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关键词： 口蹄疫病毒   病毒样颗粒   稳定性   结构改造  

摘要： 提高口蹄疫病毒样颗粒(FMDV VLPs)的稳定性是推动其作为疫苗广泛应用的关键。基于O型FMDV三次轴界面的结构分析,提出一种“截断-插入”改造策略:在VP2蛋白N末端截去10个氨基酸残基,并在第11位氨基酸前插入一段由6个氨基酸残基构成的迷你螺旋结构,以提升FMDV VLPs的稳定性。结果显示,改造后的突变蛋白VP0(命名为VP2mut)与VP1、VP3成功实现可溶性共表达,经酶切后成功自我组装形成VLPs(命名为VP2mut VLPs)。透射电镜观察表明,VP2mut VLPs保留了与野生型VLPs(WT O VLPs)相似的形态结构,动态光散射测定其水合直径约为30 nm。稳定性试验结果显示:VP2mut VLPs的熔解温度较野生型提高了3.2 ℃;在室温放置7 d后,其剩余完整抗原含量仍达40%,37 ℃放置3 d后,剩余完整抗原含量仍达20%以上;在pH 6.5环境中处理10 min后,剩余完整抗原含量仍高于50%。本研究成功构建了稳定性显著提升的FMDV VLPs,为后续开发高效、稳定的FMDV VLPs疫苗奠定了重要基础。

关键词： 低强度超声波   硫酸盐型厌氧氨氧化   脱氮机理   微生物群落  

摘要： 硫酸盐型厌氧氨氧化是一种在厌氧条件下同步去除NH4+和SO42-的新型生物处理工艺。探究了低强度超声波对硫酸盐型厌氧氨氧化启动、系统脱氮除硫性能、污泥特性和胞外聚合物的影响。结果表明,低强度超声波辐照加快了S-Anammox的启动过程,还提高了S-Anammox的脱氮除硫效能。相同进水条件下,RU氨氮去除率提高了10.8%,硫酸盐去除率提高了9.7%,抗冲击能力也得到了增强。在低强度超声波作用下,污泥中微生物的增殖速率超过了衰老细胞的流失速率。从以球菌为主转变为以短杆菌为主。污泥EPS总量显著增加,其中S-EPS的含量明显上升,增强了微生物对底物的传质性能。与对照组相比,超声组的LB-EPS和TB-EPS的PN/PS比例也明显增高,有助于维持细菌致密且稳定的微观结构。高通量测序表示,超声波促进了Candidatus Brocadia Anammoxoglobus和Candidatus Magasanikbacteria的生长,优化了反应器的微生物组成。该研究可为稀土废水中氮硫的高效去除提供理论基础。

关键词： 超高性能混凝土梁   无粘结预应力   破坏模式   抗弯性能   抗弯承载力   应力增量   抗弯试验  

摘要： ∶为研究无粘结预应力超高性能混凝土(UHPC)梁的抗弯性能,以预应力筋数量和张拉应力为参数,设计制作8根UHPC矩形梁进行抗弯试验,分析试验梁的破坏模式、荷载~挠度曲线、裂缝扩展和钢绞线应力增量,结合试验数据拟合得到部分无粘结预应力UHPC梁预应力筋应力增量计算公式,并进一步提出考虑UHPC受拉贡献(等效应力折减系数取0.4)的抗弯承载力简化计算方法。结果表明∶纯无粘结预应力UHPC梁裂缝少而发展迅速,呈脆性破坏模式;部分无粘结预应力UHPC梁的破坏过程接近有粘结预应力梁,裂缝密集且扩展较慢,呈明显的延性破坏特征;试验梁的初裂弯矩、屈服弯矩和承载力随预应力筋数量、张拉应力的增大而增大;建议纯无粘结预应力UHPC梁设计时采用全预应力或A类预应力构件设计准则,张拉应力控制为0.55fp~0.75 fp。拟合得到的应力增量计算公式与试验结果吻合度高,提出的部分无粘结预应力UHPC梁抗弯承载力简化计算方法计算值与试验值之比的平均值为0.97,具有较高的计算精度。

关键词： 球形装药   水下爆炸   稳定性   冲击波   气泡  

摘要： 为评估微型PETN球形装药水下爆炸力学效应的稳定性,建立了集成冲击波压力、气泡形态和水面波浪测试于一体的综合性实验系统,开展了不同当量、不同爆深的10发实验,得到不同比例距离处的压力峰值和高速图像,相同爆深下气泡形态演变过程和相同测点波高时间历程。结果表明,冲击波压力峰值随比例距离的衰减规律符合一般球形装药水下爆炸压力峰值衰减规律;不同当量、不同爆深PETN球形装药水下爆炸激励压力场符合相同的空间衰减规律,与拟合公式相对偏差小于10%;两次相同爆深实验气泡形态演变过程一致,气泡最大半径和脉动周期相对偏差分别为1.3%和1.9%,水面波浪峰谷值最大相对偏差为11.2%。

关键词： 地铁   深基坑   地下连续墙   有限元分析   监测   位移  

摘要： 针对深基坑工程中地下连续墙的变形稳定性问题,依托西安地铁8号线环园中路停车场深基坑工程,采用PLAXIS 3D有限元软件建立三维数值模型,系统分析了不同结构建模方式及支护设计对地下连续墙变形特性的影响。通过对比实体单元与板单元模拟地下连续墙的差异,探讨了斜撑设置与坑底水泥搅拌桩在支护体系中的作用。结果表明:采用实体单元模拟地下连续墙能更准确地反映其实际变形形态,与监测数据吻合良好;板单元模型虽计算效率高,但会高估墙体位移,结果偏于保守。斜撑能显著提高支护体系整体刚度,减少墙体水平位移20%~30%,有效抑制“鼓肚”变形;坑底搅拌桩通过与地下连续墙协同工作,提供底部嵌固作用,明显降低深层“踢脚”式位移。

关键词： 开缝衬套   孔挤压强化   残余应力   正交仿真   Vague集  

摘要： 开缝衬套冷挤压强化工艺具有适应性广、生产效率高等优势,已广泛应用于高强度和轻量化飞机结构紧固孔强化。本文采用ABAQUS对7050铝合金板孔进行开缝衬套冷挤压强化过程的三维有限元模拟,设计正交仿真对比研究相对挤压量、板孔深径比和摩擦系数三个因素对铝合金紧固孔残余应力的影响,采用极差分析研究这三个参数对强化孔最大残余压应力及残余压应力作用深度的影响程度,并进一步将最大残余压应力和残余压应力作用深度等权重归一化;且在正交仿真基础上,引入Vague集进行双目标优化,采用变异系数法对评价指标进行客观权重分配;将等权重归一化极差分析结果与变异系数法极差分析结果对比,得出采用变异系数法,强化孔最大残余压应力提高了3.6%,方差分析结果表明相对挤压量对强化孔残余应力影响显著,可对实际生产提高理论指导。

关键词： 特厚煤层   回采巷道   三位一体协同控制技术   应力环境优化   工程实践  

摘要： 针对特厚煤层回采巷道在强采动影响下围岩变形剧烈、支护结构易失效等技术难题,以枣泉煤矿130203工作面回风巷为研究对象,综合运用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的方法,揭示巷道围岩的非对称大变形机制,并据此提出以“就低避高、拉长宽度、压平峰值”为核心的应力环境主动调控技术。结果表明,在15 m护巷煤柱条件下,巷道顶底板最大移近量超过1100 mm,锚索断裂率达0.56根/m,呈现典型的非对称大变形特征,传统支护方式难以有效控制围岩的稳定性。基于实用矿山压力控制理论,提出了以“就低避高、拉长宽度、压平峰值”为核心的应力环境优化准则,分别对应巷道空间避让、应力分布调控与局部峰值削减三个方面。据此,构建了“内应力场掘巷-钻孔卸压-预裂爆破卸压”三位一体协同控制技术体系,实现了从源头规避高应力、拓宽应力分布范围到削减应力峰值的多级应力调控路径。数值模拟结果表明,该技术可将巷道超前支承压力峰值由46.43 MPa降至33.35 MPa,降幅达到了28.17%,同时巷道两帮与顶底板移近量分别控制在110 mm与180 mm以内,相比于无卸压方案降低了90%以上,控制效果显著优于单一卸压技术。工程实践表明,应用该技术后巷道顶底板的最大收敛量为580 mm,两帮的移近量为100 mm,相比于原15 m煤柱方案分别减少了51%和80%,围岩完整性良好,模拟结果与实测数据吻合较好。研究形成的三位一体协同控制技术实现了特厚煤层回采巷道围岩控制由被动“强支硬抗”向主动“应力环境塑造”的转变,显著提升了围岩的控制效果,为类似条件下的巷道稳定性控制提供了理论与技术参考。

关键词： 公路   水泥混凝土路面   路面力学响应   水利水电工程   重载车辆  

摘要： 针对JTG D40—2011《公路水泥混凝土路面设计规范》未充分覆盖水电站施工期特种车辆超大轴载及超载工况的问题,结合现场调研与有限元方法分析不同结构参数对水泥混凝土路面荷载应力的影响,考察面层厚度与模量、基层厚度、模量等因素变化对荷载应力的敏感性,进而拟合并优化双层板结构的荷载应力计算公式。结果表明,水电站常用矿用自卸汽车单轴荷载远超规范上限;面层厚度对应力的抑制效果最显著,模量与基层参数的影响较小;在高轴载工况下优化计算公式比JTG D40—2011中计算公式具有更高精度。在水电站路面建设过程中,应优先保证水电路面面层厚度,并采用优化计算公式提升设计适应性。

关键词： 混凝土   早期   温度应力   形成机理   开裂风险   综述  

摘要： 混凝土早期温度应力是导致非荷载开裂、影响结构耐久性的关键因素,尽管已有较多的混凝土温度应力研究及温度裂缝控制方法,但混凝土早期温度应力导致的裂缝问题仍在实际工程中频繁出现。鉴于此,本文综述了混凝土早期温度应力研究的最新研究进展,阐述了温度应力的形成机理,分析了其影响机制,评述了几种温度应力测试与预测方法的优缺点及最新应用,指出了当前研究的不足,并展望了未来的研究方向。本综述可为混凝土早期温度应力研究的理论深化与工程抗裂实践提供参考。

关键词： 弹性车轮   机械超结构   能量吸收   负刚度   月球车  

摘要： 针对深空探测星球车在极端行星表面环境下面临的振动控制挑战,本文提出一种基于负刚度串联系统的承载-吸能增强型超结构设计方法,并据此研制出一种新型高性能弹性车轮.通过构建负刚度串联系统理论模型,融合“刚性+柔性”的复合限位策略,形成承载-吸能协同增强机制,在不增加串联单元数量,亦不削弱结构承载能力的前提下,显著提升系统的能量吸收性能.基于此机制,结合月球车轮关键性能指标,设计了仅由四层负刚度单元串联组成的高紧凑型超结构轮辐,其阻尼损耗因子达0.316,与材料塑性耗能无关分量占比69.6%.集成八条轮辐构建了完整车轮原型,测试结果表明,承载5和8 kg载荷,正常滚动条件下轮轴纵向波动标准差分别仅占车轮直径的0.37%和1.17%;跨越高度为100~200 mm障碍物后,振动衰减时间均低于1 s.本文的相关研究成果为星球车弹性车轮设计提供了新的思路,对交通运输、国防安全及智能制造等领域中集约型低频振动控制系统的设计亦具有参考价值.