济南大学学报(自然科学版)杂志

济南大学学报(自然科学版)杂志2020年第01期

• 基于层次分析与灰色模糊综合评价的多能互补工程项目综合效益评估

  夏翔,方建亮,谢颖捷,应雨龙,李靖超,蔡张花

  为了全面评价多能互补工程项目的综合效益,提出基于层次分析与灰色模糊综合评价的多能互补工程项目综合效益评估方法;基于多能互补工程项目综合效益评估原则,建立多能互补工程项目综合效益评估指标体系,并基于层次分析与灰色模糊综合评价,建立多能互补工程项目综合效益评估模型。结果表明,所提算法和模型可以有效、全面、多层次评估多能互补工程项目综合效益,可用于指导综合能源服务企业进行合理科学投资与资产运营。

• 变化环境下的地下水动态响应研究进展

  赵芳,田质胜,冯一鸣,姜欣,沈红,刘玉玉

  针对复杂变化的环境和有限的地下水资源面临的枯竭以及污染问题,以大量的文献为基础,综合分析气候变化和人类活动对地下水的影响;对国内外关于地下水响应的研究方法、技术及成果进行归纳总结,并提出了未来研究地下水响应的发展趋势,包括变化环境对地下水各方面影响的不确定性研究以及归因定量分析,完善应对和缓解各种因子对地下水系统胁迫效应的措施,深入研究变化环境模型和地下水模型的双向耦合技术并提高两者之间尺度的转化和精度。

• 基于旅行费用法的泉水型旅游景区游憩价值评估——以济南市趵突泉景区为例

  薛明月,王成新

  采用区域旅行费用法(ZTCM)和旅行费用区间分析法(TCIA),以济南市趵突泉景区为案例地,开展游憩价值评估研究。结果表明:2018年趵突泉景区游憩价值分别为3.339×10~9、 3.131×10~9元,景区旅游开发已初见成效;2018年趵突泉景区消费者剩余分别为9.09×10~8、 6.51×10~8元,游客对趵突泉景区的满意度处于"满意"水平;实证研究结果显示ZTCM的评估结果高于TCIA的,与2种方法在计算中选择不同人口基数有关。

• 磁性载体蛋白抗体阻断剂制备及性能测定

  为了有效去除血清中的白喉毒素跨膜结构域抗体,提高检测的精准度,建立四氧化三铁纳米磁珠共价偶联载体蛋白对血清中载体蛋白抗体的去除方法,并评估去除效果;采用高温多元醇合成法制备表面包裹葡聚糖的四氧化三铁纳米颗粒,利用溴化氰将葡聚糖分子上的羟基活化为亚氨基碳酸酯,并与白喉毒素跨膜结构域通过氨基共价偶联,制得纳米磁珠-白喉毒素跨膜结构域抗体阻断剂;纳米磁珠-白喉毒素跨膜结构域抗体阻断剂与免疫过白喉毒素跨膜结构域-血管内皮生长因子或白喉毒素跨膜结构域-肿瘤坏死因子融合蛋白疫苗的小鼠抗血清进行孵育,以吸附去除白喉毒素跨膜结构域特异性抗体;对孵育前、后的抗血清进行酶联免疫吸附测定。结果表明:白喉毒素跨膜结构域抗体的去除率高达90%以上,检测精准度显著提高;在37℃条件下,仅需孵育1 h即可充分去除血清中的白喉毒素跨膜结构域抗体。

• 基于K-奇异值分解字典学习的振动信号压缩感知方法

  何天远,王万仁,吴鲁明,邢亚航,郝如江

  针对在齿轮箱的状态监测和故障诊断过程中传统的奈奎斯特采样定律采集到的振动信号数据量过大的问题,提出基于K-奇异值分解(K-SVD)字典学习的振动信号压缩感知(CS)方法,以实现对振动信号的高效压缩采样;在实验中分别将基于K-SVD训练生成的2种字典和离散余弦变换(DCT)固定字典用于信号的重构,并对其结果进行对比分析。实验结果表明,在相同压缩率时,与DCT固定字典相比,本文中所提出的方法能有效地提高重构信号的相似度。

• 天然植物纤维木塑复合材料的研究进展

  陈娟,苗青青,王建荣,潘华

  针对天然植物纤维木塑复合材料质量小、综合性能好、环保、成本低等特点,综述天然植物纤维木塑复合材料的研究进展,总结3种改性方法,即植物纤维表面改性、添加相容剂、混杂增强对复合材料性能的影响,介绍丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)基、聚乳酸(PLA)基、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基木塑复合材料及发泡木塑复合材料等新型木塑复合材料的研发进展,指出天然植物纤维木塑复合材料的发展趋势。

• 渗透型涂料对砂浆抗蚀及裂缝修复的影响

  马强,单立福,袁连旺,范德科,尹润平,王金邦,周宗辉

  分别制备表面成膜型涂料和渗透型涂料,对水泥砂浆试块进行表面涂刷处理,测定砂浆试块的吸水率、氯离子电通量等性能,运用极差分析确定每种涂料的最优配比;比较盐酸、氢氧化钠和碳酸钠溶液分别侵蚀经表面处理后的砂浆试样的抗压强度,研究涂料对砂浆抗化学侵蚀性能的影响;对比空白试样与涂刷渗透型涂料的砂浆开裂试样在水中的修复情况,探究涂料对砂浆裂缝的修复能力;通过扫描电子显微镜和X射线衍射等测试手段分析渗透型涂料对砂浆表面抗化学侵蚀和裂缝修复的作用机理。结果表明:表面成膜型涂料和渗透型涂料都可以改善砂浆试样的渗透性,提高浆体抵抗有害离子侵蚀的能力;渗透型涂料对裂缝的修复具有很好的效果。

• 卷积神经网络在锚杆锚固类型识别中的应用

  郑海青,张玉,孙晓云

  为了解决手工特征提取方法依赖广泛的专业知识和先验知识,难以挖掘新特征而影响识别结果的问题,将一维卷积神经网络应用于锚杆锚固系统类型识别,以实现端到端的分类过程;为了避免随机初始化卷积核会造成网络在训练时收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,利用稀疏自编码器对网络的卷积核进行预训练,并利用实验锚杆锚固数据对稀疏自编码器一维卷积神经网络模型、传统一维卷积神经网络模型和反向传播神经网络模型进行测试。结果表明:一维卷积神经网络可应用于锚杆锚固系统类型识别,实现端到端的分类过程;在锚杆锚固系统类型识别中,稀疏自编码器一维卷积神经网络模型的准确率高于传统一维卷积神经网络模型和反向传播神经网络模型的准确率,识别率可达98.57%。

• 高密度聚乙烯土工膜与固体废物界面接触强度的试验研究

  吴维兴,周露明,谢兴华,赵谊,余振鹏,武艺,米占宽

  对贵州省内5种主要工业固体废物(脱硫石膏、粉煤灰、锰渣、汞渣、铅锌渣)以及黏土、砂土与高密度聚乙烯(HDPE)土工膜的接触摩擦强度开展摩擦破坏直接剪切试验;测定HDPE土工膜与各种固体废物接触面的摩擦强度参数(界面摩擦角、表观黏聚力),分析光面、糙面土工膜与各种固体废弃物接触界面的抗剪强度特性。结果表明:HDPE土工膜与工业固体废物接触界面的剪应力随剪切位移的增加而增大,剪应力-剪切位移曲线的斜率逐渐减小,当剪切位移增大到一定范围后,界面剪应力将保持不变;糙面土工膜与固体废物的界面抗剪强度大于光面土工膜与固体废物之间的,糙面土工膜具有更好的抗拉裂、抗剪切性能。

• 沙漠砂可发性聚苯乙烯混凝土的应力-应变曲线及其本构模型

  牛晟,康亚明,周建民,陈静波

  针对有关沙漠砂可发性聚苯乙烯(EPS)混凝土尚无相关研究的情况,分别对6组不同密度的沙漠砂EPS混凝土进行单轴压缩实验,并通过与常用普通混凝土本构模型进行对比评估及对数据进行拟合,得出适用于沙漠砂EPS混凝土的本构模型。结果表明:沙漠砂EPS混凝土初始加载时存在压密过程,峰后应力衰减至峰值应力的40%～60%后,应变以延性为主,并且存在多次压实-破坏过程;现有常用混凝土本构模型均与实验曲线存在一定区别,在未对其进行改进前并不适用沙漠砂EPS混凝土;所得的沙漠砂EPS混凝土本构模型与实验曲线贴合度较高,可较好地描述该材料的本构关系。

• 冻土与群桩相互作用模型试验研究

  李正东,陆建飞,金丹丹,马丽

  采用自行研制的冻土-群桩室内模型试验装置,研究在地下水补水条件下,土体单向冻结过程中土体与群桩的相互作用;测定在相同含水率条件下,冻结温度分别为-10、-15℃时,冻土的温度场、桩顶上拔位移和桩不同位置处的侧摩阻力随时间的变化趋势。结果表明:在单向冻结过程中,桩周土体温度呈渐变趋势,并且与冻结温度有关;桩顶上拔位移发展有3个阶段,即迅速增长阶段、稳定增长阶段及逐渐平稳阶段,并且冻结温度越低,桩顶上拔位移越大;不同冻结温度的桩周摩阻力沿桩身变化趋势类似,即摩阻力呈现正负交替分布的状态;角桩的桩顶上拔位移和桩侧摩阻力最大绝对值均比中心桩的大。

• 桩-钢支撑支护基坑颗粒流数值模拟分析

  针对桩-钢支撑支护形式的基坑工程,应用基于离散元理论的颗粒流软件PFC2D建立桩-钢支撑支护基坑颗粒流数值模型,对比分析有钢支撑和无钢支撑支护基坑开挖过程桩体水平位移、坑底隆起和接触力变化规律。结果表明:在有钢支撑支护的情况下,基坑开挖过程中桩体水平位移远小于无钢支撑支护的桩体水平位移;在基坑开挖过程中,第2、 3道钢支撑起到了主要作用。

• 基于流固耦合作用的纤维增强复合材料海洋立管涡激振动的三维计算流体动力学模拟

  对正交式纤维增强复合材料海洋立管、优化后的纤维增强复合材料海洋立管和金属海洋立管进行基于流固耦合作用的三维计算流体动力学涡激振动模拟,探索不同材料的海洋立管的涡激振动特征;通过等效弹性模量法及层状结构法分别构建3种整体模型,通过System coupling模块与Fluent软件模拟所得的流场结果进行交互,以实现二者之间的耦合作用,并对比不同建模方式及不同种类立管在涡激振动作用下立管位移和应力响应的影响。结果表明:不同建模方式所得的涡激振动特征相近;结构的构造不同使得优化后的纤维增强复合材料海洋立管的位移及应力响应均大于正交式纤维复合材料海洋立管的;在涡激振动作用下,纤维增强复合材料海洋立管的振动幅值大于金属海洋立管的,其应力幅值小于金属海洋立管的,并且二者的变形与应力分布特征也显著不同,与不同种类海洋立管的几何构造尺寸、弹性模量、顶张力、支撑条件等有关。