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2022年第01期

• 接骨木籽油挥发性成分及细胞毒性研究

  张伟国,吕慧,周兆丽

  采用气相色谱-质谱联用仪分析接骨木籽油中的挥发性成分,采用噻唑蓝比色法测定接骨木籽油对L02细胞的毒性。结果表明:接骨木籽油含有17种挥发性成分,其中醛类物质占挥发性成分总质量的81.57%;当接骨木籽油的质量浓度大于100 mg/L时,细胞毒性较大,L02细胞活度低于50%;接骨木籽油对L02细胞毒性的半数抑制浓度为94.8 mg/L,细胞毒性很低。

• 烟叶中糖类物质含量及产地特性

  于洁,蔡振波,高扬,沙云菲,岳宝华,孙翔

  定量检测不同产地鲜烟叶与烤后烟叶中淀粉、葡萄糖、果糖和蔗糖的含量,分析各糖类物质间含量相关性,比较烘烤前后各糖类物质含量变化,并研究不同产地鲜烟叶及烤后烟叶的糖类物质含量特性。结果表明:鲜烟叶中淀粉含量与烤后烟叶中葡萄糖、果糖及蔗糖含量均呈显著正相关,蔗糖含量与烤后烟叶中所有糖类物质含量均呈中等负相关;在鲜烟叶与烤后烟叶中,果糖、葡萄糖含量相当;黑龙江产鲜烟叶中淀粉含量最高,河南产鲜烟叶中淀粉含量最低,云南产鲜烟叶中还原糖、蔗糖含量最高;云南产烤后烟叶中淀粉转化最充分,黑龙江产烤后烟叶中淀粉含量最高,河南产烤后烟叶中葡萄糖、果糖含量显著低于其他产地的。

• 超声辅助脱除煤中的有机硫

  丁宁,金权,李梅,岳劲松,孙功成,程雪云,高彩云

  为了研究超声辅助过氧化氢-乙酸氧化脱除煤中有机硫的机理,选取4种脱灰煤和6种含硫模型化合物作为研究对象,探讨反应温度、反应时间和超声功率对有机硫的脱除影响;采用X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜等手段,对脱硫处理前、后的样品进行表征。结果表明:超声辅助过氧化氢-乙酸脱硫时,有机硫化物硫的含量越高,脱硫率越大;煤中以苄硫醇、二苄基二硫和二苄基硫醚形态存在的硫更容易被转化为高价态的SO_4~(2-)而被除去。

• 多导轨永磁悬浮系统的磁路设计与分析

  马彦超,金超武,沈权,周瑾,徐园平

  为了解决空间相机内部支承相框中承受竖向载荷的机械轴承与导轨间存在较大摩擦与磨损,严重影响空间相机使用寿命的问题,提出一种多导轨永磁悬浮系统;通过2款电磁场仿真软件Maxwell与MagNet相结合的方式对系统进行静态、动态磁场仿真,并对影响该系统磁路、悬浮力以及磁感应强度分布的因素进行分析。结果表明:在永磁体阵列总长相近的条件下,当永磁体个数由2增加到8时,系统的悬浮力波动可减小约22.06%;在系统中添加隔磁板可使系统保持较稳定的磁感应强度;驱动速度由0.8 m/s增大到1.2 m/s可使系统的悬浮力波动局部减小50%以上。

• 出砂井射孔套管变形分析及射孔参数优化

  姜广彬,郭晓强,张瑞霞,柳军

  针对出砂井因上覆地层沉降与射孔段地层空洞而导致的射孔套管变形问题,采用有限元分析软件,建立考虑上覆地层位移与出砂空洞的射孔套管变形分析模型,采用经典Lame公式验证模型的正确性,分析射孔孔眼密度、孔径和射孔相位角对射孔套管变形的影响。结果表明:出砂井射孔套管在轴向载荷作用下的变形不同于在径向挤压作用下的变形,微小的上覆地层位移就能导致射孔套管发生大变形;当射孔孔眼密度为25～30 m~(-1),孔径为13～15 mm,相位角为45°、60°或90°时,能够有效减小上覆地层位移造成的射孔套管变形。

• 基于哑变量回归和混合效应的杉树树高-胸径模型

  沈子奕,林杰

  为了精确预测杉树人工林的潜在生产力,以江西省青原山杉树人工林为研究对象,基于最小二乘法构建杉树树高-胸径的基础模型,在此基础上分别加入地形因子的哑变量和地形因子的混合效应,构建基于哑变量回归和混合效应的杉树树高-胸径模型,并利用决定系数和均方根误差评价模型的拟合效果,比较2种模型的精度。结果表明:杉树树高-胸径的关系随坡度、坡向的不同存在一定的差异;线性混合效应的回归预测模型精度高于哑变量回归模型和基础模型的,其中基础模型的决定系数、均方根误差分别为0.604、 2.595,哑变量回归模型的决定系数、均方根误差分别为0.652、 2.443,混合效应模型的决定系数、均方根误差分别为0.659、 2.364;与基础模型相比,基于线性混合效应的杉树树高-胸径模型的精度更高,决定系数增大了5.4%,均方根误差减小了8.9%。

• 基于数据分区的云计算高维数据均衡分流

  张露,尚艳玲

  针对当前分流策略无法应对高维数据的冗余度、复杂性以及动态变化,为了有效提升云计算高维数据的分流精度与分流效率,以云计算环境下高维数据为研究对象,提出基于数据分区的云计算高维数据均衡分流方法;通过分析高维数据分布特性,明确分区维度、数量以及边界,利用峰间低谷部分中任意点的对应扫描线,完成高维数据分区;采用构建的数据特征提取策略提取高维数据特征,经迭代更新数据聚类中心,实现高维数据均衡分流;通过模拟实验,以数据流标准方差与数据流比例标准方差为指标,验证数据流分流质量与负载均衡效果。结果表明,云计算高维数据均衡分流方法的数据流比例标准方差较小,具有较高的数据分流精度和效率。

• 基于人体骨架模型的远红外视频下老人摔倒检测

  王保栋,江鹏飞,董子昊,李金屏

  利用远红外光谱视频进行老人摔倒检测研究,提出一种基于人体骨架模型的远红外视频下老人摔倒检测算法;采用YOLOv4-Tiny算法获取远红外视频中人体目标位置,再利用COCO数据集训练的区域多人姿态估计网络模型,直接对自采集的远红外视频进行人体骨架提取,得到人体关节点序列,然后对人体骨架建立时空图卷积模型进行特征提取进而检测摔倒行为,并在自采集的远红外与可见光数据集中进行算法测试。结果表明,该算法对远红外数据集的摔倒检测准确率为87.71%,验证了算法对远红外视频下摔倒行为检测的有效性。

• 基于Visual MODFLOW软件的浅层地下水氮调控

  张宏伟,张珊珊,张衍福,刘凯,潘维艳,徐晶,边振,杨姗姗,潘毅,徐征和

  为了保护山东省临清市地下水环境、调控浅层地下水氮污染,基于Visual MODFLOW软件建立研究区地下水流动模型和地下水溶质运移模型;采用情景分析法对3种典型降雨水平年下6种水氮模式进行模拟。结果表明,研究区地下水位随降雨量的增加而升高,丰水年地下水位最大值较枯水年的升高3 m;浅层地下水氮浓度随降雨量的增加而升高,丰水年地下水中硝态氮和氨氮最大浓度分别是枯水年的2.9、1.5倍;在控制施氮肥总量不变的情况下,年施氮肥6次对比年施氮肥4次,丰水年地下水硝态氮和氨氮最大浓度可降低为32%和33%;单次灌溉水量减少20 mm,可减缓地下水氮元素横向迁移和垂向下渗。

• 喀斯特山区淡水生态系统服务权衡-协同关系的空间粒度效应

  韩会庆,杨建强,陈思盈,徐晶,汪田归,侯佳威

  选择贵州省作为喀斯特山区的典型代表,基于生态环境、土地利用、气候等数据,利用地理信息系统技术和Pearson相关分析法,从空间粒度角度分析淡水生态系统服务权衡-协同关系的空间粒度效应。结果表明:研究区水源涵养对空间粒度变化的敏感性较低,而土壤保持和营养物净化对空间粒度变化的敏感性较高;随着空间粒度增大,水源涵养与土壤保持之间以及土壤保持与营养物净化之间由协同关系转向权衡关系,水源涵养与营养物净化之间的权衡强度增加,营养物净化与水源涵养、土壤保持之间权衡-协同关系粒度效应的空间格局接近,但与水源涵养与土壤保持之间的粒度效应空间格局差异较大;气候因子、地形、土地利用类型结构和分布对空间粒度效应的响应差异是影响喀斯特山区淡水生态系统服务及其权衡-协同关系粒度效应的关键因素。

• 生物炭对冬小麦土壤理化性质和产量的影响

  付玉荣,张衍福,刘凯,丛鑫,牟晓宇,冯严明,董文旭,徐征和,庞桂斌

  为了探究不同水氮条件下生物炭施加量对华北平原冬小麦种植系统土壤理化性质和产量的影响,以山东省济南市长清区某灌溉试验中心站2019—2020年进行的田间试验为基础,在优化水氮和优化80%水氮条件下,设置生物炭施加量分别为0、 20、 40 t/hm~2,测定土壤氮磷含量、容重和含水率以及冬小麦产量。结果表明:在2种水氮条件下,施加生物炭的土壤有效磷、铵态氮、硝态氮含量均有不同程度的增加,同时施加量为40、 20 t/hm~2的土壤容重分别减小6.44%、 5.69%,土壤含水率分别增加36.26%、 39.66%和33.53%、 35.78%;生物炭的施加可使冬小麦穗数及穗粒数增加,显著提高冬小麦产量。

• 中国土地利用与生态系统服务价值评估研究进展

  安国强,黄海浩,刘沼,孔凡彪,刘凯,徐跃通

  以文献分析和计量统计为主要方法,梳理中国土地利用与生态系统服务价值评估研究进展,分析目前存在的主要问题。结果表明:在评估国内各类、各区域土地生态系统服务价值的基础上,中国已经形成了较为完善的生态系统服务价值评估理论与方法体系,并逐步把研究结果应用到了生态补偿、自然资源资产核算、土地利用规划和土地整理等方面,实现了理论方法研究向应用实践的转化;生态系统服务价值评估在理论、方法和应用实践上仍存在诸多问题,应在厘清生态系统各服务类型、明确生态系统分类与土地利用分类之间的联系、清晰界定服务对象及受益范围、构建统一的评估标准体系等方面深入研究。

• 基于自复位支撑模型的敏感性分析

  刘行,陈昌萍

  为了研究自复位支撑模型在建筑结构发生较大变形后,能够较快地使结构耗散能量并回归初始位置的特性,利用直接微分法,推导实现自复位支撑模型响应的参数敏感性分析算法,并通过二次开发,将自复位支撑模型嵌入非线性有限元软件OpenSees。结果表明:采用自复位支撑模型不仅可以弥补结构因较大灾害而永久丧失承载功能的不足,还有助于减少结构的最大变形和残余变形;基于直接微分法的计算结果与有限差分法计算结果的对比验证了基于直接微分法的敏感性分析算法的正确性、精确性和高效性。

• 桩锚回收过程中基坑和地下室的力学特性

  郑全明,张西文,刘俊岩,刘燕,何东林,王杨,冯小冬

  为了研究可回收基坑支护体系在回收过程中基坑和地下室结构所受的土压力和变形特性,采用有限元软件Plaxis建立基坑桩锚回收体系模型,采用硬化土小应变模型模拟基坑周围土体,通过9个施工步序模拟桩锚回收的过程。结果表明:锚杆回收过程中,支护桩坑内位移增大,所受的土压力减小至接近主动土压力;钢管桩回收后,地下室外墙所受的土压力增大,所受的弯矩、剪力增大;桩锚体系回收过程中,基坑外土体沉降变形增大;当基坑周边对变形要求严格时,需要充分考虑桩锚回收期坑外地表的变形情况。

• 考虑振动停歇时间的浅层软基振动排水试验研究

  苗永红,王磊,殷杰

  以江苏省连云港市某软基处理项目的软土为室内研究对象,利用自主设计的动态固结渗透仪分析饱和软土在交通荷载作用下的动力响应;通过设置不同围压、共振频率和振动停歇时间,以及模拟不同施工工况,进行软土的振动排水固结试验,并与未考虑振动停歇时间的振动排水固结试验进行对比,重点分析不同振动停歇时间对软土排水固结特性的影响。结果表明:在振动荷载停歇时间段软土排水固结效果明显改善;在振动停歇时间相同时,软土排水固结效果随着围压的增大呈现弱化趋势;在某共振频率下存在软土排水固结效果最优的停歇时间,且该时间随共振频率的变化而不同。

• 锚杆回收期的支护设计模式研究

  刘燕,刘俊岩,郑全明,刘晨阳

  为了研究锚杆回收时支护体系的变形和稳定性,引入非线性土压力理论,探讨坑内回填土和已施工完成的结构对基坑变形和稳定性的作用,建立锚杆回收期的修正弹性杆系有限元模型,并利用实际基坑工程监测数据和数值模拟验证模型的准确性。结果表明:在锚杆回收过程中,肥槽内回填土和内部结构施工到一定程度后才能抵消锚杆拆除对基坑稳定性的削减作用;如果未回填或结构施工不到位,则导致基坑过大的变形,甚至失稳。