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新型封闭式复丝缠绕CFRP箍筋抗拉强度正交试验研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：宋岩超蒋济同中国海洋大学工程学院

提出了一种新型CFRP箍筋的制作工艺，设计并制作了新型封闭式复丝缠绕CFRP箍筋，特点是碳纤维复丝直接缠绕，避免了弯折处褶皱带来的箍筋抗拉强度弱的问题，改良了传统拉挤成型的FRP箍筋在弯折处的性能，并采用正交实验法分析弯折半径... 详细信息

提出了一种新型CFRP箍筋的制作工艺，设计并制作了新型封闭式复丝缠绕CFRP箍筋，特点是碳纤维复丝直接缠绕，避免了弯折处褶皱带来的箍筋抗拉强度弱的问题，改良了传统拉挤成型的FRP箍筋在弯折处的性能，并采用正交实验法分析弯折半径、复丝层数、箍筋宽度、混凝土强度对CFRP箍筋弯折处抗拉强度的影响。研究结果表明：复丝层数是影响新型封闭式复丝缠绕CFRP箍筋弯折处抗拉强度的最大因素，并且与箍筋弯折处抗拉强度成反比；其次箍筋宽度与弯折半径增加，箍筋抗拉强度增大，近似呈正相关线性关系；混凝土强度对箍筋弯折处抗拉强度影响不明显，无明显规律。结果表明，新型工艺与传统工艺相比，明显提高了抗拉强度，有良好的工程应用前景。

关键词：弯曲强度 CFRP箍筋正交试验箍筋工艺箍筋公式

基于ArcGIS Engine的风暴潮淹没适应气候变化策略辅助决策系统开发

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 142-153页

作者：廖琪江文胜中国海洋大学环境科学与工程学院海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100

本研究构建了基于ArcGIS Engine的风暴潮淹没适应气候变化策略辅助决策系统,将风暴潮淹没适应气候变化策略研究过程流程化和简单化,并提供7个面向用户开放的决策端口,辅助决策者做出科学的风暴潮淹没适应气候变化策略选择。以青岛市风... 详细信息

本研究构建了基于ArcGIS Engine的风暴潮淹没适应气候变化策略辅助决策系统,将风暴潮淹没适应气候变化策略研究过程流程化和简单化,并提供7个面向用户开放的决策端口,辅助决策者做出科学的风暴潮淹没适应气候变化策略选择。以青岛市风暴潮淹没为例的系统应用,进一步验证了该系统能够切实提高研究过程的分析效率,为中国沿海地区的适应风暴潮灾害提供技术支持。

关键词：适应气候变化辅助决策系统 ArcGIS Engine 风暴潮淹没

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树脂预浸技术提升CFRP-混凝土界面力学性能研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：房恩惠杨树桐庞瑞阳孙忠科兰天中国海洋大学工程学院

碳纤维增强复合材料（CFRP）已广泛应用到混凝土结构加固工程中，但CFRP-混凝土界面常因为表层混凝土薄弱区的过早破坏影响加固效果。鉴于此，本文采用不同浓度树脂预浸（RPC，Resin Pre-coating）溶液对混凝土表面进行预浸处理以增强... 详细信息

碳纤维增强复合材料（CFRP）已广泛应用到混凝土结构加固工程中，但CFRP-混凝土界面常因为表层混凝土薄弱区的过早破坏影响加固效果。鉴于此，本文采用不同浓度树脂预浸（RPC，Resin Pre-coating）溶液对混凝土表面进行预浸处理以增强其表层力学性能。分析并阐明了体积浓度为10-50vol%RPC溶液处理混凝土表面对CFRP-混凝土界面承载力、界面应力分布及粘结-滑移关系等的影响规律及其增强机理。结果表明，RPC处理可以使环氧树脂有效渗入混凝土表层的微裂缝和孔洞，固化后的环氧树脂与混凝土之间形成机械咬合作用，能有效提高CFRP-混凝土界面力学性能，改善界面破坏形式。针对本文试验的C40混凝土，采用体积浓度为30vol%的RPC溶液处理，可以有效避免混凝土过早破坏，使胶层强度得到充分利用，界面极限承载力较未经RPC处理的对照组提高了78.4%，界面抗剪强度和界面剪切断裂能分别提高了71.1%和3.66倍。

关键词：树脂预浸技术(RPC技术) 表面处理界面增强 CFRP-混凝土界面外贴法

OPC-MCA固化剂对盾构废泥的固化性能及其微观作用机制研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1492-1508页

作者：张恒根王卫华邓声贵何昊刘涛山东省海洋环境与地质工程重点实验室中国海洋大学山东青岛266100 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科技中心海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

通过添加高炉矿渣(GGBS)、脱硫石膏(FGDG)、铝酸钙粉、生石灰和明矾到普通硅酸盐水泥P.O42.5(OPC)中,制备一种新型盾构废泥改良材料OPC-MCA。首先,通过正交测试法确定OPC-MCA中各原料的最优配比。然后,使用该材料和OPC在10%~40%的掺量... 详细信息

通过添加高炉矿渣(GGBS)、脱硫石膏(FGDG)、铝酸钙粉、生石灰和明矾到普通硅酸盐水泥P.O42.5(OPC)中,制备一种新型盾构废泥改良材料OPC-MCA。首先,通过正交测试法确定OPC-MCA中各原料的最优配比。然后,使用该材料和OPC在10%~40%的掺量下处理芜湖市城南过江隧道工程产生的盾构废泥,并检测不同固化时间(3、7、28 d)下的抗压强度。最后,采用扫描电镜(SEM)、工业CT系统和X射线衍射(XRD)观察和分析固化后废泥试样的微观形貌、孔隙和裂纹特征以及矿物成分变化。研究结果表明:OPCMCA的最优材料配比为51%OPC、32%GGBS、8%FGDG、5%铝酸钙粉、3%生石灰、1%明矾;OPCMCA对芜湖盾构废泥的固化能力比OPC的强,在低掺量情况下更是如此;固化剂掺量和固化时间的增加会导致试样强度增加、脆性增强,并使部分试样转变为拉伸破坏;在OPC-MCA固化的试样中检测到了OPC固化试样中未检测到的水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和单硫型硫铝酸盐(AFm),并且钙矾石(AFt)含量也更高;在同等掺量下,OPC-MCA固化试样中大尺寸孔隙的比例以及孔隙的总体积均比OPC固化试样的小。

关键词：盾构废泥固化剂 CT扫描力学性能反应机理

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仿生机器鱼步态控制及闭环运动控制方法综述

中国舰船研究 2024年第1期19卷 29-45页

作者：王文谦马鹏磊李广浩许传新姚兵刘贵杰中国海洋大学工程学院山东青岛266404

鱼类所具有的推进效率高、机动性强、环境扰动小等优点引发了国内外学者对仿生机器鱼的研究。底层步态控制方法和闭环运动控制方法是当前机器鱼控制研究的两大热点。按照推进模式的分类方法概述各类机器鱼的样机研制情况以及其性能优劣... 详细信息

鱼类所具有的推进效率高、机动性强、环境扰动小等优点引发了国内外学者对仿生机器鱼的研究。底层步态控制方法和闭环运动控制方法是当前机器鱼控制研究的两大热点。按照推进模式的分类方法概述各类机器鱼的样机研制情况以及其性能优劣,介绍机器鱼的推进机理及其水动力学研究进展,进而重点探讨轨迹逼近方法和中枢模式发生器这2种底层步态控制思路,综述机器鱼的典型闭环运动控制方法。中枢模式发生器具有更强的灵活性、稳定性和可操作性,易于引入反馈项而实现闭环控制,在机器鱼底层步态控制中占主导地位。针对机器鱼的显著特点改进后的基于学习的控制方法与多种方法相结合后的混合控制方法具有更为广阔的发展前景,符合仿生机器鱼智能化的发展方向。根据工作条件和运动要求建立合理的步态控制系统以及准确高效的闭环运动控制系统可提高机器鱼的整体性能。

关键词：仿生机器鱼动力学建模步态控制闭环运动控制

嘌呤降解酶的反向虚拟筛选、重组表达及活性表征

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食品工业科技 2024年

作者：刘瑜张鑫鑫王睿孟祥红中国海洋大学食品科学与工程学院

为开发可用于食品领域的新型嘌呤降解酶，本研究采用反向虚拟筛选技术和分子对接技术，筛选具有潜在嘌呤降解活性的酶，对该酶进行克隆表达、纯化及活性验证，并探究其降解嘌呤的最优反应条件。结果表明，由反向虚拟筛选平台PharmMappe... 详细信息

为开发可用于食品领域的新型嘌呤降解酶，本研究采用反向虚拟筛选技术和分子对接技术，筛选具有潜在嘌呤降解活性的酶，对该酶进行克隆表达、纯化及活性验证，并探究其降解嘌呤的最优反应条件。结果表明，由反向虚拟筛选平台PharmMapper筛选得到的二氢乳清酸酶和腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤和黄嘌呤的对接结合能分别为-7.3 kcal/mol、-6.9 kcal/mol、-7.6 kcal/mol、-8.8 kcal/mol，对接结果最好。经克隆表达获得分子量为41 kDa的二氢乳清酸酶，其催化鸟嘌呤降解的最适条件为pH 8.0，25 ℃，在Zn2+（0.5 mmol/L）催化下，可降解46.1%的鸟嘌呤。因此，本研究发现二氢乳清酸酶具有一定的鸟嘌呤降解活性，并确定了其降解鸟嘌呤的最佳反应条件，为其在食品嘌呤降解中的应用奠定基础。

关键词：反向虚拟筛选分子对接克隆表达鸟嘌呤降解

亲水胶体调控全牡蛎-大豆分离蛋白热诱导凝胶的形成机制

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食品工业科技 2024年

作者：蔡梦婷刘荔黄若楠孙学宁曾名湧中国海洋大学食品科学与工程学院

为了更有效地利用牡蛎资源，并为牡蛎凝胶制品提供新的可行途径，本文系统分析了全牡蛎-大豆分离蛋白(SPI)复合凝胶的凝胶机理，梳理了亲水胶体调控热诱导凝胶形成的关键因素及其对热不可逆复合凝胶形成机制的影响。研究了不同比例的魔... 详细信息

为了更有效地利用牡蛎资源，并为牡蛎凝胶制品提供新的可行途径，本文系统分析了全牡蛎-大豆分离蛋白(SPI)复合凝胶的凝胶机理，梳理了亲水胶体调控热诱导凝胶形成的关键因素及其对热不可逆复合凝胶形成机制的影响。研究了不同比例的魔芋葡甘聚糖(KGM)/κ-卡拉胶(κ-C)(0:5、2:3、1:1、3:2、4:1、5:0)和不同添加量的Ca(OH)2(0.4%、0.6%、0.8%、0.9%、1.0%)制备的全牡蛎-大豆分离蛋白(SPI)复合凝胶的流变特性、凝胶强度、红外光谱、分子相互作用力和微观结构等。温度扫描、频率扫描等相关流变学实验结果表明，随着KGM/κ-C比例和Ca(OH)2添加量的增加，热诱导复合凝胶的凝胶特性显著改善，表现为胶凝点升高和类固体属性增强。结合红外光谱、分子力和凝胶强度的分析结果表明，复合凝胶的凝胶特性改善主要归因于通过氢键的分子间作用力的增强。最后，通过电镜扫描观察到，复合凝胶的微观结构变得更加致密。在不同条件下，以KGM/κ-C比例为3:2(m/m)和Ca(OH)2添加量为0.8%(m/v)时制备的凝胶性能表现最佳。

关键词：亲水胶体热诱导凝胶牡蛎凝胶特性微观结构

固体基底辅助增强水下原位LIBS探测技术研究及试验验证

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光学学报 2024年

作者：郭金家秦云鹏隋明达张泽迎韩建文卢渊程凯田野叶旺全中国海洋大学信息科学与工程学部

激光诱导击穿光谱技术（Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）在水下原位探测过程中受水体影响、特别是在深海环境受到水体压力影响，存在连续背景强、特征谱线展宽严重、信号较弱的问题，亟需简单方便、适应于水下原位的增强... 详细信息

激光诱导击穿光谱技术（Laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）在水下原位探测过程中受水体影响、特别是在深海环境受到水体压力影响，存在连续背景强、特征谱线展宽严重、信号较弱的问题，亟需简单方便、适应于水下原位的增强方法。针对此需求，本论文对基于固体基底辅助增强方法在实际应用的可行性进行了试验验证。本工作研制了一套固体基底辅助增强模块，并将该模块与水下LIBS系统相结合，先后开展了实验室、浅海和深海测试。实验室实验对不同基底的增强效果进行了比较，优选硅基底作为增强材料，并进一步对连续工作条件下的增强效果进行了验证。浅海和深海测试都证明了该方法在水下原位测量中的有效性，在浅海条件下，硅基底辅助原位探测可以获得6倍以上的增强效果，单个基底靶的增强效果能持续30分钟以上。1503 m深海条件下，铁基底辅助原位探测可以获得5倍的增强效果。海试试验、特别是深海试验的成功，为深海LIBS水体探测原位增强提供了一种方便、高效的方法。

关键词：激光诱导击穿光谱技术基底辅助增强水下原位深海海试

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黄水河下游地区地下水化学特征及演化规律

海洋湖沼通报（中英文） 2024年第4期46卷 42-52页

作者：刘贯群李熊张淑琪中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100

选取黄水河下游地区为典型研究区,综合水文地质条件等资料,运用数理统计分析、水质图解法、饱和指数计算和反向水文地球化学模拟等方法对该地区地下水水化学组分进行分析,深入了解研究区地下水的水化学特征及演化规律。结果表明:(1)研... 详细信息

选取黄水河下游地区为典型研究区,综合水文地质条件等资料,运用数理统计分析、水质图解法、饱和指数计算和反向水文地球化学模拟等方法对该地区地下水水化学组分进行分析,深入了解研究区地下水的水化学特征及演化规律。结果表明:(1)研究区地下水主要为淡水和微咸水,地下水组分中阳离子以Ca^(2+)、Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_(3)^(-)和Cl^(-)为主。研究区由东南向西北方向,TDS和Cl浓度均逐渐升高,水质由淡水逐渐向微咸水转化,地下水的优势阴离子类型沿着HCO_(3)·SO_(4)→HCO_(3)→HCO_(3)·Cl→Cl变化。(2)碳酸盐岩、蒸发岩和硅酸盐的风化溶解是本区地下水中主要的水文地球化学过程;还存在正向阳离子交替吸附作用。(3)反向水文地球化学模拟结果进一步定量验证了中上游地下水水化学组分主要受到岩石风化作用的控制。下游地下水主要受到海水入侵的影响,同时在海水入侵的作用下发生了阳离子交换。

关键词：黄水河水化学特征反向地球化学模拟岩石风化作用阳离子交换作用成因分析

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