40时峰值应变先增大后减小;动态加载时,动态应变率对再生混凝土的宏观应力—应变行为影响显著,随着应变率的增大,3个替代率水平表现出相同的规律,峰值应力和弹性模量单调递增,峰值应变整体上线性减小。除了应变率为10-2/s试件变形破坏迅速且破坏时伴随有爆裂声和细碎混凝土迸溅,剩余的试验变形破坏特征基本相同,整个变形破坏过程呈现均匀损伤和局部破坏两阶段特征。利用统计损伤模型能够定量分析混凝土细观损伤演化过程,考虑断裂和屈服两种细观损伤模式,区分峰值名义应力状态和临界状态。随着再生骨料替代率和应变率的增大,表征细观损伤非均质演化过程的特征参数呈现出明显规律性的变化,与内部化学物理机理、宏观非线性本构行为之间表现出良好的—致性。屈服损伤模式在整个过程中起到关键的作用。

关键词：再生混凝土替代率单轴压缩应变率效应统计损伤理论细观损伤机制

冻融循环作用下相变材料改良黄土路基物理力学特性研究

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冻融循环作用下相变材料改良黄土路基物理力学特性研究

作者：郑永杰太原理工大学

学位级别：硕士

黄土是一种多孔的有柱状节理的偏黄色粉性土,这一特性导致其易遭受冻融循环的影响。长期以来,由于冻融产生的不利影响,包括路基冻胀、融沉等,对于此类破坏,仅仅通过面层修补无法从根本上改变道路的状况,必须对其路基内部进行处理。在冻... 详细信息

黄土是一种多孔的有柱状节理的偏黄色粉性土,这一特性导致其易遭受冻融循环的影响。长期以来,由于冻融产生的不利影响,包括路基冻胀、融沉等,对于此类破坏,仅仅通过面层修补无法从根本上改变道路的状况,必须对其路基内部进行处理。在冻融循环和荷载作用下,路基土性质会发生变化,路基性能受到影响。目前,针对路基的冻胀问题,许多科研人员结合工程实际,提出了不同的防冻胀措施,总结起来,主要分为:①以控制路基温度为目的的保温措施,②以减小路基含水率为目的的防排水措施,③以降低路基填料冻胀敏感性为目的的土质改性措施。虽然这些方法在季节性冻土区得到了广泛应用,但是在对黄土路基的防冻胀措施上还尚存在局限性,且没有系统性的研究出何种方法更加适用黄土类型。本文希望采用一种新的方式来代替传统方法,鉴于此,本文将通过采用相变材料(PCM,Phase change material)来解决黄土路基冻融产生的不利影响,在此基础上对其作更深入的研究。本文以山西省土壤作为研究对象,主要在以下几个方面进行研究并得出结论:(1)通过现场调查取土场的土样,进行常规土工试验测其基本物理性质,试验分析结果认为该土样为低液限粉质粘土。通过掺入两种PCM来研究黄土改良后的性能,首先从微观角度分析认为PCM对黄土的改良主要为物理作用,然后采用击实试验研究不同相态、掺量的PCM对黄土最优含水率和最大干密度的影响,得出结论:掺入液体石蜡改良黄土最大干密度随掺量的增加先增大后减小,最优含水率随掺量的增加不断减小;掺入相变微胶囊改良黄土最大干密度随掺量的增加不断减小,最优含水率随掺量的增加不断增大。(2)系统研究在冻融循环作用下PCM改良黄土物理特性和静力特性,研究抗压强度随相变材料掺量、相态的变化规律,并分析冻融循环次数、冻融温差等因素对改良黄土抗压强度的影响,得出物理特性和静力学相关结论:PCM改良黄土经冻融后物体表面析出的冰渍少于天然黄土,两种改良黄土的无侧限抗压强度随冻融循环次数的增加不断下降,并且在第一天时下降幅度最大,在第三天后强度下降趋势逐渐趋于稳定。PCM改良黄土随着冻融温差的增加强度逐渐减弱。此外,掺入PCM后改良黄土的无侧限抗压强度均得到了较大提升,与天然黄土相比,掺入8%液体石蜡和5%相变微胶囊可分别提高强度2.7倍和2.9倍。随着冻融循环次数的增加PCM改良黄土质量不断降低,这也可能是其强度不断下降的原因。综上,PCM对路基黄土具有改良作用,提高黄土路基强度可以通过添加PCM来实现。(3)系统研究在冻融循环作用下PCM改良黄土的动力特性,研究不同围压、循环动应力以及冻融循环次数对改良黄土的动回弹模量的影响,最后综合试验结果得到不同情况下两种PCM的最优掺量。本文认为,若综合考虑强度和动回弹模量因素,可选择8%掺量的液体石蜡来进行改良,在实际工程中,需要充分考虑不同因素,选择适合的相变材料来进行改良。另外,得出动力学相关结论:PCM改良黄土动回弹模量随围压增大而增大,随循环应力增大而减小,且回归关系曲线接近于线性;动回弹模量随着冻融循环次数增加不断下降,在经过第一次冻融循环后会有一个大幅下降,在第三次以后会逐渐趋于稳定。试验结果认为提高围压和降低循环应力可以降低冻融循环对PCM改良黄土结构的劣化作用。

关键词：相变材料改良黄土冻融循环击实特性无侧限抗压强度动回弹模量微观特性

费马点的数学文化意蕴——浙教版“寻找并验证费马点”的设计思考与实践

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教学月刊（中学版）（教学参考） 2014年第9期 44-47页

作者：郑永杰楼婷杭州市翠苑中学

一、教学立意中国画论有“意在画先”一说，课堂教学的设计也是一个意在教先、以意统教的过程．费马点是2006年版浙江课程实验教材数学八下4．2.3课后的设计题，它是以实际问题为背景呈现出来的．假设点A，B，c表示三个村庄，要选一处... 详细信息

一、教学立意中国画论有“意在画先”一说，课堂教学的设计也是一个意在教先、以意统教的过程．费马点是2006年版浙江课程实验教材数学八下4．2.3课后的设计题，它是以实际问题为背景呈现出来的．假设点A，B，c表示三个村庄，要选一处建车站，使车站到三个村庄的公路路程的和最短，若不考虑其他因素，那么车站应建在费马点上．

关键词：费马点设计题文化意蕴数学浙教版实践验证课堂教学

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减小航空火箭弹散布方法的研究及其优化

减小航空火箭弹散布方法的研究及其优化

作者：郑永杰南京理工大学

学位级别：硕士

本文在精确的六自由度运动方程的基础上，建立了计算航空火箭弹散布的优化模型。分别研究了双推力加速度，转速规律和尾翼延时张开，对地面火箭弹和航空火箭弹散布的影响，以及减小航空火箭弹散布的机理。综合利用双推力加速度，转速规... 详细信息

本文在精确的六自由度运动方程的基础上，建立了计算航空火箭弹散布的优化模型。分别研究了双推力加速度，转速规律和尾翼延时张开，对地面火箭弹和航空火箭弹散布的影响，以及减小航空火箭弹散布的机理。综合利用双推力加速度，转速规律，同时采用内点罚函数法和powell共轭方向法，对航空火箭弹的主要参数进行优化设计，实现了大幅度减小航空火箭弹散布的目的，得到了一些有应用价值的结论。

关键词：弹道学优化方法航空火箭弹散布

分组式电空制动与空气制动列车纵向冲动比较研究

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分组式电空制动与空气制动列车纵向冲动比较研究

作者：郑永杰大连交通大学

学位级别：硕士

随着铁路运输发展,重载技术越来越受到重视。在各国相继开行重载货物列车的情况下碰到了诸多技术问题,特别是较大的纵向冲动问题。列车纵向动力学性能恶化严重影响行车安全并成为进一步提升列车载重的掣肘。制动系统作为列车的重要组成... 详细信息

随着铁路运输发展,重载技术越来越受到重视。在各国相继开行重载货物列车的情况下碰到了诸多技术问题,特别是较大的纵向冲动问题。列车纵向动力学性能恶化严重影响行车安全并成为进一步提升列车载重的掣肘。制动系统作为列车的重要组成部分,其性能的好坏是影响列车纵向冲动的关键。空气制动系统在长期的研究和发展中逐渐完善,但其无法满足当今重载列车的发展需求,而国外应用的ECP制动技术在我国无法实现。为了既能适应我国货物列车发展现状又能减缓列车纵向冲动,分组式电空制动系统是目前正在讨论的一种新型制动方式,应用该制动系统不需要对现有车辆结构进行大面积改造,只需要在列车部分车辆中加入一套电控排气装置即可。本文利用由大连交通大学开发的TABLDSS仿真系统研究了应用分组式电空制动系统制动时电控排气装置动作方式、各车辆制动缸活塞产生有效压力时间以及缓解工况下对列车纵向冲动影响。通过计算C64A、C70、C80三种类型列车进行减速制动、常用全制动、紧急制动时应用空气制动系统和分组式电空制动系统下的纵向冲动和制动距离,得到分组式电空制动系统对不同类型不同载重列车的优越性。列车在实际运行过程中会受到外界不可控因素的影响,本文也探讨了在外界可变因素存在下万吨C80型列车应用空气制动系统和分组式电空制动系统进行常用全制动时对列车纵向冲动影响。研究表明,不同类型、不同载重列车在平道上进行调速制动、常用全制动和紧急制动时应用分组式电空制动系统均可以减小纵向冲动,其中电空随机4s制动方式比电空顺序1000m/s制动方式对减小列车车钩力效果更好,但分组式电空制动系统对列车缓解工况不起作用。在调速制动工况下分组式电空制动系统对C80型列车影响最大,对各车型车钩力均可以减小23%以上;常用全制动工况下分组式电空制动系统对C70型列车影响最大,对各车型车钩力均可以减小50%以上;紧急制动工况下分组式电空制动系统对C80型列车影响最大,对各车型车钩力均可以减小15%以上。在调速制动和常用全制动工况下分组式电空制动系统可以减小15%以上的制动距离,但紧急制动时对制动距离减小效果影响很小。当列车受到坡道、车钩间隙、列车管压力梯度影响时均会使得纵向冲动更加剧烈,但即使在最恶劣工况下应用分组式电空制动系统对C80型万吨列车也可以使车钩力分别最少减小20%、60%、55%。分组式电空制动系统适合长大重载列车以减小纵向冲动为目标的制动系统设计。

关键词：重载列车仿真建模分组式电空制动系统制动距离车钩力

浙南山地型乡村景观风貌提升研究——以泰顺上村为例

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浙南山地型乡村景观风貌提升研究——以泰顺上村为例

作者：郑永杰浙江农林大学

学位级别：硕士

近年来随着美丽乡村的建设成为社会各界关注的重点,乡村建设在全国各地如火如荼地开展。目前山地型乡村普遍存在景观资源丰富却保护利用不足,乡村景观缺乏乡土特色,乡村的整体景观风貌较差的问题,因此,在美丽乡村的建设背景下,针对如何... 详细信息

近年来随着美丽乡村的建设成为社会各界关注的重点,乡村建设在全国各地如火如荼地开展。目前山地型乡村普遍存在景观资源丰富却保护利用不足,乡村景观缺乏乡土特色,乡村的整体景观风貌较差的问题,因此,在美丽乡村的建设背景下,针对如何提升山地型乡村的景观风貌,建设山地型美丽乡村开展研究具有重要的理论意义与实践意义。论文的研究首先对我国乡村建设的社会背景和政策背景、乡村景观风貌营造存在的普遍问题以及山地型乡村景观风貌提升的需求进行了梳理总结,对国内外有关乡村建设的研究情况进行概述,肯定了山地型乡村风貌提升研究的意义,明确了研究的内容与方法。随之对相关概念与基础理论进行阐述,分析了乡村景观风貌的构成要素与乡村的空间结构;其次,对浙南地区温州市域内的八个山地型乡村进行现状调查分析并提出景观风貌提升的策略与方向,最后,文章以泰顺上村为例,对泰顺上村景观风貌的提升设计进行实践研究,将理论应用于实践,并对研究成果做进一步的总结与展望。文章通过对八个浙南山地型乡村进行现状的调研分析总结得出,总体上乡村的景观格局不佳,自然景观层面中山林水体景观保护利用不足,绿地景观建设较差,人工景观层面中农田、果林景观风貌不佳、建筑风貌混乱、场所空间荒废以及文化景观层面中乡村文化保护传承不足的主要问题。根据调查分析总结得出的问题阐述了修复完善景观格局的重要性并分别从三个层面论述了提升景观风貌的策略,在自然景观层面,提出保护、修复、利用山林景观与水体景观,重视绿地的建设;在人工景观层面,提出塑造良好的农田、果林风貌;对建筑提出风格的引导、改造与保护利用;对乡村的场所空间进行合理的设计;在文化景观层面,对文化景观的保护传承提出建议;此外,文章还提出了自然景观主导型乡村以梳理自然山水景观为主,人文景观主导型乡村以塑造当地特色人文景观为主的景观风貌提升建议,为建设具有当地乡土文化气息、人居环境优美的浙南山地型美丽乡村提供了一定的参考借鉴意义。

关键词：山地型乡村景观风貌浙南提升策略

基于转录组和VIGS技术发掘棉花抗黄萎病相关基因

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基于转录组和VIGS技术发掘棉花抗黄萎病相关基因

作者：郑永杰南京农业大学

学位级别：硕士

棉花是世界性重要的纤维和油料作物。棉花黄萎病是由真菌大丽轮枝菌引起的土传病害。其广泛发生在产棉国家,严重危害纤维的产量和品质。选育抗黄萎病棉花品种是控制棉花黄萎病菌最经济、环保和有效的途径。研究棉花黄萎病菌侵染后的表达... 详细信息

棉花是世界性重要的纤维和油料作物。棉花黄萎病是由真菌大丽轮枝菌引起的土传病害。其广泛发生在产棉国家,严重危害纤维的产量和品质。选育抗黄萎病棉花品种是控制棉花黄萎病菌最经济、环保和有效的途径。研究棉花黄萎病菌侵染后的表达谱,明确棉花抗病相关基因的作用机理,发掘抗病基因与育种利用是近年来棉花抗病遗传育种研究的热点。目前对棉花抗黄萎病的分子机制缺乏全面系统的理解和认识,本研究利用高通量测序的数字基因表达谱技术,分析并比较海岛棉抗病品系'Hai7124'接菌后和正常生长两种状态下,不同发育时期基因表达谱的差异,理解抗黄萎病信号通路并筛选抗性相关基因,为揭示棉花抗黄萎病分子机制并用于抗病育种研究利用奠定基础。主要结果如下:选择抗黄萎病品系'Hai7124'接种黄萎病菌,分别在接种Oh、24h、48h、96h和144h后取根部作为处理样本,以未受病菌侵染的相同发育时期棉花作为对照CK。提取供试样本RNA,利用高通量转录组测序技术RNA-Seq进行数字表达谱测序分析。供试的9个文库平均每个文库获得的原始Tag数在690万到750万,Tag种类数在40万到49万之间。去杂后Clean Tag数在660万到730万之间,包含19万以上的Tag种类,表明测序质量较高,数据可信度较好,可用于后续分析。以雷蒙德氏棉作为参考基因数据库,平均每个文库中有57%-60%的标签被唯一定位到基因上。进一步统计转录组中基因的表达水平,得到27000个基因的表达数据,占雷蒙德氏棉基因数目的73%。比较海岛棉抗病品系'Hai7124'接菌后和正常生长两种状态下基因表达谱差异,共获得14846个基因在棉花接菌过程中差异表达。随机选取了 12个表达模式不同的基因进行qRT-PCR检测,其相关系数为R2=82.96%。,表明表达谱和qRT-PCR结果基本吻合,可进行后续的分析。差异基因的GO功能富集分析表明,它们主要参与植物生理活动的调控、细胞信号传导、对植物激素刺激的响应和应对外界的刺激反应等方面。其中参与植物生理生长相关基因在对照组中主要集中在48h和96h高表达,而在接菌处理后则主要集中在96h和144h高表达。研究也发现在接菌处理后富集到大量对外界刺激反应优势表达的基因。上述结果表明接菌后植物的生长发育延迟,并且激活了与抗病反应相关的基因优势表达以应对病原菌的入侵。富集分析表明参与植物抗病反应的基因主要包括类受体激酶、激素信号路径相关基因、木质素合成路径相关基因及转录调控基因。为了进一步明确受黄萎病诱导优势表达的抗病相关基因功能,我们选取了 3个类受体激酶(RLK)基因通过VIGS技术进行功能验证。分别构建沉默RLK1-3基因的沉默表达载体PTRV2-RLK1-3,接种抗病材料海7124。沉默目标基因后,接种黄萎病菌V991。接种12天后,开始表现黄萎病菌侵染症状。连续4周调查不同处理的黄萎病菌感染后病叶数,结果表明沉默RLK2后没有表现明显的感病表型。而沉默RLK1和RLK3的棉花幼苗真叶表现严重的黄化、萎蔫和脱落等典型的黄萎病感病症状。与对照海7124的病叶率(28%)相比,沉默pTRV2-RLK1和pTRV2-RLK3的病叶率分别达到了 72%和65%,二者存在极显著的差异。说明RLK1和RLK3表达下降严重降低棉花对黄萎病的抗性。

关键词：海岛棉黄萎病表达谱测序抗病通路抗病基因

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高效有机吸附膜数学模型的建立及应用

哈尔滨工业大学学报 2006年第11期38卷 1844-1846页

作者：郑永杰孙德智赵新许凤哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090 齐齐哈尔大学化学与化学工程学院黑龙江齐齐哈尔161006

采用自行合成的有机吸附膜富集净化水中微量有机污染物,依据有机吸附膜对水中有机污染物物理吸附的过程,在大量测试数据基础上建立高效有机吸附膜吸附饮用水中氯仿的数学模型,并用统计方法求取了模型中的参数.应用此模型研究了萃取时间... 详细信息

采用自行合成的有机吸附膜富集净化水中微量有机污染物,依据有机吸附膜对水中有机污染物物理吸附的过程,在大量测试数据基础上建立高效有机吸附膜吸附饮用水中氯仿的数学模型,并用统计方法求取了模型中的参数.应用此模型研究了萃取时间、水样中氯仿的本底质量浓度和高效有机吸附膜厚度等对萃取效率的影响.通过有机吸附膜对模拟饮用水中氯仿的吸附实验,证明该模型能较准确地模拟高效有机吸附膜吸附氯仿的过程,模型计算数据与实验数据吻合较好.

关键词：数学模型吸附膜吸附饮用水深度处理