武汉理工大学学报

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超硫酸盐水泥与波特兰水泥混凝土显微结构与性能的比较研究

陆建鑫，水中和，田素芳，丁沙，曾潇

. 2013, (5): 1-7.

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对比研究了超硫酸盐水泥(SSC)与矿渣硅酸盐水泥(PSC)以及普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土在力学性能、水化热、微观结构性能的差异。采用XRD、SEM、TGDSC、FTIR表征3种水泥混凝土的水化产物及显微结构，以抗压强度来评价三者力学性能。研究结果表明：在混凝土配合比相同条件下，SSC早期3 d强度低于PSC和OPC，然而7 d龄期后强度增长迅速且超越PSC，并在28 d后达到40.5 MPa与OPC持平；SSC的水化产物主要是AFt钙矾石和C-S-H凝胶，AFt和剩余的CaSO4·2H2O被紧紧包裹在凝胶中，形成均匀的致密结构，与波特兰水泥水化产物的显著区别是未含有Ca(OH)2，Ca(OH)2含量大小为OPC＞PSC＞SSC。3种水泥的水化放热量大小为OPC＞PSC＞SSC，且SSC是一种水化热相当低的水泥。

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甲烷流量对类金刚石薄膜氢含量和性能的影响

黄星烨，孙瑶，张保军，汪洪

. 2013, (5): 8-12.

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采用射频等离子体增强化学气相沉积( RFPECVD)法，固定甲烷气压为1.33 Pa，变化甲烷流量30～100 sccm在玻璃上制备了一系列类金刚石(DLC)薄膜，采用残余气体分析仪、拉曼光谱和椭偏仪测试手段分别研究了甲烷等离子体中氢分压的变化、DLC膜中的氢含量和DLC膜的光学性能，采用摩擦磨损仪研究了DLC膜的耐摩擦性能。结果表明，随甲烷流量的增大，甲烷等离子体中的氢分压和DLC膜中的氢含量减小，光学带隙从1.77 eV减小到1.65 eV。在300～2 500 nm的波长范围内折射率随流量的增大而增大，中心波长550 nm的折射率从2.11增加到2.15。普通玻璃的摩擦系数约为1.2，而镀有DLC膜的玻璃的摩擦系数下降到0.4，甲烷流量为60 sccm时制备的DLC膜耐磨性最佳。

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硼硅酸盐玻璃中减少B₂O₃挥发的工艺研究

刘小青，何峰，房玉，乔勇

. 2013, (5): 13-17.

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研究了烧成温度、保温时间及配合料预处理工艺对硼硅酸盐玻璃中B2O3挥发的影响。研究表明，温度对B2O3挥发的影响主要表现在低温段（1 000 ℃以前），当有玻璃液形成，B2O3的挥发很小；随着保温时间的增加，B2O3的挥发率也逐渐增大，保温时间达到4 h B2O3的挥发趋于平缓；对配合料进行压片预处理，压力的大小也对B2O3的挥发率有一定的影响，压力为30 MPa时最为适宜；配合料干压法能有效降低B2O3的挥发，能将B2O3的挥发从粉料的13.34%降到8.36%。

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组成对花岗岩尾矿微晶玻璃结构及性能的影响

汤李缨，季守林，向光

. 2013, (5): 18-22.

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以一种花岗岩尾矿为主要原料，采用烧结法研制大掺量花岗岩尾矿微晶玻璃。通过基础玻璃的示差扫描量热法（DSC）曲线，确定样品的玻璃转变温度Tg、初始晶化温度Tx和晶化峰值温度Tp。借助 X 射线衍射分析(XRD) 和扫描电子显微镜 ( SEM ), 对晶化试样的物相进行测定和微观结构分析。探讨了花岗岩尾矿掺入量及组成变化对样品烧结、晶化及外观的影响。结果表明: 当花岗岩尾矿掺入量为质量分数40%，可制得主晶相为β硅灰石的花岗岩尾矿微晶玻璃，其晶体形貌为柱状且分布均匀，析晶温度范围为1 080~1 160 ℃；而随着花岗岩尾矿掺入量质量分数的增加（40%~70%），析晶下限温度提高，析晶温度范围变窄，析出的主晶相仍为β硅灰石，但晶相含量逐渐降低。

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碱激发胶凝材料R/Al控制方法的研究

陈立军，王德君，孔令炜，丁锐，黄德馨，赵洪凯

. 2013, (5): 23-28.

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根据理论研究，提出了有利于碱激发胶凝材料产物结构稳定性的R/Al控制方法。指出碱激发胶凝材料产物中R/Al的控制范围为(Na+K)/Al ≤1.0\[适用范围为(Ca+Mg)/(Si-Al)＜0.8\]，和(Ca+Mg)/(Si-Na-K)≤1.5\[适用范围为(Ca+Mg)/(Si-Al)≥0.8\]；此值越低，表明产物中的可溶性碱含量越少，产物的结构稳定性越好。根据试验研究，指出碱激发胶凝材料局部产物的R/Al控制指标过高，其产物达到一定数量，会导致胶凝体系28 d强度的降低和长期强度的倒缩，甚至可能发生碱集料反应。

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聚丙烯纤维及与聚氨酯复合材料吸声性能研究

曹书豪，张力，段可，翁杰，金学松

. 2013, (5): 29-32.

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利用吸声材料降噪是重要的噪声控制手段。通过干混，以热熔胶粘结，将聚丙烯（PP）纤维模塑成层状，研究了纤维长度、密度及厚度对材料的吸声性能影响，并研究了PP纤维与聚氨酯（PU）泡沫复合双层结构的吸声性能。发现PP纤维具有良好的中低频吸声性能。在纤维长度为5 mm，密度为0.51 g/cm3，厚度为40 mm条件下，材料平均吸声系数达到0.51。PP、PU的放置方式对材料的吸声性能影响较大，当PP纤维与PU泡沫厚度均为20 mm且纤维层面对声源时，复合材料的吸声峰位于480 Hz且吸声系数达0.86。本研究为实际应用中材料复合增强吸声性能提供参考。

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纤维掺量及长度对水泥净浆失水率的影响

蹇守卫，孔维，马保国，苏雷，陈露

. 2013, (5): 33-36.

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为了解纤维对水泥砂浆塑性收缩开裂的影响机理，采用改进过的滤纸法探究了不同聚丙烯纤维掺量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%，质量分数）、不同纤维长度（3 mm、6 mm、9 mm、12 mm）对水泥净浆失水率的影响。研究结果表明，在纤维长度3 mm、6 mm、9 mm时，随着掺量的增加，水泥浆有着基本的失水规律即先增大再减小再稍增大，并总是存在着失水率最大的纤维掺量（0.6%~0.8%），且最大失水掺量随着纤维长度的不同而不同。而在长度12 mm时却出现了反常，在0.6%处有着最小失水率。3 mm、12 mm纤维的保水性较6 mm、9 mm强，3 mm、12 mm的失水率低于空白样，6 mm、9 mm部分掺量有保水性，这与纤维的表面效应、堵孔效应、界面效应相关。

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利用废弃混凝土粉料制备粘结砂浆的研究

邓洋，蹇守卫

. 2013, (5): 37-40.

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为解决建筑垃圾成分复杂、粉料造成二次污染的问题，根据废弃混凝土粉料具有一定活性且多孔的特点，研究了废弃混凝土粉料掺量对陶瓷面砖粘结剂工作性和力学性能的影响规律。结果表明：多孔的建筑垃圾细粉料会导致瓷砖粘结剂砂浆的需水量增加、保水能力增强、凝结时间缩短，废弃混凝土微粉的优化掺量区间为外掺10%。采用XRD、SEM等测试技术从微观上揭示建筑垃圾微粉的掺入对力学性能的影响机理是：在低掺量条件下，多孔的建筑垃圾微粉在拌合初期孔洞吸水，形成局部低水胶比区，同时在水化过程中释放水分，促进了粉料周围水泥水化；高掺量时建筑垃圾微粉活性显著低于水泥的活性，降低粘结剂砂浆的总体强度。

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高温悬浮态下碳酸钙分解反应动力学的研究

王俊杰，颜碧兰，汪澜，徐迅

. 2013, (5): 41-44.

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采用一维炉研究了高温悬浮态下碳酸钙的分解反应动力学问题。具体的研究方法是基于不同反应机理的积分函数，确定了悬浮态下碳酸钙的分解反应机理最大可能为单步随机成核与生长，并计算出其表观活化能为67.2 kJ/mol，指前因子为65.5 s^-1。然后，对比分析了悬浮态和堆积态下碳酸钙的分解反应速率常数，研究结果表明，当煅烧温度小于1 035 ℃时，悬浮态下碳酸钙分解反应速率常数较堆积态要大，而当煅烧温度大于1 035 ℃时，则堆积态下反应速率常数较大。考虑堆积态下碳酸钙的升温时间，悬浮态下碳酸钙的分解时间远小于堆积态，例如，950 ℃时其完全分解需时11.11 s，1 200 ℃时仅为3.70 s。

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希夫碱铜配合物修饰电极对抗坏血酸的电催化性能研究

曹亚飞，李曦，董玉林，冯武，熊燕，李小雨，刘信，刘鹏

. 2013, (5): 45-49.

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采用电沉积方法制备了\[Cu(Sal-β-Ala)(3,5DMPz)2]/GC电极。考察了修饰电极制备的最佳条件，同时研究了\[Cu(Sal-β-Ala)(3,5DMPz)2\]/GC电极表面电荷传递过程特征以及对抗坏血酸的电催化行为。结果表明，在配合物浓度为0.3 mmol/L时进行10圈循环伏安扫描制备的修饰电极对AA的催化效果最好。计时安培法研究显示，在AA浓度为0.01~0.35 mmol/L的范围内，氧化电流与浓度之间存在良好的线性关系，灵敏度为55.20 μA/(mmol·L^-1)，检出限为0.30 μmol/L（S/N=3)

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脱硫橡胶沥青试验研究

李海滨，盛燕萍

. 2013, (5): 50-54.

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针对橡胶沥青易离析、高粘度等缺点，研究采用脱硫橡胶粉制备脱硫橡胶沥青，利用脱硫橡胶沥青溶胀模型，分析其改性机理，并对制备工艺展开研究，同时与普通橡胶沥青进行对照试验，研究脱硫橡胶沥青的性能。研究结果表明，脱硫橡胶粉比普通橡胶粉更易溶胀于沥青中，且伴有大量的化学结合，形成的脱硫橡胶沥青稳定性高；脱硫橡胶粉的最佳掺量为30%，加工工艺为剪切速率5 000 r/min、剪切温度170～180 ℃、剪切时间60 min，发育时间45 min；脱硫橡胶沥青较普通橡胶沥青的各项路用性能均有所改善，特别是175 ℃旋转黏度仅为普通橡胶沥青的1/4～1/3，48 h软化点差约为普通橡胶沥青的1/2。

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应力吸收层结合料感温性指标研究

周燕，张凯，李自林，陈拴发

. 2013, (5): 55-59.

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针对应力吸收层改性沥青感温性评价方法的不足，在相关研究的基础上提出了应力吸收层改性沥青感温性的评价方法。分析了针入度指数（PI）、针入度粘度指数（PVN）及粘温指数（VTS）等对试验结果的影响，并提出了适宜的评价指标。结果表明：改性沥青动力粘度（60 ℃）过大时，测试准确率降低，而PVN和VTS指数受其影响较大。选择改性沥青老化后（5 ℃，15 ℃，25 ℃，30 ℃）4个温度的PI值进行感温性评价，能有效地区分各种改性沥青的感温性。研究成果为应力吸收层改性沥青的质量控制及实际推广应用提供了试验依据。

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方形FPSO系泊系统动力分析

陈曦，戴愚志，王赤忠，赵九龙

. 2013, (5): 60-65.

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海洋结构物系泊系统设计和分析对其安全操作至关重要，以往的研究大多集中于深水平台。将对浅水中作业的方形FPSO系泊系统动力特性展开研究，分析对比浅水中钢链和聚酯缆两种系泊系统的动力特性和浮体位移，并根据API规范校核自存工况下系缆强度并验证浮体在浅水中是否会触底，之后根据结果确定合理的系泊系统设计方案。分析方法基于三维势流理论和浮体运动的耦合时域模拟，浮体水动力分析中考虑浅水效应，计算了二阶波浪的二次传递函数矩阵，系缆张力分析基于有限元理论。结果表明聚酯缆系泊系统更适用于浅水区域作业的FPSO。

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求解舰艇抗损性优化的改进变尺度混沌遗传算法

侯岳，浦金云

. 2013, (5): 66-72.

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为满足舰艇抗损性优化的需要，构建了优化的数学模型；针对以往该类问题求解算法时间长、易早熟的不足，对传统的遗传算法进行了改进。首先通过适应度函数的标定，自适应的调节了个体选择的概率；然后对交叉概率和变异概率进行了动态修正；不仅如此，利用变尺度混沌优化算法对种群中的较优个体进行了混沌搜索，避免了陷入局部最优解。案例优化结果的对比表明，改进的遗传算法能够快速地搜索到全局最优解，特别是避免了不成熟的收敛，较好地指导了抗损性的优化设计。

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基于主成分追踪的航空货运量预测研究

游庆山，徐海文，雷开洪

. 2013, (5): 73-77.

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介绍矩阵低秩稀疏分解理论，推导矩阵低秩稀疏分解的交替方向主成分追踪算法(Principal Component Pursuit by Alternating Directions Methods PCP_ADM)，并研究此理论在我国航空货运量预测中的应用。以2002—2009年我国航空货运量的按月统计数据为基础，交替主成分追踪算法不但可以得到航空货运量的逐年变化规律、季节变化规律，而且可以分析突发经济事件特别是经济危机对我国航空业的冲击。依据矩阵分解的低秩项(我国航空货运量的内在变化规律)可预测2010年每个月航空货运量，预测结果显示最大预测误差不超过8.27%，绝大部分相对误差在3%以下，为航空运力市场的调控以及民航运输业健康发展提供理论支持。

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铁路货运机车检修布局优化研究

李雨鸿，何世伟，李代坤

. 2013, (5): 78-83.

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铁路货运机车检修布局是整个铁路运输生产力布局的重要组成部分，对提高检修效率、降低检修成本具有关键作用。从我国实际情况出发，在考虑各个候选点检修能力的前提下，以系统内检修点的改扩建费用和机车因检修作业产生的回送费用之和最小为优化目标，考虑了在检修点的覆盖距离内，以需求点和候选检修点的对应关系为约束建立了铁路货运机车检修布局优化的数学模型。最后，借助MATLAB商业软件进行算例分析，验证了模型的有效性。

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疏松砂岩层宏观弹性模量计算模型研究

关成尧，漆家福，邱楠生，白相东，赵国春，袁四化，买买提吐尔逊库吐鲁

. 2013, (5): 84-89.

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用介观颗粒接触力学模型建立宏观弹性模量的理论规律，干颗粒堆积体宏观弹性模量和颗粒所受应力的1/3次方成正比，埋深越大，宏观弹性模量越大。颗粒直径是影响颗粒堆积体宏观弹性模量的重要因素，颗粒直径越大，宏观弹性模量越大。研究等径颗粒体的5种常见排布方式对宏观弹性模量的影响，确定调整系数，配位数和弹性模量呈大致的反比关系，但是配位数变化并不意味着巨大的弹性模量变化。颗粒堆积体的变形不符合胡克定律，并且弹性模量也存在各向异性。

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纤维陶瓷复合材料抗侵彻试验与数值模拟分析

王全胜，郭东，李忠平，侯晓峰

. 2013, (5): 90-94.

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以100 mm半穿甲弹为防护对象，对纤维陶瓷复合材料的抗侵彻性能进行了试验研究，采用LSDYNA软件建立了弹体侵彻纤维陶瓷复合靶板的有限元分析模型，给出了弹体与靶体的破坏变形发展过程及应力波传播过程，结果表明，纤维陶瓷复合材料对弹体的磨蚀程度较明显，可以较大程度地降低弹体的剩余能量，有限元计算结果与试验结果吻合较好，为下一步试验与理论分析提供了参考。

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爆炸冲击波作用下钢板混凝土组合结构受力性能分析

姜鹏飞，叶琳，伍俊

. 2013, (5): 95-98.

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为防护爆炸冲击波对建筑物的破坏作用，提出了一种新型钢板混凝土组合结构，分析了组合结构在爆炸冲击波作用下的变形及变形吸能特性。采用单向构件在均布荷载作用下的抗力分析方法，推导了基于极限抗弯承载力的组合结构极限抗力的计算公式；采用单向构件在冲量荷载下的动力响应分析方法，对组合结构的整体变形进行了分析，推导了基于大挠度变形的组合结构变形以及变形吸能计算公式，系统分析了爆炸当量、结构高度、结构厚度等因素对组合结构变形的影响。结果表明，随着爆炸当量、结构高度增大，结构厚度以及钢板厚度减小，组合结构墙体转角增大，变形加剧。

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基于曲率模态和柔度曲率的梁结构损伤识别

曾雅颖，周奎

. 2013, (5): 99-104.

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选用模态柔度曲率差和曲率模态差进行损伤识别研究，提出一个基于曲率模态差的新指标。首先进行混凝土简支梁和三跨连续梁的损伤识别数值算例分析，然后以钢纤维混凝土简支梁为试验对象进行试验研究，最后通过数值与试验研究分析，结果表明，对于梁结构的损伤，曲率模态差较柔度曲率差更敏感；提出的基于曲率模态差的改进指标在一定程度上可以剔除曲率模态差的某些误判。

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大直径薄壁钢管排污管线的安全评估

杨繁，芮瑞，刘鹏

. 2013, (5): 105-110.

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新建构筑物往往对周边管线安全产生威胁，管道受损又对新建建筑物和周边环境安全造成安全隐患，因此在实际工程中得到了极大的关注。简单的采用管线改迁的方案常常造成巨大的浪费，同时延误工期，而目前的管线安全控制方法以监测为主，监测数据出现异常时，往往管线已经破坏或受损，安全和正常使用均无法保证。以大直径薄壁钢管排污管道为例，以管道所属部门的相关规范为依据确定安全验算项目和安全评价标准，采用相关理论计算公式与三维数值计算相结合进行验算，继而根据其评价标准进行综合评价，为相关管道安全评估提供了参考。

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基于模糊集理论的深梁抗剪承载力分析

刘华新,柳亚男,曹璞琳,王学志

. 2013, (5): 111-115.

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为了建立钢筋混凝土深梁抗剪承载力分析模型，利用模糊综合评判方法分析深梁抗剪承载力的主要影响因素，包括剪跨比、混凝土强度、水平钢筋屈服强度和竖向钢筋屈服强度。结合模糊集理论，比较并选取权重确定方法，以确定各因素的权重。算例比较分析结果表明，运用模糊综合评判方法评判深梁的抗剪承载力简便易行，评判结果与试验结果吻合较好，具有较大的工程实用价值。

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轴压复合节能轻质墙板有限元分析

过轶青，曹平周

. 2013, (5): 116-121.

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为研究轴心受压复合节能轻质墙板受力性能，以轴压墙板试验为基础，建立了轴压墙板的有限元模型。通过与轴压墙板试验研究结果进行比较，验证了所建轴压复合节能轻质墙板有限元模型的正确性。利用该有限元模型，探讨了自攻螺钉间距、直径等参数对轴压复合节能轻质墙板承载能力影响程度与规律。通过研究可知，自攻螺钉间距、直径与薄面板强度、弹性模量等参数对墙板轴压承载能力有较大影响。并以此为基础，提出复合节能轻质墙板轴压承载力简化计算公式。

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三种基于骨架构建体污泥复合调理剂脱水泥饼土工性能研究

李亚林，陈宁宁，张诗楠，杨昌柱，何姝，李野，毛苇，时亚飞，张昊，杨家宽

. 2013, (5): 122-126.

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以含水率为97.3%的原污泥为对象，选择了3种基于不同骨架构建体的复合调理剂(FL、FS和SF)进行污泥脱水试验，对脱水效果及脱水泥饼作为填埋处置的土工性能进行了研究。结果表明，3种体系中，添加无机调理剂起骨架构建体作用，污泥比阻和CST均有降低，可以显著改善污泥脱水性能。在不外掺其他固化剂的条件下，脱水泥饼固化体的无侧限抗压强度和黏聚力随养护龄期增加而增长，摩擦角变化不大，具有优良的固化土工性能。

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电化学催化降解有机废水的研究进展

赵晓梅，谢正伟，何平，戴可

. 2013, (5): 127-133.

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有机废水毒性高、对环境和人体的危害较大，如何对它进行处理受到越来越多的关注。相对于传统处理方法，电化学法具有效率高、催化性好、反应易于控制等优点，被广泛地应用在有机废水处理方面。主要从电化学氧化、电化学还原、电解等几个方面介绍了电化学法对有机废水的催化降解现状，总结了不同电极材料对有机废水电化学催化降解性能的影响。寻找性价比高、寿命长的电极材料将是电化学法处理有机废水的主要方向，同时，电化学法与其他方法联用也将成为今后有机废水处理的主要方法。

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高压直流故障电流限制器的研制

谢飞，李格，陈强健，谢志义

. 2013, (5): 134-139.

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高压直流故障电流限制器HVDCFCL（High Voltage Direct Current Fault Current Limiter）在环境特殊的先进实验超导托卡马克EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)核聚变实验装置，尤其是一些对电气故障敏感的关键设备上起到了有力的保护作用。为设计高可靠性的HVDCFCL装置，在Fink、Baker和Owren (F-B-O)原设计模型等效时变电阻忽略并联电感模型基础上，给出了限制器铁芯叠片内层部分完全饱和的分析方法。建立了考虑等效并联电阻与电感的仿真模型。利用其结构约束条件，设计完成的新模型测试结果表明，当最内层铁芯叠片未完全饱和时，实测测试结果与理论分析结果基本吻合；在电压等级较高时，随着铁芯叠片饱和度逐渐升高，吻合度随之降低，此时考虑并联电感效应的仿真波形与实测波形有较好的吻合。改进了F-B-O高压直流故障电流限制器设计方法，并给出了相关仿真方案，仿真结果验证其能将故障电流限制在400 A以内。

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无人机遥感数据处理流程及产品分级体系研究

张周威, 余涛,孟庆岩,胡新礼

. 2013, (5): 140-145.

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对天津地区无人机实验获取的单CCD四波段光谱成像仪数据进行分析，首先确定无人机遥感数据辐射/几何校正的方法，然后通过改变辐射/几何校正顺序，设计预处理研究流程，最后从图像的统计特征和纹理特征两方面入手，定量化地分析校正的先后顺序对处理结果的影响，并以此为依据建立新的无人机数据产品分级体系，为无人机遥感数据的处理流程优化及产品分类分级提供参考。

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无线传感器电磁脉冲效应实验及防护电路设计

陈子鹏，戴亚文，李鹏，李卓球

. 2013, (5): 146-151.

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为了研究静电电磁脉冲对无线传感器的影响，参照IEC61000-4-2标准，使用辐照法及注入法进行了静电电磁脉冲效应实验。实验结果表明，无线传感器在静电电磁脉冲作用下，会出现死机、重启或通信错误等现象。在此实验基础上，设计了一套无线传感器防护电路，使用TVS二极管作为一级防护，π型高通滤波网络作为二级防护，并使用ADS仿真软件测试无线传感器防护电路的滤波能力及阻抗匹配。该防护电路不仅能够进行传统的ESD保护，避免传感器内部电路因受到过大场强产生的高电压而造成损坏，同时可以实现负载匹配，得到最大功率输出。

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电机动态参数的鲁棒最小二乘辨识方法研究

韩冰, 向馗, 吴细秀, 龙飞, 黎波

. 2013, (5): 152-156.

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最小二乘常用于辨识电机参数的动态变化，对于电机的精确控制至关重要。工况条件下的电流、电压采样都包含大量噪声，电机模型中的求导操作进一步放大了噪声，导致最小二乘的信息矩阵奇异，辨识结果出现很大偏差。为提高辨识方法的噪声鲁棒性，提出了两种思路。一是用三次样条拟合采样信号，然后求解其一阶和二阶导数，可防止高频噪声在求导过程中被继续放大。二是采用岭回归估计取代最小二乘估计，避免矩阵求逆出现病态结果，消除信息矩阵奇异性的影响。基于半实物仿真的实测数据表明，两种改进方法均可获得更加合理可靠的辨识结果。

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