武汉理工大学学报

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高镁中热硅酸盐水泥的制备及性能研究

马忠诚，姚燕，王显斌，刘云，文寨军，许晓英

. 2014, (9): 1-6.

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利用工业生产用原料，制备了高镁中热硅酸盐水泥（以下简称“高镁中热水泥”），并分别对其强度、水化热、膨胀性、压蒸安定性等宏观性能进行了检测，借助XRD、岩相等现代测试方法对其微观结构进行了分析。结果表明：熟料硅率宜控制在2.30～2.80范围内；熟料中fCaO含量随着MgO含量（以质量分数计，下同）的提高而逐渐增大，过高的MgO含量对熟料烧成不利。水泥中MgO含量的提高，一定程度上降低了水泥中钙质硅酸盐矿物的含量，导致试验制备的高镁中热水泥的各龄期强度均随之下降；高镁中热水泥熟料中MgO含量的增长对水泥水化热影响不大，熟料中的MgO具有一定的后期（28 d以后）微膨胀性，150 d后该膨胀趋于平缓；当熟料中MgO含量小于6.39%时，压蒸安定性合格。XRD和岩相分析表明，高镁中热水泥熟料中存在游离氧化镁（即方镁石），而且随着熟料中氧化镁含量的增加，熟料中方镁石的含量也随之增加，并且多数方镁石晶体呈现团聚状态。

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低温高强SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Na₂O陶瓷结合剂的结构与性能研究

周琪，何峰，谢峻林，张文涛

. 2014, (9): 7-11.

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陶瓷结合剂被广泛应用于金刚石磨料磨具的生产。制备了一组低温高强SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Na2O陶瓷结合剂。通过XRD、DSC、力学测试仪、热膨胀仪以及SEM等方法测试分析了陶瓷结合剂的结构与性能。结果表明，1#至3#组陶瓷结合剂的最佳烧结温度分别为720 ℃、700 ℃以及680 ℃，同时该组陶瓷结合剂平均抗折强度可达110 MPa左右，热膨胀系数约为6.80×10⁶~7.0×10⁶℃-1等。同时分析讨论了SiO₂与B₂O₃相对含量的变化对该陶瓷结合剂结构与性能的影响。

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Bi₂O₃/TiO₂复合光催化剂对甲基橙的光催化作用

邹浩，宋绵新，刘攀，张继黎，边亮，李伟民

. 2014, (9): 12-16.

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以溶胶凝胶法制备了Bi2O3/TiO2复合光催化剂，用TEM、HRTEM、XRD、Raman、FTIR、PL、UV-Vis DRS等对其结构、性质进行表征，并以甲基橙为有机污染物对Bi2O3/TiO2复合光催化剂活性进行研究。结果表明：复合少量Bi2O3可抑制TiO2由锐钛矿相到金红石相相变及其颗粒的生长。n(Bi)∶n(Ti)=0.017 5配比的Bi2O3/TiO2复合光催化剂活性最好，当用量为2.5 g/L时，25 mg/L的甲基橙溶液在500 W氙灯下照射5 h后，脱色率达到99.4%，2.1倍于Degussa P25 TiO2。

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红柱石在高强陶瓷薄板材料中的应用研究

吴建锋，张电，徐晓虹，周炀，汤召辉，李敬雯

. 2014, (9): 17-21.

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为了提高陶瓷薄板材料的强度，以鄂尔多斯钾长石、高岭土、石英、滑石、广东英德钠长石和新疆红柱石为主要原料，研制了用于外墙的瓷质陶瓷薄板。研究了配方组成、烧成温度、相组成、微观结构对样品强度的影响。结果表明：红柱石的加入量为5%，经1 120 ℃烧成的样品性能最佳，吸水率为0.34%，气孔率为0.81%，体积密度为2.43 g/cm3，线收缩率为10.33%，弯曲强度为90.23 MPa。相组成和微观结构分析表明样品的晶相为石英、莫来石和红柱石。针棒状莫来石在样品中均匀分布，对样品起到增韧增强的作用。红柱石在样品中起高温挺坯作用，添加适量的红柱石可以增加样品的致密度，提高样品的强度，添加量过多会导致气孔率增加、强度降低。

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研磨对生物质灰粒度和胶凝活性的影响

张华,薛永杰，石占斌

. 2014, (9): 22-27.

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首先通过机械研磨方式对生物质电厂焚烧飞灰（以下简称生物质灰）进行改性；其次研究了不同生物质灰的化学成分、微观形貌、粒度分布特性，开展了不同掺量替代水泥胶砂强度试验，最后考察了生物质灰的潜在胶凝活性。结果表明，研磨处理明显改善了生物质灰的粒度分布及微观形态；宏观上反应为高硅型生物质灰用于水泥掺合料表现出了较高的火山灰活性。经过研磨处理的低硅灰在胶砂试件中等量替代水平下，改性低硅型生物质灰与Ⅱ级粉煤灰强度贡献水平相当，粒度分布、SEM图像观察结果与其胶砂试件的强度发展规律基本一致。就强度试验结果而言，高硅型和低硅型生物质灰分别可替代SF85微硅粉、II级粉煤灰在水泥制品中得到应用。

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复合白乳浊玻璃釉的研究

程金树,聂盼，李娜，何聪

. 2014, (9): 28-31.

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在ZnO-B₂O₃-SiO₂无铅基础釉的基础上，通过添加P2O5和TiO2来制备乳浊釉面玻璃。采用XRD、SEM、热膨胀系数测试和白度测试等测试技术分析组成对乳浊釉理化性能的影响，探讨了复合乳浊的乳浊机理。通过对复合乳浊釉面和单相乳浊釉面进行白度测试，分析对比发现复合乳浊的效果比单相乳浊要好，且单相乳浊的结果显示磨加法制得的乳浊釉效果比熔加法好。选定基础釉的热膨胀系数与玻璃基体相匹配，符合热膨胀系数的要求，且制得的复合乳浊釉的白度可达61.06。

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基于后掺法的混凝土坍落度恢复技术研究

谭洪波，李信，马保国，林超亮，戚长亚，张昺榴

. 2014, (9): 32-36.

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通过水泥对减水剂的吸附、水泥浆溶液Zeta电位、净浆流动度和混凝土坍落度等试验，分析了后掺聚羧酸减水剂量和添加时间对水泥净浆流动性、混凝土工作性能的影响及其相互关系，在此基础上提出了恢复混凝土坍落度的技术方法。结果表明：后掺法通过降低水泥颗粒对减水剂的吸附和减小颗粒的Zeta电位，能够有效避免早期水化产物对减水剂的吸附包裹，提高减水剂的有效分散能力；减水剂后掺的量与时间的合理匹配，可在一定时间内恢复混凝土坍落度，当先掺80%、后掺20%的减水剂时，在2 h内可以显著地改善坍落度损失。

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生焦焙烧脱硫动力学研究

董宏静，谢刚，姚云，于站良，郑绍聪，施辉献

. 2014, (9): 37-41.

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生焦是制备高纯石墨主要原料之一，对其热解脱硫特性进行动力学研究。在氩气气氛下，利用TGDSC联合法对样品进行热重差热扫描分析，采用差减微分（FreemanCarroll）法对样品的热解数据进行处理。结果表明，添加Na2CO3生焦热解过程可分为3个阶段，第一阶段为试样脱吸附水的过程，脱水温度360~456 K，质量减少1.92%；第二阶段为生焦热解脱硫的主反应阶段，反应温度783~1 174 K，质量减少16.86%；第三阶段为残余物的分解过程。热解最终产物为炭和硫化钠。添加Na2CO3后生焦脱硫率提高，其表观活化能E为157.12 kJ/mol，指前因子A为5.4×108 min-1，反应机理函数为f (α) = (1-α)6.13。

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腐蚀疲劳作用下道路混凝土性能影响因素分析及预测

关博文，於德美，杨涛，熊锐,陈拴发

. 2014, (9): 42-47.

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以室内疲劳荷载与硫酸盐腐蚀作用下混凝土抗弯拉强度劣化试验结果为依据，应用灰色理论分析配合比设计参数（水灰比）、应力水平、硫酸盐浓度等内外部因素对混凝土性能的影响，分析了疲劳荷载与硫酸盐侵蚀环境下混凝土的性能劣化规律并通过建立多元灰预测模型。分析结果表明：对道路混凝土耐腐蚀疲劳影响最大的是水灰比，其次为疲劳荷载和硫酸盐浓度。道路高性能混凝土配合比设计中，应主要采用优化道路混凝土材料组成的方法改善水泥混凝土抗疲劳荷载硫酸腐蚀能力。建立的GM（1，3）灰色预测模型，能够较好地预测水泥混凝土耐腐蚀疲劳性能。

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含盐高湿环境对沥青混合料性能及内部形态的影响

张苛，张争奇

. 2014, (9): 48-53.

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为了深入研究含盐高湿环境对沥青混合料的侵蚀机理，促进临海地区沥青路面的建设。在5%、10%和15%的NaCl溶液中干湿循环沥青混合料以加速模拟含盐高湿环境的侵蚀，通过室内试验研究氯盐溶液对沥青混合料性能的影响，并采用CT扫描研究混合料内部微观结构的变化。结果表明：混合料的高温、低温、水稳及耐久性能均随NaCl溶液浓度的增加逐渐下降，尤其是水稳定性下降最严重，残留稳定度和冻融劈裂强度比无法满足规范要求；混合料的空隙率随干湿循环次数的增加逐渐增大，混合料内部析出氯盐晶体并不断膨胀，最终导致了沥青混合料性能劣化。

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船用钢与复合材料混合连接结构设计优化研究

李晓文，李平，田太平，林壮，杨东梅

. 2014, (9): 54-60.

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钢与复合材料混合连接作为一种新型的轻量化连接形式，能够在减轻船体结构重量的同时保证良好的力学特性。结合有限元方法和力学试验，研究复合材料上层建筑与钢质主船体之间的连接结构，即无碱玻璃纤维增强蒙皮与巴萨木构成的夹层板与钢板之间的混合连接结构，对其宏观承载能力、几何特征以及微观材料特性、应力分布进行系统分析，结果表明应用优化设计的混合连接形式能减重约45%。优化几何特征可以有效缓解应力集中，优化后结构的应力水平约为原始构件的12%~38%。因而这种连接形式和设计优化方法对船舶轻量化设计有一定的指导意义。

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On-line SVM在船舶设备故障预测中的应用

许小伟，范世东，姚玉南

. 2014, (9): 61-67.

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船舶设备众多、型号多样、结构复杂，故障预测所需的有效数据偏少，而大规模的在线数据监测又受制于存储空间和计算时间的限制。利用On-line SVM建立了故障预测模型，分析了船舶设备故障预测的流程；并以某船舶主机的燃油系统为例，验证了模型的准确性，认为基于Online SVM的故障预测精度较高，解决了船舶设备故障预测中的超大样本、非线性以及高维复杂数据问题。

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雾天对高速公路驾驶员视觉影响研究

高建平,张续光

. 2014, (9): 68-72.

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雾通过本身的光学现象影响驾驶员视觉和心理，从而导致事故的发生。雾对驾驶员视觉的影响主要表现在雾对驾驶员车距估计及目标识别距离影响两方面。通过分析雾对驾驶员视觉影响机理，提出雾滴粒子对光的衰减以及对相对亮度的影响。以现场试验方式对雾天与驾驶员车距估计及对驾驶员目标识别距离关系进行分析,实验结果表明，雾环境下驾驶员对车距的估计会偏大，且能见度越低驾驶员对车距估计偏差越大；随能见度降低驾驶员对目标识别距离降低，且能见度低于150 m时，目标识别距离降低速率急剧增大。

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不连续地质构造中偏压隧道围岩受力弹性解

张建智，俞缙，蔡燕燕，陈旭，穆康

. 2014, (9): 73-78.

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尝试建立应力边界条件，通过Airy应力函数法解答不连续地质构造中偏压隧道围岩受力问题，并获得应力位移弹性解。经讨论发现，与b→∞模型相比，b→c模型更适于分析不连续地质引起的围岩偏压效应。结果表明，不连续地质引起的偏压现象使围岩各方位应力集中程度不同，径向应力的极值方位发生变化，同时环向应力的极大值位置发生转移。得到的结果为不连续地质构造中隧道偏压问题提供理论解答。

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海洋环境下FRP-混凝土界面粘结退化的可靠性分析

卢亦焱，杨婷，李杉，李娜

. 2014, (9): 79-84.

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开展了海水浸泡作用下FRP混凝土界面粘结性能的可靠性研究，根据海水浸泡作用后的FRP混凝土界面粘结试验结果，分析了FRP混凝土界面断裂能的概率分布；采用非线性回归方法建立FRP混凝土界面断裂能与腐蚀时间的关系式。在此基础上，采用可靠度理论计算任意腐蚀时间下不同FRP混凝土界面设计断裂能平均值和标准差的可靠度指标。结果表明：FRP混凝土界面断裂能服从正态分布。随着腐蚀时间的增加，可靠度指标会先迅速降低后缓慢降低。设计断裂能的平均值和标准差对界面可靠度指标有较为显著的影响，平均值越大，任意腐蚀时间下的可靠度指标越小；标准差越大，可靠度指标在一段较短的腐蚀时间后会越大。

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考虑初始裂缝的GFRP筋混凝土梁受弯性能试验

代力,何雄君,杨文瑞,沈锋

. 2014, (9): 85-89.

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基于12根带初始裂纹的GFRP筋混凝土梁进行了弯曲性能试验研究，在考虑初始裂缝和混凝土标号等因素的情况下，对试件受弯承载力、破坏模式及裂缝扩展过程进行研究和分析。结果表明：初始裂缝的存在对GFRP筋混凝土梁的破坏形式没有明显影响；随着荷载的增加，考虑初始裂缝和不考虑初始裂缝的GFRP筋混凝土梁均由于受压区混凝土压碎而破坏；相同混凝土标号情况下，带初始裂缝试件跨中挠度与无初始裂缝试件的相比略大；混凝土标号对带初始裂缝GFRP筋混凝土梁的刚度有所影响，随着混凝土标号的提高，初始裂缝对试件所造成的承载能力降低的趋势有所减缓。

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港珠澳大桥组合连续箱梁模型试验研究

刘沐宇,毛玉东,邓晓光,徐镜,张强,卢志芳

. 2014, (9): 90-95.

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以港珠澳大桥组合连续箱梁为研究背景，基于相似原理设计制作了2×8.5 m的钢混组合连续箱梁试验模型。根据实桥施工过程和运营荷载，对试验模型开展分级加载试验和有限元模拟。结果表明：正常运营和150%运营荷载下，集束式剪力钉和混凝土板连接良好，钢箱梁、混凝土板应变和挠度呈线性增长，且卸载回弹良好，表明钢混组合连续箱梁桥受力安全储备高，结构整体性能好，值得推广应用。

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圆端形钢管混凝土短柱轴压性能仿真分析

李培鹏，任志刚

. 2014, (9): 96-101.

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基于ABAQUS内核脚本接口，运用Python语言编写圆端形钢管混凝土的参数化建模程序，采用Von Mises、Concrete Smeared Cracking、Concrete Damaged Plasticity 3种混凝土材料模型，开展了圆端型钢管混凝土短柱轴压性能非线性有限元分析，并与已有实验结果进行比较，以校验模型的适用性。最后，分析了不同截面高宽比对构件约束效应和承载性能的影响。结果表明：基于脚本语言的参数化建模方法很大程度上提高了构件建模和分析效率；Concrete Damaged Plasticity模型相对其他两种模型更具合理性；截面半圆和直边附近区域分别为核心混凝土的强/弱约束区，整体约束效应随着高宽比增大而减弱；约束效应的减弱对极限承载力的影响不明显，但会导致构件塑性和延性的明显减小。

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地下连续墙施工周边土体水平应力和位移的解析解

裴尧尧，夏元友，周正楹，王智德，周雄

. 2014, (9): 102-108.

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将复变弹性理论应用于地下连续墙施工过程周边土体水平应力和位移求解。首先通过有限差分数值模型对比计算，讨论了将泥浆护壁作用下地下连续墙成槽开挖三维问题简化为平面应力问题求解周边土体水平应力和位移的可行性，在此基础上通过保角映射将矩形槽以外的无限区域映射到单位圆域，利用复变弹性理论推导了地下连续墙施工过程中周边土体水平应力和位移的求解公式。与数值解的对比验证了推导出解析解的精确性，并进行了参数学习，得出了槽面中心点最大水平位移的计算简式。最后将其应用于实例分析，验证了解析解的实用价值。

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基于湛江组结构性黏土的桩荷载传递公式

俞晓，卢婉，汤斌

. 2014, (9): 109-113.

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针对湛江组结构性黏土的工程地质特性，采用荷载传递法研究了湛江组结构性黏土中桩土荷载传递的性状。提出了一种新的考虑侧阻软化的传递函数，并用该函数来描述湛江土从结构性完好到结构性逐渐丧失直到残余强度这一变化过程。进一步分析了各参数对传递函数的影响。最后，用提出的传递函数对湛江组结构性黏土中试桩的实测数据进行了非线性拟合，拟合效果良好，证明了该函数能较好地反映湛江土中桩土荷载传递机理。

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絮凝和稀释对尾矿沉降性能的影响及工程建议

王勇,吴爱祥,王洪江,周勃

. 2014, (9): 114-119.

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针对深锥浓密机在尾矿浓缩过程中絮凝效果差这一问题，开展了稀释倍数和絮凝剂添加时间对尾矿沉降性能影响。共准备7组质量分数为25%的尾矿料浆，其中3组料浆先分别稀释至20%、15%和12%，再加絮凝剂；3组料浆先添加絮凝剂，再稀释至20%、15%和12%；还有1组料浆添加絮凝剂但不稀释作为对照实验。7组料浆沉降实验结果表明，随着尾矿稀释质量分数降低，沉降速度明显加快，并对尾矿稀释倍数和沉降速度加快倍数进行回归，结果显示，二者遵循幂函数关系；相同尾矿稀释质量分数，絮凝剂在稀释前添加和稀释后添加尾矿沉降速度相差较大，稀释后添加分别是稀释前添加的2.5倍、7.0倍和14.5倍。从物理模型角度解释了稀释倍数、絮凝剂添加时间对沉降速度的影响。根据实验结论，给出深锥浓密机絮凝剂添加点布置建议，为深锥浓密机高效运行提供依据。

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石墨相氮化碳的制备及其光催化性能的研究

史振涛，王瑾，许士洪，李晔

. 2014, (9): 120-124.

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通过煅烧双氰胺制备了一种具有优异可见光活性的石墨相氮化碳（gC3N4）光催化剂。紫外可见吸收光谱表明，该光催化剂的吸收边在460 nm左右（Eg = 2.7 eV）。该光催化剂采用X射线衍射图谱、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜等进行表征分析。结果表明，该光催化剂为石墨相，呈片层状结构，颗粒粒径约为5～7 nm。甲基橙溶液的降解实验结果表明，其在2.5 h内降解率可达86.2%。另外，还对该光催化剂的催化机理进行了探究。结果表明，在催化降解过程中起主要作用的是h+和·O^-₂。

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内河船舶生活污水排放监控系统开发及实验研究

邓健，，杨献朝，陈立家，陈姚杰，李涛，范存龙

. 2014, (9): 125-129.

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随着我国内河航运的快速发展，船舶作为流动污染源带来的环境污染威胁越来越紧迫，其中船舶生活污水带来的污染尤为严重。针对内河船舶生活污水违规排放带来的污染风险，设计了一套船上和岸上联合在线监控系统，系统利用船舶AIS（Automatic Identification System）/ENC（Electronic Navigational Chart）终端，并结合了传感器、AIS/3G通信和软件监控平台，系统安装在实际的船舶上进行了实验工作。研究表明，系统功能良好，将实时监控功能成功应用到了船舶生活污水排放的监管。

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融合两层卡尔曼滤波和Mean Shift的自适应目标跟踪算法

田浩，杜凯，巨永锋

. 2014, (9): 130-136.

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为了改进Mean Shift算法及其与卡尔曼滤波融合跟踪算法的性能，提出了融合两层卡尔曼滤波和Mean Shift的自适应目标跟踪算法。首先通过运动学方程建立第一层的数学模型；然后利用巴氏系数、滤波器噪声与跟踪结果之间的关系，自适应地调整跟踪结果，得到目标的位置；最后对目标核函数直方图中的每个非零元素进行第二层滤波，通过动态变化的滤波残差和巴氏系数，实时调整更新滤波器中的各项参数，得到滤波后的目标模板。实验表明，该文算法与Mean Shift算法和单层卡尔曼滤波算法相比，在目标遮挡、光照变化和复杂环境下的跟踪效果更好。

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