浙江工业大学学报

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富锂相ｘＬｉ２ＭｎＯ３·（１－ｘ）ＬｉＭｎＯ２#br# 正极材料的水热合成及性能

王连邦１，蒋靖康１，苏利伟１，臧　宁２，徐　亮２，朱　伟２

2015, 43(4): 355-359.

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电动车的发展对锂离子电池正极材料提出了更高的要求．锰基富锂相ｘＬｉ２ＭｎＯ３·（１－ｘ）
ＬｉＭｎＯ２
复合材料因其高容量、价格低廉以及环境友好等优点成为锂离子电池正极材料的研究热
点．采用两步水热法成功合成了分散均匀的０．４Ｌｉ２ＭｎＯ３·０．６ＬｉＭｎＯ２
复合材料，并对其结构和电
化学性能进行了研究．结果表明：经电化学活化后的材料容量可达１８９．４ｍＡｈ／ｇ，３０周后材料的放
电容量较常规充放电活化高约１０ｍＡｈ／ｇ．电化学活化能有效激活Ｌｉ２ＭｎＯ３
相并增加材料的容量，
这为含Ｌｉ２ＭｎＯ３
相的复合材料提供了增强电化学性能的方法．

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ＰｂＳＯ４#br# 改性活性炭析氢行为的研究

高云芳，姚秋实，徐　新，吴　翠，茆志友

2015, 43(4): 360-368.

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以Ｐｂ（ＮＯ３）２
为铅源，采用浸渍沉淀法制备了ＰｂＳＯ４
改性活性炭材料（ＰｂＳＯ４／ＡＣ），并进行
了ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＥＤＳ表征．结果表明：活性炭表面均匀分布着５０～１００ｎｍ的ＰｂＳＯ４
晶粒，随着Ｐｂ
（ＮＯ３）２
浓度的增加，ＰｂＳＯ４
晶粒的数量和尺寸也增加．采用稳态极化法研究了ＰｂＳＯ４／ＡＣ的析氢
行为，计算了相应的动力学参数．结果表明：与活性炭空白电极相比，在相同电流密度下，ＰｂＳＯ４／
ＡＣ电极的析氢过电位获得较明显提高．析氢速率随着Ｐｂ（ＮＯ３）２
浓度的增加而减小，当Ｐｂ
（ＮＯ３）２
浓度大于０．５ｍｏｌ／Ｌ时，析氢速率变化不大．活性炭经ＰｂＳＯ４
改性后，析氢反应的塔菲尔
方程中ａ值的增加幅度达２０％～３０％，交换电流密度ｉ０
降低１～２个数量级．

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樟脑磺酸催化的２，２－二（１Ｈ－吲哚－３－基）－#br# ２Ｈ－苊－１－酮类化合物的合成研究

宋庆宝，党海波，沈田华，林　燕

2015, 43(4): 364-368.

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双吲哚甲烷类化合物（ＢＩＡｓ）是一系列具有很好的生物活性的代谢产物．采用苊醌和取代吲
哚为原料，合成２，２－二（１Ｈ－吲哚－３－基）－
２Ｈ－苊－１－酮类化合物，对反应条件进行探索研究，得到了合
成该类化合物的一种简单有效的方法．以１０％的樟脑磺酸（ＣＳＡ）为催化剂，无水乙醇为溶剂，在回
流条件下反应３０ｍｉｎ左右，产物收率达到９３％以上．产物均经过１　Ｈ　ＮＭＲ，１３　Ｃ　ＮＭＲ，ＩＲ，ＭＳ和
元素分析表征确认．

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烷基化吡咯并吡咯二酮（ＤＰＰ）衍生物的合成

韩　亮，王　滨，唐梁斌

2015, 43(4): 369-373.

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以丁二酸二甲酯和对溴苯腈为原料合成对溴苯基取代的ＤＰＰ衍生物，对其反应条件进行了
优化．系统地探究了反应物配比、催化剂和反应时间等因素对反应收率的影响，得到了较优的工艺
条件：当投料配比为ｎ（丁二酸二甲酯）∶ｎ（对溴苯腈）＝２．４，催化剂叔丁醇钾５当量，叔戊醇中１１０
℃反应５ｈ，收率６８．５％．在此基础上以２－噻吩甲腈和丁二酸二甲酯合成了噻吩取代的ＤＰＰ．进一
步对ＤＰＰ上的Ｎ进行烷基化，分别引入甲基、丁基和辛基，合成了五个Ｎ－烷基化ＤＰＰ目标产物．
对合成得到的ＤＰＰ目标产物用核磁氢谱进行了结构鉴定，并测定了紫外吸收光谱和荧光发射光
谱．所合成得到的Ｎ－烷基化ＤＰＰ衍生物紫外最大吸收出现在４６０～５５０ｎｍ之间，荧光发射光谱主
要出现在５２０～５６０ｎｍ之间．

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Ｓｉ／Ｔｉ摩尔比对ＳｉＯ２－ＴｉＯ２#br# 气凝胶催化性能的影响

张　波，姜剑锋，邓冰心，陈银飞

2015, 43(4): 374-378.

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通过溶胶凝胶—常压干燥法制备了不同Ｓｉ／Ｔｉ摩尔比的ＳｉＯ２－ＴｉＯ２
复合气凝胶，结合Ｕｖ－ｖｉｓ，
ＦＴ－ＩＲ等表征手段研究Ｓｉ／Ｔｉ摩尔比对其在以Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）为溶剂，Ｈ２Ｏ２（（Ｈ２
Ｏ２）＝３０％）为氧化剂的苯乙烯环氧化反应中催化性能的影响．结果表明：反应产物只有环氧苯乙
烷（ＳＯ）和苯甲醛（ＢＡ）．随着Ｓｉ／Ｔｉ摩尔比的降低，催化剂的ＴＯＮ和双氧水的有效利用率逐渐降
低，但苯乙烯的转化率先迅速增加后增加缓慢，ＳＯ的选择性先增加后降低，当Ｓｉ／Ｔｉ摩尔比为１６．４
时，ＳＯ的选择性和收率最高，这归因于随着钛含量的增加，三种不同钛物种相对含量的变化．

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生脉饮（党参方）中５－羟甲基糠醛的分离及其来源探究

颜继忠，陈　岑，楚　楚，李行诺，吴琼琼

2015, 43(4): 379-382.

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为探讨生脉饮（党参方）的物质基础及配伍规律，采用大孔树脂富集结合中压柱色谱纯化，从
生脉饮（党参方）中分离得到５－羟甲基糠醛．通过进一步的拆方研究发现：在含五味子的合煎组中，
５－羟甲基糠醛的量均较单煎组有明显提高．推测生脉饮（党参方）中麦冬及／或党参与五味子的合煎
过程可能会产生５－羟甲基糠醛．首次从生脉饮（党参方）中分离鉴定出５－羟甲基糠醛，同时提供了
一种从中药复方中快速分离５－羟甲基糠醛的方法，并对生脉饮（党参方）的配伍规律进行了初步
探索．

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阳离子胆固醇的合成及其基因传递性能研究

王文喜，洪　璐，蔡　婷，郑海丽，朱　淼，陈丽娜

2015, 43(4): 383-388.

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采用琥珀酸将Ｎ，Ｎ－二甲基乙二氨偶联到胆固醇上，合成新型的阳离子胆固醇衍生物———Ｎ－
（Ｎ′，Ｎ′－二甲基）乙基丁二酸单胆固醇酯单酰胺（ＤＣ－ＣＨＥＭＳ），并考察其作为基因载体的可行性．
以ＤＣ－ＣＨＥＭＳ和磷脂为膜材采用薄膜分散法制备脂质体，透射电镜显示其形态规整，粒径均匀；
激光粒度测定仪测得其平均粒径为１３６ｎｍ，Ｚｅｔａ电位为２５ｍＶ．琼脂糖凝胶电泳显示当＋／－电荷
比大于４∶１时，脂质体能将ＤＮＡ完全结合，且能保护ＤＮＡ免受ＤＮａｓｅ　Ｉ酶的降解．溶血试验和
ＭＴＴ细胞毒性试验结果显示，所得脂质体具有较低的毒性．细胞摄取和基因转染实验表明：所得
脂质体能显著促进ＨｅｐＧ２细胞对Ｆ－ＯＤＮ的摄取；当＋／－电荷比为１∶１，１∶２时，基因转染效果
强于市售的转染试剂Ｌｉｐｆｅｃｔａｍｉｎｅ?２０００．因此，ＤＣ－ＣＨＥＭＳ作为基因载体，具备了高效低毒的优
势，值得进一步的深入研究．

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海葵免疫活性多糖的闪式提取工艺研究

何荣军，赵月钧，赵瑞娜，孙培龙

2015, 43(4): 389-392.

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在单因素实验的基础上，通过响应面分析法对星虫爱氏海葵多糖（ＳＡＰ）的闪式提取工艺进行
优化，并测定了海葵多糖的体外免疫活性．实验结果表明：海葵多糖的最佳提取工艺为剪切时间
７ｍｉｎ，剪切温度４０℃，液料比为１０ｍＬ／ｇ，在此条件下海葵总糖得率为８．２９％，接近理论多糖得
率．提取的海葵多糖经３０％，６０％，８０％乙醇醇沉，木瓜蛋白酶水解，Ｓｅｖａｇ试剂除蛋白后，所得组分
均能显著提高ＴＨＰ－１细胞的ＴＮＦ－α表达水平，３０％醇沉部分（ＳＡＰ３０）的作用最为明显．

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基于Ｈａｌｂａｃｈ阵列爬壁机器人永磁轮吸附#br# 单元的设计与优化

潘柏松１，张　晋１，魏　凯１，叶宇峰２

2015, 43(4): 393-397.

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针对爬壁机器人的工作环境和要求，基于Ｈａｌｂａｃｈ阵列理论提出了新型磁轮吸附单元的拓
扑结构．通过有限元仿真研究了磁轮轭铁厚度、极对数、轴向和周向磁化单元比例等若干因素对吸
附力的影响．设计了两组实验，分别测试磁轮吸附力周向变化状况和空气隙对磁轮吸附的影响．在
验证分析结果准确性的基础上，基于多岛遗传优化算法对磁轮结构参数进行了全局优化分析．结果
表明：优化后的磁轮吸附力与磁轮重量比与优化前相比提高了近２倍，极大地提高了磁能利用率．

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基于博弈粒子群算法的混流混合车间调度研究

鲁建厦，胡海芬，董巧英

2015, 43(4): 398-404.

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为了有效解决混流混合车间生产调度的全局优化问题，同时考虑部件车间、总装车间的齐套
及平顺化要求，部件车间与零件车间缓存区存量控制要求，建立了以总装车间部件平顺化、部件车
间齐套性和加工车间缓存区库存最小为优化指标的多目标调度模型．同时为解决多目标调度目标
之间的矛盾关系，运用博弈粒子群算法进行求解．算法通过ＰＳＯ对各车间按不同优化指标进行搜
索求解并加入博弈理论以解决陷入单目标局部最优的缺陷，从而获得总生产系统全局最优．最后运
用实例对模型和算法进行有效性验证．

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基于ＬＰＣ１７６８的高精度溶解氧测量仪的设计

殷建军１，赵子仪１，项祖丰１，汤健彬２

2015, 43(4): 405-411.

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采用极谱式溶解氧电极，以ＬＰＣ１７６８为核心处理器，设计了一种高精度溶解氧测量仪，详细
介绍了溶解氧检测系统的组成、溶解氧测量仪的工作原理以及检测系统各模块电路和对应的功能
模块软件的设计过程．分析了对溶解氧测量有影响的温度、压力和盐度三个参数并给出相关的修正
公式，采用２４位高精度Ａ／Ｄ转换芯片ＡＤＳ１２５５以及在软件上的根据修正公式进行多参数补偿，
提高了测量精度．针对使用的环境，应用一套电源管理策略使该溶解氧测量仪能够节能、稳定地在
海洋环境中工作．

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夹杂物对易切削钢性能的影响机理研究

秦春节，夏明哲，屠立群

2015, 43(4): 412-145.

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为了研究易切削钢中纳米级夹杂物与其机械性能的关联，对两种典型易切削钢进行性能测试
以及利用扫描电镜、透射电镜观察其表面夹杂物的分布、形状和各元素的质量分数．研究中发现样
品Ⅱ在夹杂物的分布上更均匀，夹杂物颗粒大小适中，形状多为球状或纺锤状，同时夹杂物ＭｎＳ对
于硬质元素的包裹性能更好，从微观上阐述了两种材料在机械加工性能上的区别，为易切削钢切削
加工工艺的制定提供指导．

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蒙特卡罗方法对偏振光在大气中传输特性的研究

胡来归，向洲鹏，隋成华，鄢　波，陈乃波

2015, 43(4): 416-419.

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光在大气中传输的偏振特性由于其潜在的应用价值，近年来引起了人们极大的研究兴趣．为
此，采用斯托克斯矢量描述光子偏振态，通过Ｍｉｅ理论递推公式计算散射相位函数与拒绝算法选取散
射角，利用蒙特卡罗方法模拟光子在大气中的散射情况．针对最普遍存在的前向散射现象，首先在波
长为３５０～７５０ｎｍ时水平线偏振光、４５°线偏振光及右旋圆偏振光等三种情况下入射到大气时其出射
面的偏振度的变化情况；其次对偏振光穿过粒径为１　０００～１　５００ｎｍ的气溶胶时其出射面偏振度变化
情况进行了分析．模拟实验结果为偏振光在大气中的传输问题研究提供了一定的帮助．

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用户约束下的三维动画模型序列一致性分割

潘　翔１，童伟淮１，许洪涛２，汪志星１

2015, 43(4): 420-424.

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针对三维动画模型分割不一致问题，提出基于三维数据对齐技术的三维动画模型交互式分割
算法，得到层次结构一致的分割结果．算法首先对首帧进行交互标记；然后通过主向量分析完成三
维模型不同帧之间的对齐，自动把用户标记映射到其他模型；最后以方向夹角为基础，设计图割算
法，根据模型关节所具有的曲率特征进行边界优化，得到满意的分割结果．实验结果表明，算法针对
人造动画模型序列和多视图三维重建动画序列都能够得到一致性分割结果，验证了算法的有效性．
最后和已有典型分割方法进行比较分析，可以发现算法能够有效地提高分割质量．

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基于ＲＥＳＴ架构的离散制造业物联网平台

姚明海，陈占省，顾勤龙

2015, 43(4): 425-430.

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因离散制造业传统物联网系统设计臃肿、扩展性差、复杂度高且系统应用之间耦合性大，使得
新应用的引入与集成需要大量的工作，难以满足企业日益增长的业务需求．提出了基于ＲＥＳＴ架
构风格的离散制造业物联网平台．将传感节点和节点状态数据抽象成资源，采用ＲＥＳＴ架构风格
设计适合离散制造业的物联网平台原型并积木式搭建系统，便于系统整合应用，屏蔽设备异构．最
后描述了系统的具体实现细节并将平台应用于企业生产实践进行验证．

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混联水库群分时电价下优化调度模型研究

徐新黎，杨　丹，王万良，李　笠

2015, 43(4): 431-437.

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针对传统的水电综合效益最大优化调度模型存在的“平均水价值”问题，提出了一种基于分时
电价的混联水库群优化调度改进模型，综合考虑了分时电价中的日用电时段差别电价（即峰谷电
价），加入了调整当前蓄水价值系数的动态因子，并通过研究混联水库的串并联关系以及上下游水库
之间的影响，在计算蓄水价值时，能够充分考虑水库间的潜在蓄水价值，从而引导发电流量根据电价
的升降而相应改变，提升整个流域的总体效益．最后运用均匀搜索粒子群算法对改进模型进行了仿真
计算，并将结果与传统的发电效益最大模型以及综合效益最大模型进行对比，实验结果证实改进模型
能更好适应现代峰谷电价的市场，提高了水电站的综合经济效益，更符合水电站调度的需求．

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基于观测器的多时变时滞系统Ｈ∞#br# 输出跟踪控制

张　霓，范一心，何熊熊

2015, 43(4): 438-444.

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针对一类具有多重时变时滞的离散时间系统，研究该系统基于状态观测器的Ｈ∞
输出跟踪控
制问题，其中参考信号由给定的参考模型生成．利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论，线性矩阵不等式分析
技巧以及自由权矩阵等方法，给出了跟踪误差系统指数稳定并满足Ｈ∞
性能的充分条件，所得结果
依赖系统时滞，具有较小的保守性．通过锥补线性化方法，将涉及状态观测器和反馈控制器设计的
非线性问题，转化为由线性矩阵不等式组约束的非线性规划问题，数值仿真验证了结论的有效性．

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基于增强微分器的永磁同步电机速度控制研究

董　辉１，高　阳１，张文安１，韩瑞祥２

2015, 43(4): 445-449.

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为了实现永磁同步电机高精度速度控制，提出一种将自抗扰和增强微分器相结合的新型自抗
扰速度控制方法．该方法通过增强微分器提取速度信号，并以此作为系统的输出构造线性扩张状态
观测器，对负载扰动和其他噪声进行估计和补偿．避免了常规差分方法带来的噪声放大问题，防止
将测量噪声引入线性扩张状态观测器中，影响系统的控制精度．仿真结果表明：新型自抗扰速度调
节器相对于ＰＩＤ调节器和普通自抗扰速度调节器，响应速度更快且超调小，尤其在速度测量环节
存在噪声和低速情况下，系统控制精度更高．

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埋入式低弹模混凝土应变传感器的研究

杨　杨１，２，蔡　阳１，江晨晖３，４，倪彤元１，２

2015, 43(4): 450-454.

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准确监测混凝土变形是评价混凝土材料性能、结构服役能力和健康状态的重要前提，但现有
方法通常只能适用于硬化混凝土材料及其结构，不适用于自早龄期开始的全寿命检测．为了克服这
一缺点，开发了一种弹性模量小于３５ＭＰａ的低弹模埋入式应变传感器（ＥＳＳ），ＥＳＳ可于混凝土结
构浇筑时埋入其内部，自早龄期开始实现对变形的实时监测．同时，ＥＳＳ也可置于各种结构表面进
行变形监测．对比试验结果表明：采用ＥＳＳ对混凝土试件变形监测所得结果与采用其他方法所得
结果具有较好的一致性．

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混凝土拉伸软化曲线确定方法的对比研究

赵志方１，王　刚１，周厚贵２，王卫仑３，潘存鸿４

2015, 43(4): 455-459.

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混凝土拉伸软化曲线（σ—ｗ曲线）是评价混凝土断裂性能的重要指标．由σ—ｗ曲线（简称软化曲
线），经数值模拟分析，就可预测混凝土结构的宏观断裂行为．采用三峡大坝混凝土的施工配合比，制作不
同强度、骨料粒径的５组２５个试件进行直拉断裂试验．基于直接拉伸试验结果和混凝土断裂力学分析，
由直拉法确定混凝土的软化关系表达式．采用相同的材料和配合比制作５组２０个楔入劈拉试件，测试其
荷载—裂缝口张开位移（Ｐ—ＣＭＯＤ）曲线，并基于改进进化算法的逆推法确定混凝土软化曲线．对比分
析逆推法和直拉法获得的软化曲线，验证用逆推法确定混凝土软化曲线的可行性．

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高色度去除率改性活性炭的制备与表征

陈红英，张　骞，吴　超，施晓帆

2015, 43(4): 460-463.

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通过对活性炭进行二次负载改性，以提高其在微波协同活性炭氧化工艺中对活性染料废水的
色度去除率．主要考察了活性炭改性的活性组分的选择，负载方式的优选以及焙烧工艺的优化．结
果表明：二次负载改性活性炭采用先负载锰后负载铜的方式为最优方式，其效果优于混合负载效
果；ＸＲＤ图谱分析表明分别负载Ｍｎ和Ｃｕ两种活性组分可以以Ｃｕ２Ｏ，ＣｕＯ，Ｍｎ２Ｏ３，ＭｎＯ２
等形
式存在于活性炭表面；对于总体积为１００ｍＬ、质量浓度为０．１ｇ／Ｌ的活性艳红溶液，微波２ｍｉｎ（微
波功率为５９５Ｗ），先负载锰后负载铜改性活性炭投加量为０．０３ｇ／ｍＬ，色度去除率达到９９％．

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基于离散元法崩塌体动力破碎分析

孙新坡１，何思明２，于忆骅１

2015, 43(4): 464-467.

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在汶川大地震的影响下，西南地区山体破坏严重．岩质边坡几乎全部出现破坏，崩塌十分严
重，产生了大量的崩塌体，堆积于洞口或缓坡地带；且上方陡坡残留大量震裂岩体，在余震和多雨、
多风的天气下易产生崩塌，对公路产生威胁．采用离散元法对崩塌体模拟，通过对不同粘结强度的
崩塌体动力破碎的影响进行的数值模拟研究．结果显示：崩塌体的粘结强度可以由离散元的平行键
强度来模拟，不同粘结强度对崩塌体的运动和堆积形态有重要影响，再现了崩塌体破碎动力演化过
程．为崩塌体破碎和防御提供理论依据．

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滩涂淤泥固化土力学特性试验研究

王国才，吴旻炯

2015, 43(4): 468-472.

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为进一步了解固化材料的种类和掺量等因素对固化土力学特性的影响，采用常规不固结不排
水三轴试验对水泥为主固化剂、氢氧化钠、三乙醇胺、粉煤灰、高炉矿渣和减水剂等为外掺剂配制而
成的固化剂固化滩涂淤泥的固化效果和固化土力学特性进行了试验研究．结果表明：在水泥基准掺
量的基础上，掺入一定量的氢氧化钠、三乙醇胺、粉煤灰和高炉矿渣后，滩涂淤泥固化土的强度得到
了一定的提高，但掺量超过一定值后，其强度反而随着外掺剂掺量的增加而变小．

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