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基于绝对加速度观测量的地震动时程及结构参数识别研究

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地震工程与工程振动 2024年第5期44卷 118-124页

作者：贺佳李静贤张肖雄湖南大学土木工程学院湖南长沙410000 风工程与桥梁工程湖南省重点实验室湖南长沙410000

针对未知地震作用下框架结构的参数识别问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的地震动时程反演与结构参数识别方法。首先,将首层底板的层间边界力视作未知外激力,利用未知激力下的EKF算法识别此未知激励以及... 详细信息

针对未知地震作用下框架结构的参数识别问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的地震动时程反演与结构参数识别方法。首先,将首层底板的层间边界力视作未知外激力,利用未知激力下的EKF算法识别此未知激励以及其余层的剪切刚度;其次,采用傅里叶变换,从绝对加速度时程中获取结构基频,进而根据特征方程识别首层刚度系数;最后,基于识别的结构参数,进一步修正未知边界力,并结合Newmark-β法反演地震加速度时程。文中通过5层框架模型数值算例和振动台试验验证了本文算法的有效性。

关键词：地震动时程反演结构参数识别扩展卡尔曼滤波绝对加速度观测量

基坑开挖坑底土拱效应离心模型试验及数值分析

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岩土工程学报 2024年第9期46卷 1936-1944页

作者：吴楷陈仁朋孟凡衍王瀚霖程红战湖南大学地下空间先进技术研究中心湖南长沙410082 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙410082

基坑开挖会导致坑底产生土拱效应。与活动门上方土拱效应相比,基坑底土拱效应发展方向与土体自重应力方向相同且具有不同的力-位移边界条件。为探究土拱效应影响下基坑底土体竖向应力和回弹变形等力学响应,开展了干砂地层基坑开挖离心... 详细信息

基坑开挖会导致坑底产生土拱效应。与活动门上方土拱效应相比,基坑底土拱效应发展方向与土体自重应力方向相同且具有不同的力-位移边界条件。为探究土拱效应影响下基坑底土体竖向应力和回弹变形等力学响应,开展了干砂地层基坑开挖离心模型试验,并同时进行了不同开挖深度和宽度的多工况下数值分析。研究表明,基坑底地层存在差异变形和应力转移现象,证明了坑底土拱效应的存在;基坑底存在松动区和土拱区,松动区内土体相对密实度明显下降,土拱区以下地层回弹量仅占坑底总回弹量的20%;开挖深度和宽度是影响坑底土拱效应形成-演化的关键因素,二者与松动区和土拱区高度呈正相关。研究结论可为预测基坑开挖导致的地层响应和下方既有地下结构变形控制提供支撑。

关键词：基坑开挖土拱效应离心模型试验数值分析

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土压平衡盾构渣土改良泡沫发生性能试验

中国公路学报 2024年第1期37卷 154-164页

作者：王斌王树英郑响凑中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学隧地工程研究中心湖南长沙410075 中南大学轨道交通工程结构防灾减灾湖南省重点实验室湖南长沙410075

泡沫性能对于土压平衡盾构渣土改良效果有重要影响。采用实验室自制的泡沫发生设备进行了一系列泡沫性能测试,主要研究了气体流量、液体流量以及发泡液浓度对泡沫流量、发泡倍率、半衰期以及泡沫细观形态的影响,并分析了泡沫宏观性能与... 详细信息

泡沫性能对于土压平衡盾构渣土改良效果有重要影响。采用实验室自制的泡沫发生设备进行了一系列泡沫性能测试,主要研究了气体流量、液体流量以及发泡液浓度对泡沫流量、发泡倍率、半衰期以及泡沫细观形态的影响,并分析了泡沫宏观性能与细观粒径之间的相关性。研究结果表明:气液比相同时,随着气体流量的增加,泡沫流量先增大后减小,发泡倍率逐渐减小,泡沫半衰期先增大而后减小。气体流量一定时,随着液体流量的增加,泡沫流量近似线性增长,发泡倍率略有下降并趋于稳定,泡沫半衰期先增大后减小。发泡液浓度在2%以下时,泡沫流量、发泡倍率以及半衰期随着发泡液浓度的增大迅速增长,发泡液浓度大于3%时,泡沫性能受发泡液浓度的影响较小。气体流量为21 L·min^(-1)、液体流量为0.3~0.5 L·min^(-1)、发泡液浓度为3%条件下,该泡沫发生系统的发泡性能最佳。相对于液体流量和发泡液浓度,气体流量对泡沫气泡初始粒径分布的影响最为显著,随着气体流量的增大,泡沫变得更细更均匀。发泡倍率与泡沫粒径之间存在明显的相关性,泡沫越细,发泡倍率越低;泡沫半衰期与粒径之间的关系不如发泡倍率明显。在实际盾构渣土改良中,应该重视泡沫粒径与渣土颗粒孔隙的适配关系,泡沫改良更加适用于级配较好的渣土;相同地层条件下,不同级配的泡沫入渗时需要不同的注入压力。

关键词：隧道工程渣土改良泡沫发生器发泡倍率泡沫半衰期泡沫粒径分布

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分子动力学模拟在矿物浮选中的研究进展

中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 1-19页

作者：徐芮孙宁孙伟韩海生唐鸿鹄王丽中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 中南大学战略含钙矿物资源清洁高效利用湖南省重点实验室湖南长沙410083

浮选药剂是实现矿物选择性分离的关键,尤其是组合药剂在矿物浮选中应用广泛。药剂性能的发挥与其在三相界面的微观吸附结构及组装行为密切相关,从微观层面探索药剂的作用机制成为近年来的研究热点。随着高性能计算的飞速发展,分子动力... 详细信息

浮选药剂是实现矿物选择性分离的关键,尤其是组合药剂在矿物浮选中应用广泛。药剂性能的发挥与其在三相界面的微观吸附结构及组装行为密切相关,从微观层面探索药剂的作用机制成为近年来的研究热点。随着高性能计算的飞速发展,分子动力学模拟逐渐成为研究矿物浮选行为的有利工具。本文以硅酸盐矿物浮选体系为例,论述近年来组合捕收剂在硅酸盐浮选分离中的应用,阐述研究者对药剂在水溶液体系、气-水界面及矿物-水界面的分子动力学模拟研究进展,指出目前模拟研究中存在的问题,并对分子动力学在矿物浮选中的应用发展前景进行展望。

关键词：分子动力学模拟浮选界面组合捕收剂

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枸杞子-丹参诱导穆勒细胞重编程治疗视网膜色素变性的实验研究

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中国中药杂志 2024年第11期49卷 3040-3049页

作者：宋厚盼欧晨熊萌蒋鹏飞曾梅艳逯晶彭俊周亚莎杨毅敬彭清华湖南中医药大学中医诊断学湖南省重点实验室湖南长沙410208 湖南中医药大学中医诊断研究所湖南长沙410208 湖南中医药大学中医学院湖南长沙410208 湖南中医药大学中医药防治眼耳鼻咽喉疾病湖南省重点实验室湖南长沙410208

探讨滋阴活血明目药对枸杞子-丹参(Lycii Fructus-Salviae Miltiorrhizae Radix, LFSMR)抑制穆勒细胞(Müller cell,MC)胶质化,促进MC重编程转分化为视网膜神经细胞治疗视网膜色素变性(retinitis pigmentosa, RP)的效应及机制。将12只C57小鼠作为正常对照组,48只转基因RP(rd10)小鼠随机分为模型组、阳性对照组和LFSMR低、高剂量组,每组12只。HE染色检测视网膜病理改变,视网膜电图检测视网膜功能,眼底光学相干断层扫描检测视网膜厚度并进行眼底照相,激光散斑灌注成像检测视网膜局部血流,数字PCR检测视网膜神经细胞相关基因表达,免疫荧光法检测视网膜神经细胞相关蛋白表达。LFSMR可明显改善rd10小鼠视网膜病理改变;LFSMR可明显增加小鼠视网膜a波和b波振幅;LFSMR可显著增加小鼠视网膜厚度;LFSMR可明显恢复RP病变过程小鼠眼底损伤;LFSMR可显著提升RP病变过程小鼠视网膜血流量;LFSMR可显著抑制RP发病过程胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)mRNA表达,上调性别决定域Y链蛋白2(sex determining region Y box protein 2, SOX2)、双链复合蛋白6(paired box protein 6, Pax6)、视紫红质(rhodopsin)、蛋白激酶C-α(protein kinase C-α, PKCα)、突触融合蛋白(syntaxin)、胸腺细胞抗原1.1(thymic cell antigen 1.1, Thy1.1)mRNA表达;LFSMR可显著抑制GFAP蛋白表达,提升SOX2、Pax6、rhodopsin、PKCα、syntaxin、Thy1.1蛋白表达。LFSMR可逆转rd10小鼠视网膜病理改变,改善视网膜功能和眼底表现,增加视网膜厚度,提升视网膜局部血流量,发挥治疗RP的效应。LFSMR的作用机制可能与抑制穆勒细胞胶质化,促进穆勒细胞重编程转分化为各类视网膜神经细胞有关。

关键词：枸杞子丹参视网膜色素变性穆勒细胞胶质化重编程

基于改进K-means聚类和皮尔逊相关系数户变关系异常诊断

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电测与仪表 2024年第3期61卷 76-82,152页

作者：周纲黄瑞刘度度张芝敏胡军华高云鹏国网湖南省电力有限公司长沙410004 智能电气量测与应用技术湖南省重点实验室长沙410004 湖南大学长沙410082

用电信息采集系统易出现台区户变关系错误问题,传统诊断技术主要针对少用户台区出现异常用户情况,但对于多达数百用户台区,存在多相邻台区异常用户特征提取难题。文中首先通过主成分分析对GIS系统获取台区总表和用户电表电压数据实现降... 详细信息

用电信息采集系统易出现台区户变关系错误问题,传统诊断技术主要针对少用户台区出现异常用户情况,但对于多达数百用户台区,存在多相邻台区异常用户特征提取难题。文中首先通过主成分分析对GIS系统获取台区总表和用户电表电压数据实现降维,建立改进K-means聚类提取电压数据特征,提出改进皮尔逊相关系数算法分析待检测用户,据此建立基于改进K-means聚类和改进皮尔逊相关系数的户变关系异常诊断方法,实现多异常用户所属正确台区诊断。实际算例分析结果表明,文中提出算法在识别同一台区一个及多个异常用户、不同台区多个异常用户情况下均能有效实现异常用户的准确检测与分析,相比传统检测方法,实现简单且准确性更高。

关键词：户变关系 GIS系统主成分分析改进K-means聚类

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揭示D-A聚合物光催化剂中的超快激子分离

Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 4-6页

作者：朱君江张淑敏赫荣安武汉纺织大学化学与化工学院生物质纤维与生态染整湖北省重点实验室湖北武汉430200 长沙学院应用环境光催化湖南省重点实验室湖南长沙410022

近年来,具有给-受体结构的有机半导体聚合物在光催化领域中取得了显著的研究进展.研究主要集中在通过分子设计,采用自下而上的方法,合成具有不同分子结构的聚合物材料.研究人员深入考察了聚合物光催化性能与其自身性质(如能带结构、形... 详细信息

近年来,具有给-受体结构的有机半导体聚合物在光催化领域中取得了显著的研究进展.研究主要集中在通过分子设计,采用自下而上的方法,合成具有不同分子结构的聚合物材料.研究人员深入考察了聚合物光催化性能与其自身性质(如能带结构、形貌、吸光能力等)之间的关系.尽管这些研究为光催化领域的发展提供了重要基础,但现有研究方法仍存在一些问题,如自下而上合成路线的规模化应用困难,以及性能与结构关系研究的普适性不足.因此,未来研究需要进一步探索和改进合成方法,以及深化对光催化性能与材料结构之间关系的理解.中国地质大学(武汉)的余家国教授、张留洋教授与美国肯特州立大学的Mietek Jaroniec教授合作,采用傅克烷基化反应合成了具有给体-给体结构的聚合物.随后,通过后合成修饰,实现了该聚合物到给体-受体结构的原位光诱导转化,并系统地研究了转变前后聚合物中激子的分离过程.实验结果表明,在光照条件下,初始聚合物knitting DBT(KDBT)的结构单元二苯并噻吩(DBT)会部分氧化为二苯并噻吩-S,S-二氧化物(DBTSO),进而形成新聚合物KDBT-A,并伴随偶极矩增加和ICT态形成.瞬态技术(时间分辨荧光光谱和飞秒瞬态吸收光谱)表征结果表明,KDBT与KDBT-A中的激子都能发生解离,但KDBT-A中的激子解离速率要远快于KDBT.这表明ICT态的形成有效抑制了激子复合.因此,随着聚合物结构从给体-给体结构转变为给体-受体结构,其光催化活性得到了显著增强.综上,这种光诱导原位改变分子结构的方法不仅能促进给体-受体型聚合物光催化剂的发展,还为有机太阳能电池、有机发光二极管、传感器等多个领域的研究提供新策略.

关键词：光催化飞秒瞬态吸收给体-受体偶极矩聚合物

基于可靠度的单层网壳结构临界稳定承载力计算方法

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 76-84页

作者：徐军王皓贺拥军董华湖南大学土木工程学院湖南长沙430074 建筑安全与节能教育部重点实验室湖南长沙430074 中建三局一公司钢结构分公司湖北武汉430040

为研究基于可靠度的单层网壳结构临界稳定承载力计算方法,选取并改进随机缺陷模态叠加法,作为单层网壳结构初始几何缺陷模拟方法;结合混合阶容积公式,高效准确地计算结构稳定承载力的前四阶统计矩,进一步采用移位广义对数正态分布重构... 详细信息

为研究基于可靠度的单层网壳结构临界稳定承载力计算方法,选取并改进随机缺陷模态叠加法,作为单层网壳结构初始几何缺陷模拟方法;结合混合阶容积公式,高效准确地计算结构稳定承载力的前四阶统计矩,进一步采用移位广义对数正态分布重构结构稳定承载力概率密度函数;并在给定目标可靠指标或失稳概率下确定单层网壳结构稳定承载力。分别采用六角星网壳模型和K8单层球面网壳结构验证了基于可靠度的临界稳定承载力计算方法的有效性,计算结果表明:采用前四阶屈曲模态叠加所获得的稳定承载力概率分布离散性更大,稳定承载力下降规律与一致模态缺陷法结果基本一致,且现行规范缺陷幅值取跨度的1/300较为保守。

关键词：单层网壳初始几何缺陷稳定承载力统计矩概率密度函数

氧化锌/膨胀蛭石复合材料组分协同增效延缓沥青老化行为研究

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中国公路学报 2024年第2期37卷 183-196页

作者：张恒龙段海辉罗尧湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南大学绿色先进土木工程材料及应用技术湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南云中再生科技股份有限公司湖南省建筑固废资源化利用工程技术研究中心湖南长沙410205

为揭示氧化锌/膨胀蛭石(ZnO/EVMT)复合材料改性剂组分协同增效作用及其对沥青老化行为的影响规律,以推动新型复合材料改性剂及其改性沥青材料的研究和应用,进而提高沥青路面的耐老化性能和延长路面服役寿命,采用均相沉淀法在相同工艺条... 详细信息

为揭示氧化锌/膨胀蛭石(ZnO/EVMT)复合材料改性剂组分协同增效作用及其对沥青老化行为的影响规律,以推动新型复合材料改性剂及其改性沥青材料的研究和应用,进而提高沥青路面的耐老化性能和延长路面服役寿命,采用均相沉淀法在相同工艺条件下制备了单一ZnO粒子、单一EVMT、单一ZnO粒子复配单一EVMT(ZnO+EVMT,成分比例与ZnO/EVMT复合材料一致)和ZnO/EVMT复合材料并探究了其组分间作用特征,然后从沥青的物理性能、流变性能、化学官能团指数和分子量等方面探明了ZnO/EVMT复合材料对沥青老化行为的影响规律。结果表明:采用均相沉淀法合成的ZnO/EVMT复合材料可实现ZnO粒子和EVMT在微纳米尺度上有序复合,组分间的相互作用削弱了ZnO粒子的团聚效应并提高了ZnO粒子的分散性及其与EVMT之间的均匀性;ZnO/EVMT复合材料的紫外光吸收能力优于ZnO+EVMT和EVMT;此外,ZnO/EVMT复合材料与沥青形成了剥离型相结构,且ZnO/EVMT改性沥青具有良好的储存稳定性。因此,ZnO/EVMT复合材料的微观结构及其改性沥青的基本性能分别优于单一组分和复配改性剂及其改性沥青,其组分具有协同增效作用。最终,ZnO/EVMT复合材料改性沥青在室内短期热氧老化、长期热氧老化和长期紫外老化后均表现出较低的物理和流变性能老化指数、生成了较少的含氧官能团产物以及更低的大分子含量,故ZnO/EVMT复合材料可有效延缓沥青的老化行为。

关键词：路面工程改性沥青老化性能氧化锌/膨胀蛭石复合材料协同增效