DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 区块链概述 2.1. 定义和原理 中本聪(化名)在2008年10月的《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》 [ 8 ] 中并没有明确提出区块链技术的定义和概念，在其中提出了一种用于记录比特币交易账目历史的数据结构。《中国区块链技术和应用发展白皮书(2016)》 [ 14 ] 中提出了区块链是一种去中心化、公开透明、用于储存交易信息的数据库，可应用于分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术领域。在文福拴等所撰写的《能源系统中的区块链：概念、应用与展望》 [ 11 ] 中给出这样的定义：区块链技术是基于时间戳的“区块 + 链式”数据结构、利用分布式节点共识算法来添加和更新数据、利用密码学方法保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新分布式基础架构与计算范式。 区块链的基本原理主要包括三个慨念：交易、区块、链。交易：一次对账本的操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条转账记录。区块：记录一段时间发生的所有交易和状态结果，是对当前的账本状态的一次共识。链：由区块按照发生顺序串联而成，是整个账本状态变化的日志记录。如果把区块链当做一个状态机，则每次的交易就是改变一次状态，而每次共识生生成的区块，就是参与者对于区块中交易导致状态变化的结果进行确认。 在实现上，这个分布式的数据记录账本只允许添加，不允许删除。账本底层的基本结构就是一个线性的链表，链表由一个个“区块”串联组成(如图1)，后继区块记录前面的区块的哈希值(hash)。新的交易数据想要加入就得放到一个新的区块中，然后根据计算哈希值的方式快速检验出这个区块是否合法。任意维护节点都可以提议一个新的合法区块，但是必须要经过一定的共识机制来对最终的选择区块达成一致。 2.2. 区块链框架 关于区块链的框架已经有很多的学者和专家进行过阐述，袁勇等所撰写的《区块链技术发展现状与展望》 [ 15 ] 中就很详细的将区块链系统划分为六层结构：数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层(如图2)。数据层在最底层，封装了数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术；网络层封装了 图1. 区块链结构示图 图2. 区块链框架图 [ 15 ] P2P网络、数据传播机制和验证机制；共识层主要封装了网络节点的各种共识算法，如：PoW、PoS、DPoS……；激励层包含了发行机制和分配机制等，把经济因素集成到区块链技术体系中来；合约层封装了各种脚本代码，算法和智能合约，是区块链技术的编程特性的基础；应用层封装了区块链的各种应用场景和案例。 2.3. 区块链的特点 基于区块链数据结构的特殊性，区块链具有4个主要的特点 [ 16 ] [ 17 ] ： 1) 去中心化：整个网络没有强制性的控制中心，网络内所有节点的地位对等，具备的权利与义务也没有区别。区块链数据之间的验证、记账、储存、维护和传输等过程均基于分布式系统的结构，采用纯数学方法而不是中心机构来建立分布式节点间的信任关系，从而形成去中心化的可信任的分布式系统。图3给出了中心化和去中心化的结构示意图。 2) 透明化：除了用户的私人信息被加密不可访问外，用户可以通过相关数据接口访问区块链的任何数据信息而不受限制，整个系统的数据信息高度透明。大量的区块链程序是开源的，数据和规则在全网所有节点均可查询。 3) 合约执行自动化：利用区块链设定一系列带有软件代码的智能合约，并在智能合约中对每一方应履行的义务及合约制定的判定条件进行明确规定，可以让区块链系统实现对合约执行条件进行自动判断。如果满足所有判定条件，则区块链系统可以自动强制执行合约条款。这一特点就能满足去中心化的监督，使合约自动执行。 4) 可追溯性：代表被区块链记录的数据信息会被永久储存。同时，区块链系统中所有交易信息、传递路线都会被完整记录，而且所有被区块链系统记录和存储的数据信息都无法被摧毁或篡改。这不仅保证了数据信息的准确性，也方便对每笔交易进行追溯，对提高交易监管效率和质量有很大帮助。 2.4. 区块链的演变 到目前为止，区块链技术已经经历了四个发展阶段，包括技术起源，区块链1.0，区块链2.0和区块链3.0，如图4所示。区块链的技术起源于它所产生的土壤——互联网技术的发展和云计算、大数据的兴起。区块链1.0是数字货币阶段，如比特币。区块链2.0指数字资产与智能合约，是当前研究热点，其中智能合约是一组计算机程序，是区块链的重要特性，是可编程能源交易的技术基础，具有广阔应用前景。区块链3.0指可编程社会(平行社会)，使去中心化的自治社会成为现实 [ 12 ]。 图3. 中心化和去中心化的结构示意图 [ 11 ] 图4. 区块链技术的演变途径 [ 18 ] 2.5. 区块链与能源系统之间的联系 现在的能源系统主要是分布式能源系统，分布式能源系统的能源生产和消费结构是典型的“无中心”、多节点状况。鉴于此，分布式能源运营难以简单套用现有能源运营模式，需要利用新的技术进行创新。区块链技术与能源系统之间存在一定的相似性关系：如资源分散，多能源合作自主化，市场化等，这使得能源系统与区块链技术不谋而合。
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user: 3. 能源领域的区块链应用进展 区块链在能源领域的应用已经开始了初步的探索研究，在能源系统中的最新应用大致有如下几个方面： 1) 能源系统的网络数据安全问题：网络数据的安全对于企业内部及企业间来说至关重要，2017年王继业等提出了基于区块链的数据安全共享网络体系 [ 19 ] ，设计出了开放式数据索引命令结构，也阐述了开放式数据索引命令运行机制，而且在ODIN技术的基础上设计基于ODIN的去中心化DNS的域名协议模块，并验证了它的功能。这为能源互联网数据间P2P安全可信共享奠定了基础，为实现企业内部及企业间的数据安全共享构建一个可信的网络环境。 2) 能源系统的系统调度效率问题：2017年华北电力大学的曾鸣等提出一种区块链框架下能源互联网多模块协同自治模式 [ 20 ] ，从思维和技术角度论证了区块链与能源互联网的兼容性；改进了现有的能源互联网结构理念，构建了以区块链为支撑的能源互联网框架；基于区块链系统的分布式运行决策机制，提出了能源互联网多模块协同自治模式及其控制流程；分别从区块链和能源互联网角度探讨了促进区块链与能源互联网融合的关键技术。 3) 能源系统的处理能力问题：能源互联网的处理能力事关整个系统的性能，在2017年北京信息科技大学的Li Jun Wu等设计出了一种新型混合区块链存储模式 [ 21 ] ：区块静态存储(BSS，内部结构为N+X混合区块链)。通过N+X混合区块链存储机制，可以有效提升能源互联网的效率，效率比以太坊大幅提高。但是储存数量波动受网络延迟等因素影响，块生成速率保持在10秒以上。 4) 能源系统的交易效率问题：区块链运用于能源互联网上的交易，许多研究学者对分布式能源交易框架、交易方法、交易速率、交易模式等最新提出了不同的方案，這些方案对能源系统的交易效率有很大的影响。在2016年清华大学孙宏斌团队提出了弱中心化管理电力交易的方法 [ 22 ] ，利用区块链技术以智能合约的形式存储电力交易信息并自动执行资金转移，记录智能电表采集的电能数据，中心机构仅对达成的交易进行安全校核和阻塞管理。在2017年YujieXu等分析了区块链的特点和基础设施 [ 18 ] ，建立了基于区块链的分布式能源交易架构，并对关键技术进行了总结。同年邰雪的团队又提出了利用区块链应用于能源互联网的具体架构 [ 23 ] ，不仅对区块链交易的成本和速度的影响因素进行了定性分析，更建立了数学模型对其进行定量分析。通过仿真探究得到的影响交易速率因素，验证了数学模型的正确性，这为今后电力交易区块链的具体设计提供了参考；但在研究区块链传播时间时，没有考虑市场机制、定价机制、信息安全、商业模式等对区块链网络的具体影响。华北电力大学的武赓团队从电力需求侧响应(DR)在能源互联网中的发展趋势出发，分析了综合需求侧响应(IDR)的基本概念和系统中可交易IDR资源的基本特征 [ 24 ]。基于当前DR资源在市场交易中存在的问题，从EMS系统架构、交易系统模块以及交易流程框架三个方面提出了基于区块链技术的IDR资源整体交易体系框架，阐述出未来基于区块链的IDR资源交易体系中若干关键的技术问题，展望了未来的研究方向。平健等提出一种“多交易请求、多响应报价”的配电网去中心化多边交易模式 [ 25 ] ，并且采用VCG(Vickrey-Clarke-Groves)拍卖规则激励产消者理性报价，设计安全校核方法消除潮流越限，最小化消除偏差电量的成本，确保配网的安全、经济运行。能源系统中大用户直购电是电力市场改革的重要一环，欧阳旭等介绍了区块链技术中与大用户直购电相关的概念，根据大用户直购电自身的特点，搭建了基于区块链的大用户直购电交易系统框架，对其中具体的技术实现进行了分析和讨论，并重点介绍了其中最为关键的智能合约的制定 [ 26 ]。在此基础上，介绍了区块链技术在市场准入、交易、结算等环节中的具体应用和设计。最后，对区块链技术应用于大用户直购电中可能遇到的问题进行了归纳。通过对该文献中的分析可以看出，区块链技术应用于大用户直购电中，将有助于价格信号引导作用的发挥，同时，可以提高结算的及时性和公平性。 5) 能源系统的需求响应问题：区块链技术已经运用于电力市场的需求响应和中。在2017华北电力大学的李彬团队在基于现有电力市场自动需求响应业务的需求分析，提出了基于区块链技术的应用方案 [ 27 ] ，并从PoW、互联共识、智能合约、信息安全等方面剖析了区块链在自动需求响应系统中的关键问题，而且针对现有的技术水平分析了区块链目前应用与自动需求响应系统所存在的问题，并提出相应的建议方案。中国家电网江苏电力科学研究院的Gaoying Cu团队根据电力需求响应的特点，选择了区块链来解决用户之间，负荷聚合器和电网之间相互信赖的多层次需求响应问题通讯，用智能合同解决了需求响应自动化的问题 [ 28 ]。 6) 能源系统中虚拟电厂方面：虚拟电厂(virtual power plant，VPP)已经成为由智能源互联网最为重要的一个分支。佘维等针对现有的VPP模型中存在的问题，将区块链技术引入VPP，提出一种能源区块链网络模型 [ 29 ] ，进而提出一种改进的VPP运行与调度模型。通过仿真实验，对比了该模型与原有的VPP运行模式在煤炭消耗、温室气体排放和经济成本等方面的数据。仿真结果也表明，该模型可更好地反映需求侧实时信息，更有利于VPP进行环境友好、信息透明的稳定调度，也提高了系统的数据安全性和存储安全性。 根据以上区块链技术在能源系统的应用可以看出，区块链技术在能源系统中的应用有很大的发展前景。在能源区块链领域，目前尚未形成规范的技术标准。笔者认为能源系统中的中心化管制都可以受益于区块链技术，在未来的发展中，工业界和学术界可以向能源系统的P2P电力交易、电动汽车的充电桩、电力系统的物理信息安全及商业模式等发展，使能源系统更好的受益于区块链技术。
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user: 4. 总结 区块链技术去中心化、透明化、合约执行自动化、可追溯性的特点，在能源系统建设中得到了越来越广泛的应用。现阶段，区块链已经在能源系统的网络数据安全、系统调度效率、处理能力、交易效率、需求响应、虚拟电厂方面得到了初步的研究，尤其在交易当面研究较多。但是每个方面或多或少还是存在一定的问题，比如运行处理方面，区块链的交易记录和相关信息需要所有参与者同步存储，这需要大容量存储系统，需要我们完善区块链的激励机制和储存结构；此外在交易效率方面，区块链的计算能力不能跟上能源系统的实时计算要求，需要把大数据、云计算和区块链相结合，实时的完成能源系统之间的交易。所以，能源区块链的研究还需要研究者们进一步的推动和不断的完善。
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user: 摘 要 在新课程改革背景下，课堂教学幽默语言越来越受重视。但仍有一部分初中语文教师不以为意，在使用课堂教学幽默语言出现了本末倒置、言辞粗鄙、时机不当、有失分寸这些问题。对此，本文结合文献分析法、课堂观察法、案例分析法对初中语文教师在课堂教学中使用教学幽默语言所出现的这些问题进行原因浅析，并从教师角度出发，提出具体的对策，从而完善初中语文教师的课堂教学幽默语言，提高初中语文教师课堂教学幽默语言的水平，让学生达到良好学习效果。 关键词 :初中语文，教师，课堂教学，幽默语言 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 初中语文课程改革后，《义务教育语文课程标准》(2011版)明确指出：“时代的进步要求人们具有开阔的视野、开放的心态、创新的思维，对人们的语言文字运用能力和文化选择能力提出了更高的要求，也给语文教育的发展提出了新的课题” [ 1 ] 。在这样的背景下，教学幽默语言越来越受到重视，但由于部分初中语文教师不了解教学幽默语言的“特殊性”、“规定性” [ 2 ] ，在使用教学幽默语言时出现了本末倒置、言辞粗鄙、时机不当、有失分寸这些问题。实践中，初中语文教师在课堂教学中使用教学幽默语言由于缺乏理论性知识、幽默素材低俗、时机把握不好、使用尺度偏颇而出现的以上问题，需要针对性地制定具体对策，优化初中语文教师课堂教学幽默语言的使用策略和方式方法，营造轻松、积极、活跃的课堂氛围，进而提升学生课堂学习的质量效果。
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user: 2. 初中语文教师使用课堂教学幽默语言存在的问题 课堂教学幽默语言，指教师在进行课堂教学的过程中，结合教学实际情况，灵活使用幽默诙谐的教学语言。课堂教学幽默语言不仅诙谐幽默，还应该具有更深层次的韵味，能够有效地活跃课堂气氛，激发学生学习兴趣，集中学生对教学内容的注意力。通过教育实习期间对实际初中语文课堂教师使用课堂教学幽默语言的观察和查阅文献进行案例分析，发现初中语文教师在课堂教学幽默语言的使用上，存在以下四个方面问题。 (一) 本末倒置 课堂教学幽默语言的使用是为课堂教学效果服务的，不是“为幽默而幽默”。部分初中语文教师对课堂教学幽默语言的理解和使用存在本末倒置的问题，将幽默诙谐、引人发笑作为了主要目的，甚至影响了课堂的教学效果。例如：一位语文老师在上初三年级的语文课时，上课铃声一响，这位老师走进教室准备上课，可由于上一节课这个班的学生上的体育课，学生运动后激动的心情有点难以平复，走上讲台这位老师就对学生们讲：“闹什么闹，闹洞房还是闹出家？”这时会意的学生笑了一笑，便开始安静了下来，可恰巧这节课班长因为上厕所上课迟到了，站在教室外打报告。这位老师忘了他一眼说：“我曾以为你是最爱我的人，没有想到你竟然还上课迟到，果然是最爱我的人才会伤我最深，唉，心凉凉，这凉凉可远不止三生三世……”这时有的学生立马回答：“老师，我们可爱死你了，你是我们最爱的人。“不，我已经结婚了，求求大家不要来破坏我的家庭……”就在这样老师和学生的你一句我一句的幽默话语中，课堂已经过去了20多分钟，一节40分钟的语文课已经过去了一大半的时间，可这位语文老师还没有进入到今天的课程学习内容。 (二) 言辞粗鄙 教师的课堂教学语言应当是规范、庄重、高雅的，但是少数语文教师为了达到幽默的效果，使用了一些趣味低俗的幽默素材。初中生还是未成年人，有的教师却在课堂中使用成人色彩的幽默言辞，不仅趣味低俗，还对学生造成较为恶劣的影响。例如：某一初中语文教师在教学一篇科技类课文的时候提到了瓦特这位发明家，这位老师想借机问问同学们瓦特发明了什么来调动课堂气氛，便问学生：“你们有谁知道瓦特发明了什么吗？”一个男生起身回答：“蒸汽机吧！”谁料想这一语文老师竟说：“说机不带吧，文明你我他。”学生们哄然大笑，回答问题的男生却显得十分尴尬。此外，近年来许多网络流行词开始进入课堂，但有些语文教师不加甄别，在课堂中“脱口而出”显示出自己“出口成脏”的高超语言表达能力。例如，一位语文教师在课堂上教导一位因为考试粗心做错了一道基础题的学生时，竟然说出了“你是傻逼吗？”这样粗俗的言语。虽然在现代网络流行词晕染社会的大环境下，学生已经觉得无论谁说这些话语都是正常现象，但放在课堂之中，我们不得不承认这类言语显得有些粗鄙。 (三) 时机不当 “幽默是需要在一定的环境条件下才能实现的” [ 3 ] ，部分初中语文教师在使用课堂教学幽默语言时忽略了环境因素的作用，不分时间、地点、场合、对象地使用课堂教学幽默语言，其结果往往是适得其反。例如，一名语文教师在进行课文《藤野先生》教学时，为了营造轻松的课堂氛围，就模仿藤野严九郎的口吻进行自我介绍：“我就是刘某某老师，江湖人称‘四眼先生’。”他拿自己“开涮”的做法起到了很好的现场效果，学生们被他的幽默语言逗得哄然大笑，不但拉近了师生之间的心理距离，还以形象的方式对课文内容进行了展示，对这节课的教学效果起到了很好的提升作用。自此以后，这位刘老师与学生之间的师生关系都非常亲密，刘老师也喜欢用“四眼”来称呼班里戴眼镜的同学，同学们不但没有觉得反感和歧视，反而觉得异常亲切，毕竟老师也自称为“四眼”。直到有一天，刘老师要迎接县级教学检查，一名戴眼镜的黄姓同学上课的时候迟到了，因此急匆匆地从外面冲进教室，在经过讲台的时候不慎将刘老师准备的各种教具碰翻在地上，这突如其来的状况让整个教室的气氛都十分尴尬，刘老师为了舒缓气氛，首先想到的是用自己惯用的课堂教学幽默语言，于是他说：“‘黄四眼’同学，你怎么多带了两只眼睛还走不好路啊？”本意是想开玩笑的话，在这种情况下却搞得全教室鸦雀无声，气氛显得更加紧张和尴尬了。 仔细思考，在当时那种紧张而又尴尬的气氛中，学生自身无法判断教师的话是一贯的幽默还是对学生的批评，而且由于高度紧张，他们也无心领会教师的幽默感；此外，教学检查人员对刘老师和学生们日常幽默的方式和师生关系并不了解，只从话语上看，可能会误解为刘老师对学生不够尊重，语言带有歧视性。试想，如果刘老师当时说：“同学们，今天黄同学是不是热情过头了。”效果自然会完全不一样，既能缓解紧张的气氛，又能有效地避免产生误会。 (四) 有失分寸 课堂教学幽默语言的运用是需要恰如其分的，特别是需要对他人进行适当贬低的时候，如果分寸把控不好，就会出现“乱幽默伤人”的问题。初中语文教师在课堂教学中处于相对强势和权威的位置，有时会忽略学生的感受和承受能力，造成课堂教学幽默语言有失分寸、尺度不当的问题。一位初中语文老师在讲授陈毅的《梅岭三章》的过程中，本身教学语言比较平淡，学生们的听课兴致不是很高，老师本人也想通过使用课堂教学幽默语言提起学生们的学习兴趣。这时，有两名不认真听课的学生偷偷撕碎纸屑玩耍，恰逢夏天，纸屑被电风扇吹起，颇有随风飞舞的样子。这位老师看到这种情况，随即借题发挥，提高调门对学生们将：“各位同学请看，王某某同学与赵某某同学正在为我们诠释‘捷报飞来当纸钱’呐!”学生们都被老师逗笑了，但是两名玩耍的同学却被老师的话深深地伤害了，毕竟纸钱是祭奠故人用的东西，是不吉利的象征。更为严重的是，这两名学生从此变得十分讨厌这位语文老师，进而十分讨厌语文课，不是上课睡觉就是不配合教师的教学，后来甚至到了专门逃这位教师的语文课的程度。可见这为老师的一句“捷报飞来当纸钱”对学生造成了多大的心理伤害，竟让学生产生了对语文学习的厌学情绪。
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user: 3. 初中语文教师使用课堂教学幽默语言所存在问题的原因分析 课堂教学幽默语言的使用是必须讲求策略，必须恰当合理。如果使用不当，不但不会促进课堂教学果，反而会对课堂教学起到反作用，甚至对学生建立语文学习兴趣、培养创新思维产生较大的负面影响。深入分析初中语文教师运用课堂教学幽默语言存在的问题，主要有理论性知识缺乏、幽默素材贫乏、时机把握不好、使用尺度偏颇四个方面的原因。 (一) 理论知识缺乏 课堂教学幽默语言不仅要幽默诙谐，更需要具有“教育性” [ 4 ] 、“审美性”、“得体性”。应该说，娱乐性是课堂教学幽默语言的外壳，而教育性、审美性、得体性才是其实质，只有这四个特征并存，课堂教学幽默语言才能充分调动学生学习的积极性、主动性，才能有效地帮助学生深化对教学内容的理解，培养学生的创新思维。但我们很多初中语文老师都不了解关于课堂教学幽默语言的这些“特殊性”和“规定性”，这些理论知识的缺乏致使许多初中语文教师在使用课堂教学幽默语言时陷入了误区，不能恰当地处理“娱乐性”与“教育性”、“审美性”、“得体性”三者之间的关系，片面地、过分地强调“娱乐性”，让“娱乐性”占据了上风。此外，初中生正处于青春期，是身心发展的快速阶段，好奇心强、敏感等心理特征显著；同时，初中学生尽管注意力持久时间比小学生长，但注意力持续时间长短仍容易外界因素的影响。部分初中语文教师对初中生的生理、心理特点等理论性知识学习不够，出现了不恰当的使用课堂教学幽默语言让学生误解或者伤害学生的情况。 (二) 幽默素材低俗 随着现代科技特别是信息技术的飞速发展，各种新的传媒技术、传播媒介层出不穷，整个社会都已经进入了新媒体时代，社会语言和人们的语言习惯发生了翻天覆地的变化。越来越多网络新词和网络幽默语言段子的出现在了人们的学习生活中，也给语文教学带来极大的机遇和挑战。有的初中语文教师在课堂中用这些网络新词或流行段子作为自己课堂教学幽默语言的素材，但却没有对这些素材进行严格地筛选，为了让自己的课堂变得活跃热闹起来，竟然在自己使用的课堂教学幽默语言里加入一些粗俗低劣的幽默素材，说出一些言辞粗鄙的话语。这类初中语文老师所储存的适用于课堂教学幽默语言的幽默素材是非常低俗的，不具有营养价值。以灰色段子、黄色段子为主的不健康内容，对处于青春期的初中生的身心健康是极为不利的，可能对他们产生错误的引导；同时，初中阶段是学生价值观培养的起步阶段，不健康信息带来的错误价值观会对其成长发展带来极为负面的影响。 (三) 时机把握不好 虽然与小学生相比，初中生的注意力持久时间明显长出很多，但是仍然容易受到自身和外界各种因素的干扰。因此，在课堂教学中，教师应该注意将有意注意和无意注意配合起来，帮助学生保持长时间的注意力。有的初中语文教师就没有抓住初中学生注意力的特点，错失了运用课堂教学幽默语言的最佳时机，没有将课堂教学幽默语言的效果发挥到最优化。例如，一位初中语文教师在课堂中发现课堂教学气氛沉闷，学生学习积极性不高，便讲了一个和课堂教学内容相关的笑话来吸引学生的注意力，笑话讲完后，课堂开始沸腾起来，学生们的学习情绪渐渐高涨，可这位老师觉得这样的气氛还不够，还是继续讲这类笑话，但学生似乎已经听得不耐烦了，课堂气氛又逐渐沉闷了下来。不得不说，在使用课堂教学幽默语言时，要把注意握好时机，学会见好就收，见机行事，这样才能发挥出课堂教学幽默语言的最优效果。 (四) 使用尺度偏颇 初中语文教师在使用课堂教学幽默语言进行教学时并未充分考虑学生的心理需求，初中生正处于青春期，是身心发展的快速阶段，但同时，这一阶段学生好奇心强而且比较敏感。初中语文教师在使用课堂教学幽默语言，可以拉近师生之间的距离，活跃课堂气氛，调动学生的学习兴趣，可是“物极必反”，如果没有将使用课堂教学幽默语言的尺度把握好的话，就会出现“乱幽默伤人”的问题。初中的学生正处于青春期，对周围人的话语极为敏感，可能有时说者本无心，但由于初中孩子特殊的心理特征，他听出来可能就是另一番韵味，所以，凡事都要有个“度” [ 5 ] ，初中语文教师使用课堂教学幽默语言也不例外，必须要充分考虑初中学生正处于青春期，敏感、自尊心强等特点，在使用课堂教学幽默语言时做到恰如其分。
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user: 5. 结语 综上所述，随着我国教育事业的发展，尤其是在初中新课程改革以后，初中语文课堂中传统的说教模式已经不适应社会发展和新课程改革的需要，课堂教学幽默语言在此机遇下越来越受各界的关注与重视。但机遇与挑战是并存的，初中语文教师在使用课堂教学幽默语言时由于教师原因导致了本末倒置、言辞粗鄙、时机不当、有失分寸这些问题的出现，本文从教师的角度出发，针对存在的问题提出了提高初中语文教师使用课堂教学幽默语言水平的可实施性对策和建议。本研究主要是在查阅文献资料的基础上，结合教育实习期间的经历和观察进行的，由于笔者尚未真正走上教师岗位，教学经验较为匮乏，对课题的研究还不够深入，愿在未来走上教师岗位后与各位同仁进行进一步的探索与调整，对优化初中语文教师使用课堂教学幽默语言提出更具参考价值的意见建议。
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user: 摘 要 在以“围护桩 + 内支撑”支护方案下的软土深基坑中，围护结构参数的取值直接关系到支护的安全稳定性和经济合理性。本文以珠三角公路隧道深基坑工程为背景，采用非线性有限元分析软件MIDAS/GTS对该深基坑围护结构施工过程进行数值模拟，并将计算结果与监测结果进行对比分析。采用建立的计算模型，按单因素分析方法对深基坑围护结构变形的影响因素进行分析。结果表明：当桩径和支撑刚度增大时，围护结构的水平位移显著减小，从经济性考虑，二者存在一个最优值，当桩径达到1.1 m、支撑刚度达到2倍原设计值时，继续增大2类参数效果不再明显；围护桩嵌固深度主要影响墙体底部位移，围护桩的入土深度以嵌入基岩为上限，以保证不发生“踢脚”破坏为下限。 关键词 :公路隧道，深基坑，软土，支护参数，敏感性分析 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 自上世纪80年代以来，随着地铁、明挖公路隧道及高层建筑的大规模兴起，我国出现了越来越多的基坑工程。由于基坑工程涉及岩土和结构工程，大多情况下，又属于临时工程，基坑工程的安全性成为基坑设计和施工中关注的重点 [ 1 ] 。针对地铁及高层建筑的深基坑，国内已积累了丰富的工程设计经验和相对成熟的结构计算方法 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，并将之应用于明挖公路隧道基坑的设计。诸多国内外学者就深基坑施工展开了分析与研究，并针对深基坑设计与施工的安全性问题提出了相关建议 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 。 目前国内外学者针对上海、杭州等地出现的采用地下连续墙支护的软土深基坑工程，开展了现场实测和数值模拟研究 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] ，这些研究成果对于充分认识软土基坑侧壁土体及围护墙体的变形特点提供了极好的素材。但是对于支护结构参数对于基坑变形的影响，难以通过现场实测对同一工程作对比分析，通过建立数值模型，采用不同的支护参数进而对比分析，研究特定条件下的基坑安全与支护参数敏感度，可对支护参数进行优化设计，在确保施工安全前提下，经济合理。 本文依托茶坑隧道深基坑工程，采用有限元分析软件MIDAS/GTS对深基坑工程开挖过程进行数值模拟计算，将其计算结果与监测结果进行对比，分析开挖过程围护结构的变形规律。采用单因素分析方法对深基坑围护结构变形的影响因素进行分析，以期为深基坑工程的设计提供参考。
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user: 2. 工程概括 2.1. 工程地质条件 隧道下穿于江门市新会区银湖大道东，开口端主要分布鱼塘、屋舍，闭口端场地经平整，地面标高0.24~2.98 m。 据钻孔揭露，隧址区岩土层主要由新近人工填土、第四系粉质黏土层、淤泥质粉质黏土层、砂层及寒武系变质砂岩组成，由于风化层较厚，未揭露中~微风化岩面。将工程场地内各地层的岩土特性描述如下： 1) 素填土：稍湿、压实，主要成分为强风化碎块，顶部为混凝土。厚度在1 m~5.3 m之间。 2) 淤泥/淤泥质黏土：饱和、流塑状，污手，有臭味，富含有机质，厚度在18.8 m~24.4 m之间，是开挖和支护的主要土层。 3) 粉质黏土：湿、硬塑状，黏性差、含有少量角砾及碎石块，厚度在2 m~8.5 m之间。 4) 全风化变质岩：岩石完全风化，岩芯呈坚硬土状，手捏易碎，遇水软化，厚度在7.5 m~28 m之间。 5) 强风化变质岩：岩石强烈风化，岩芯呈碎块状，岩质较软，锤击易碎，局部夹中风化岩块。 2.2. 水文地质条件 据钻孔揭露，隧址区地下水位埋深较浅，水位埋深约0.2~4.0 m，场地内的地下水主要为第四系松散层中的孔隙水。孔隙水主要赋存于素填土中，为上层滞水，含水层厚度约0.5~5.3 m，富水程度一般，为隧道开挖后的主要渗水层之一。第四系孔隙水的补给主要靠大气降水，补给量受大气降水的影响明显。地下水以地表蒸发和侧向径流为主要排泄方式。 2.3. 基坑围护结构设计 基坑支护根据地质条件、开挖深度及周边环境等主要采用放坡、水泥土搅拌桩挡土墙和钻孔灌注桩 +内支撑三种支护形式，其中支护桩直径为1 m，间距1.2 m，支护桩挡土侧采用Φ600 mm@400 mm双排水泥土搅拌桩墙挡土兼止水，桩间挡土采用挂网喷射C25混凝土，隧道基底为淤泥、淤泥粉质粘土层，采用Φ600 mm@400 mm格栅式水泥土搅拌桩处理，基坑分段及支护方式见表1。
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user: 3. 深基坑开挖数值计算模型 3.1. MADIS/GTS软件和本构模型 MADIS/GTS是一款针对岩土领域研发的通用有限元分析软件，不仅支持线性、非线性静力分析，线性、非线性动力分析，渗流固结分析，边坡稳定性分析，施工结构分析等多种分析，而且可进行渗流—应力耦合，渗流边坡耦合，非线性动力分析—边坡耦合多种耦合分析，广泛应用于地铁、隧道、基坑、桩基、水工、矿山等各种实际工程建模分析。 MADIS/GTS修正摩尔库伦本构模型是在M-C基础上改善的本构模型，剪切屈服面与M-C本构屈服面相同，压缩屈服面为椭圆形的帽子本构。同时，修正M-C本构偏平面采用了圆角处理，消除M-C本构偏平面六边形计算顶点塑应变方向的不稳定因素，使计算的收敛性更好。该本构模型可用于模拟具有幂率关系的非线性弹性模型和弹塑性模型的组合模型，使用土层较M-C模型更广，也别是砂土或混凝土等具有摩擦特性的材料。此外修正M-C模型也更适合对基坑开挖过程的模拟。本次建模决定土层使用修正摩尔库伦模型，桩及内支撑采用线弹性模型。 3.2. 模型参数及边界条件 1) 土体参数如表2所示。 2) 边界条件。 通过MADIS自动添加边界约束，两侧节点限制水平位移，但不限制竖直位移，底部节点同时限制两侧位移和水平位移。 Table 1 The piecewise and supporting method of foundation pi 编号 里程范围 长度(m) 基坑深度(m) 支护类型 基坑等级 1 K40+025~K40+045两侧 20 × 2 0.5~1.9 放坡 二级 2 K40+045~K40+115两侧 70 × 2 1.0~4.4 搅拌桩水泥土墙(墙厚2.6 m) 二级 K40+535~K40+585两侧 50 × 2 2.7~4.3 3 K40+115~K40+170两侧 55 × 2 4.1~7.0 钻孔桩+一道钢支撑 二级 K40+455~K40+535两侧 80 × 2 4.2~8.0 4 K40+170~K40+455两侧(除左侧泵房处) 285 + 261 7.0~10.6 钻孔桩+一道砼支撑+一道钢支撑 二级 5 K40+308~K40+332左侧(泵房处) 24 15.7 钻孔桩+一道砼支撑+三道钢支撑 一级 表1. 基坑分段及支护方式 Table 2 Physico-mechanical parameters of soil 土层名称 土层分布(m) 泊松比/ν 重度/KN/m 3 黏聚力/kPa 摩擦角/˚ 填土 0~1 0.3 18 15 14 淤泥 1~20 0.3 16 2.3 4.8 粘土 20~25 0.3 19 30 15 表2. 土层物理力学参数 3.3. 模型尺寸和单元划分 模型的大小综合考虑支护体系及变形的影响范围，U5取长110 m、高20 m；B1取长110 m、高23 m，地层界面以计算剖面临近钻孔数据为参考，U5段0~1 m设置为填土层，1 m~20 m设置为淤泥土层；B1段0~1 m设置为填土层，1 m~20 m设置为淤泥土层，20 m~23 m粘土层，假设各处土层在水平方向厚度相等。 土体网格划分采用MADIS自动网格划分中混合网格生成器功能划分，单元长度取1 m，在土体单元网格划分时，开挖部分的土体单元应预先按施工阶段划分。桩身采用梁单元进行模拟，内部支撑采用桁架单元进行模拟，生成土体单元后通过析取几何形状生成桩单元及内支撑单元。 3.4. 计算模型验证 通过对B1区基坑开挖数值计算围护桩水平位移，同时取桩身水平位移值监测数据，将实测与模拟所得结果进行对比，来验证计算模型合理性。 图1为围护桩水平位移对比图，从图中可以看出，两者变形曲线均为抛物线型，桩顶及桩脚处变形较小，在桩顶下8 m左右处水平位移达到最大值。差别为：实测值在桩脚处几乎为20 mm，而开挖至深度8 m时约为30 mm，桩顶处实测值约14 mm，而开挖至深度8 m，模拟值为20 mm左右，实测值最大位移48 mm，模拟值最大位移40 mm，桩身最大位移实测值较模拟值大，但两者相差不大。 总体而言，通过数值模拟和实地监测两种方法获得的水平位移曲线大致呈现出相同的规律，并且两组数据也比较接近，这说明本文建立的数值分析模型和工程实际比较贴切，能够比较准确的反应施工状态。但是模拟值和实测值还是存在一定的差别，在实际施工过程中并不能够完全做到像数值模拟状态那样做到连续施工，基坑的安全性受天气等偶然因素的影响也比较大，所以实测值略大于模拟值也是情理之中。 图1. 围护桩水平位移对比图
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user: 4. 影响围护结构变形的因素分析 本文采用单因素分析方法，分析影响围护结构侧移的主要因素，即围护桩的入土深度、围护桩直径和支撑刚度等进行了模拟计算分析，得到一些有益的结论。 4.1. 围护桩的直径对基坑变形的影响 围护桩桩径是支护结构设计的重要参数，桩径大小和桩间距基本决定支护结构整体刚度，直接影响基坑水平位移的大小。支护桩的刚度主要由支护桩的混凝土标号、桩径、桩间距所决定，因为桩径和桩间距可归结作为同一种设计参数，而且支护桩的混凝土标号一般较为固定，因此只考虑改变支护桩的直径，其他参数不改变。 为了进一步模拟支护桩桩径变化对支护结构变形的影响，在原设计方案其他参数不变的情况下，取支护桩直径0.6 m、0.8 m、0.9 m、1.0 m、1.1 m、1.2 m、1.4 m七种情况进行了研究。取工况5结束后的基坑变形进行分析，详见下图2。 由图2可以看出，桩径参数大小的改变并没有影响桩身水平变形的规律，即支护桩水平变形为桩顶和桩底水平位移较小，中部水平位移较大，向基坑内部凸出，整体变形类似于弓形。总体看桩身水平变形对于桩径的变化比较敏感，随着桩径的增大，桩身最终水平位移不断减小，相对于桩径增大的梯度，桩身水平位移不是按固定比率减小，可以发现减小速率明显减小，特别桩径在1.0 m~1.4 m变化时，桩身水平位移减小速率显著降低，可见在一定范围内增大桩径可有效减少桩体水平变形，但桩径超过一定限度后减少变形的作用不大，同时增加桩径会增加工程成本，图中可看到桩身最大水平位移点所在位置变化范围很小，始终在桩体深度8 m附近。 从表1可看出改变桩径大小对控制桩体水平变形还是比较有效的，特别在桩径较小时，桩径增大可明显减小桩身水平位移，当桩径由0.6 mm增加到1 mm时，桩体最大水平变形从235 mm减小到80.1 mm，可见增大桩径可以有效的控制支护结构水平变形。相对变化量可以看到桩体最大位移并不是按固定比率减少，而是比率不断在下降。即桩径较小时增大单位桩径变形减小显著，桩径增大后因桩径增大而减少的位移会越来越小。最后为单位桩径对控制桩身水平变形的贡献值，此值随桩径增大而不断减小。当桩径大于1.1 m以后，桩径增大对基坑变形影响不显著，综合安全和经济的考虑，桩径为1.1 mm为宜。 图2. 不同桩径条件下的支护桩水平位移曲线 4.2. 围护桩嵌固深度对基坑变形的影响 围护桩嵌固深度是基坑支护结构设计的重要参数，不少基坑事故原因是支护桩嵌固深度不足，致使围护结构的倾斜和倒塌。通过研究不同桩长下基坑变形的发展规律有助于我们改进设计方案，更合理的利用资源和更有效的控制基坑变形。 为了进一步模拟支护桩嵌固深度变化对支护结构的影响，在原设计方案其他参数不变的情况下，取支护桩嵌固深度1 m、3 m、5 m、7 m、9 m、11 m六种情况进行了研究。取工况5结束后的基坑变形进行分析，详见图3和图4。 从由图3可看出支护桩当嵌固深度较小时，桩底水平变形较大，嵌固深度加大后，桩底水平变形维持在一个较低的水平。桩身水平位移随嵌固深度的增加不断减小，但5 m到11 m区间范围内变化不大，说明此区间嵌固深度是有保证的，嵌固深度减小到3 m时，桩底水平位移和桩身最大水平位移增大速率明显加大，并表现出一定的踢脚现象。说明此时嵌固深度较小，基坑内的土体抗力不能支挡构的变形，支护桩底部变形迅速加大。可以发现，随嵌固深度的加大，支护桩上部位移变化不大，桩体中部和下部位移变化明显比上部大。基坑底部变化最为明显。 由图4可以看出，支护桩嵌固深度D = 1 m时，桩身位移最大值为130 mm；D = 7 m时，桩身位移最大值为75 mm；D = 11 m时，桩身位移最大值为84 mm。当嵌固深度小于某一临界深度后(本列为7 m)，随着支护桩入土深度的增加，桩身最大位移随嵌固深度变化曲线表现为急剧下降，当嵌固深度大于某一临界深度后(本列为7 m)，随着入土深度的增加，桩身位移最大值稳定于某一固定值，不再变化。说明临界嵌固深度的确定，不仅可以有效的减小基坑的变形，还可以节省工程造价。本列在进行基坑设计优化时，嵌固深度可以从9 m减小到7 m。因此在进行基坑设计优化时，嵌固深度的确定显得尤为重要。 4.3. 支撑刚度对基坑变形的影响 支撑的刚度是支撑体系的重要参数，和基坑支撑体系的工作性能直接相关。支撑刚度过小，支撑体系不能为支护桩提供有力支撑，会致使支护桩水平变形过大，甚至会造成基坑工程事故；支撑刚度过大，会使支撑轴力很大，容易造成支护体系的失稳以及局部破坏。因此研究基坑支撑刚度变化对基坑变形的影响很有必要。 图3. 不同嵌固深度的桩身水平位移对比图 图4. 最大位移随桩嵌固深度变化图 当基坑支撑布置形式确定后大小就已确定。此时支撑参数与材料弹性模量及横截面几何尺寸有关。本次以有限元模拟模型为基础，保持其他计算参数不变，仅改变支撑的刚度(分别把支撑刚度调整为设计刚度的0.5倍、0.8倍、1倍、2倍、4倍、8倍)，分析对基坑变形的影响。取工况5结束后的基坑变形进行分析，详见下图5和图6。 从由图5中可看出，各个不支撑刚度下支护桩水平变形总体呈现顶部和底端变形较小，中间变形较大的弓形变形特点，说明在不同的支撑刚度水平下支护桩的变形形式基本相同，随着基坑内支撑刚度的不断增大，支护桩水平位移逐步减小。桩身水平位移最大点位置逐步下移，原因可能是支撑刚度的增大，使支撑体系对支护桩上部的约束加大，变形就向约束较弱的方向移动。 由图6可以看出，增大内支撑刚度对控制支护桩水平位移有一定作用，但是增大内支撑刚度对水平 图5. 不同支撑刚度下的桩身水平位移曲线 图6. 最大位移随内支撑刚度变化图 变形的控制具有明显的边际效益递减现象。当内支撑刚度在0.5倍至2倍设计刚度区间范围内变化时，桩体最大水平变形量为24 mm，效果还是非常明显的。当内支撑刚度从2倍增加到8倍时，最大水平变形相对变化率小，相比较此时需要投入的较大成本造价，得到的工程效益是可忽略的，可以认为是不经济的。基坑内支撑刚度在设计刚度2倍至8倍范围变化时，增大刚度对减小支护桩水平变形的效果越来越不明显。支撑刚度由设计值0.5倍增大到2倍，减小支护桩水平变形的效果明显。在进行基坑设计优化时，可将支撑刚度提设置为设计值2倍。
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user: 5. 结论 通过对依托工程建立基坑数值分析模型，分析了围护桩桩径、围护桩嵌固深度和支撑刚度三类参数对支护结构和基坑土体变形的影响，主要得到如下结论： 1) 随着围护桩桩径的增大，桩身水平位移不断减小，但桩径在1.0 m~1.4 m变化时，桩身水平位移减小速率显著降低，继续增大桩径，其对于变形的约束效果不再明显。对于本依托工程，桩径为1.1 mm为宜。 2) 在保证支护结构不发生“踢脚”破坏的前提下，围护桩嵌固深度的改变对桩体上半部分的位移影响较小，但对下部特别是嵌入土体中部分的桩体位移影响较大；当围护桩嵌入基岩，随着嵌固深度的增加，桩身位移值趋于某一固定值，不再变化。 3) 增大内支撑刚度对控制支护桩水平位移有一定作用，但是增大内支撑刚度对水平变形的控制具有明显的边际效益递减现象，当内支撑刚度在0.5倍至2倍设计刚度区间范围内变化时，桩体最大水平变形量为24 mm，当内支撑刚度从2倍增加到8倍时，支护桩水平变形的效果越来越不明显。在进行基坑设计优化时，可将支撑刚度设置为设计值2倍。
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user: 摘 要 大跨径连续刚构桥梁在我国得到广泛的应用，长期运营中跨中挠度的增大是影响大跨径连续刚构桥梁安全的重要问题。本文针对贵都高速路线上的石门坎大桥，进行了为期3年的跨中挠度监测，基于监测数据，分析了大跨径连续刚构桥跨中挠度随时间的变化特性，为同类大跨径连续刚构桥的跨中挠度随时间的变化提供了真实数据。 关键词 :大跨径连续刚构桥，长期挠度，影响因素 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 大跨径连续刚构桥在我国得到广泛的应用，具有梁高小、结构刚度好、整体性强、温度应力小、桥面接缝少、行车平顺舒适、便于养护以及抗震能力强等优点 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。从国内外相关研究发现，跨中持续下挠以及下挠量过大、梁体裂缝过多已成为大跨度预应力混凝土梁桥的世界性通病 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。如，1997年建成通车的主跨为270 m的虎门大桥辅航道桥左右幅跨中在7年间下挠均超过200 mm，黄石长江大桥1995年建成，主跨度为245 m，经过7年运营后跨中挠度超过300 mm，严重的影响桥梁的平顺性和舒适性 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。如何正确的认识挠度随时间的变化规律，分析大跨径连续刚构桥跨中挠度过大的原因和影响因素，有效防止病害的产生或减少，是桥梁设计、施工以及科研工作者所要急需解决的问题 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 。
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user: 2. 工程概况及桥面高程监测 2.1. 工程概况 贵都高速是贵州省省会贵阳市与黔南重镇都匀市之间的快速通道，为《国家高速公路规划网》中厦门至成都、兰州至海口、上海至昆明等三条高速公路在贵州中部共用段的替代通道。路线起点在都匀市火石坡，与夏蓉高速公路相接，经都匀市的小围寨、贵定县打铁乡、昌明镇、龙里县，终点于贵阳市绕城高速烂泥沟处，与贵阳市绕城高速公路、贵阳市南出口路等十字相接，路线全长80.969公里。 石门坎特大桥在贵都高速的起终点桩号分别为K220 + 447和K220 + 903，上部结构构造为(118 + 220 + 118) m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，全长456 m。桥梁平面位于半径R = 3000的左偏圆曲线(K220 + 292.052~K220 + 896.225)与参数A-760的左偏缓和曲线(K220 + 896.225~K210 + 088.501)上。右线桥K220 + 063.719至K220 + 903段为全超高段，超高横坡2.0%；左线桥K219 + 389.043至K220 + 903段为正常横坡段，桥面横坡−2.0%。纵面R = 24，000 m的凸形竖曲线(4.0%与2.5%的单向坡)与R = 16，000 m的凹形竖曲线上(2.5%与4.0%的单向坡上)。主桥上部构造为118 + 220 + 118 m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁，箱梁根部梁高14.0 m，跨中梁高4.0 m，顶板厚28 cm，底板厚从跨中至根部由32 cm变化为140 cm，腹板从根部至跨中分三段采用80 cm、60 cm、45 cm三种厚度，箱梁高度和底板厚度按1.8次抛物线变化。主桥上部构造按全预应力混凝土设计，采用三向预应力，纵、横向预应力采用高强度低松弛钢绞线，设计锚下张拉控制应力1395 MPa，管道偏差系数为0.0015、摩阻系数为0.17 (图1)。 主桥下部构造墩身采用双肢等截面矩形空心墩，肢间净距9 m，单肢截面尺寸7 × 3.5 m，壁厚0.7 m。最高主墩约为87 m，主墩承台厚5 m，基础采用桩径2.4 m的钻孔灌注桩，每墩共20根桩。 2.2. 桥面高程测点布置 石门坎大桥监测主要需要采用光纤传感器、解调仪、精密水准仪、全站仪、动载数据采集仪等，仪器设备见表1。 为保证桥梁监测资料延续有效，对大桥建立永久性控制网，控制网采用自建坐标系，左右幅各布设1个永久基准点和1个共用复核控制点，共3个控制点。基准点在都匀侧桥头隧道出口处。 2.3. 桥面高程测点布置 石门坎大桥桥面高程测点顺桥向单幅边跨布置在8分点上，中跨布置在16分点上；横桥向每个断面设置测点2个，位于桥面两侧距离防撞护栏根部20 cm处，采用植入不锈钢钢钉，全桥共计4条测线66个测点，测点示意如图2所示。 图1. 石门坎大桥桥型布置图 Table 1 Instrument and equipmen 序号 名称 型号 单位 数量 1 精密电子水准仪 Leica DNA03 台 1 2 全站仪 Leica TPS1201+ 台 1 3 光栅表面应变计 FBGTECH FSS0221DS 支 54 4 光栅温度计 FBGTECH FST2111DS 支 16 5 光纤光栅传感器智能分析仪 FBGTECH FAS-B-08 台 1 6 桥梁模态测试系统 DH5907 台 9 7 笔记本电脑 Lenovo Y470N2410 台 2 表1. 仪器设备 图2. 石门坎大桥测点布置图
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user: 3. 石门坎大桥运营期监测结果分析 3.1. 桥面高程监测结果分析 图3~6，分别为石门坎大桥左幅左侧、左幅右侧、右幅左侧、右幅右侧的桥面高程累积差值结果图。 从图3中可看出，石门坎大桥的左幅左侧中跨部位桥面高程累计差值随着时间的增加而逐渐增大。其中第3次与第4次测量的结果高程差值较大，为11.47 mm，第9次测量结果与第10次测量的结果高程差值较大，为16.05 mm，第9次与第8次测量的结果高程差值较大，为22.48 mm，ZZ17监测点挠度最大值为112.88 mm。图4中可以看出石门坎大桥的左幅右侧中跨部位ZY17桥面高程累计值最大为131.04 mm。第10次测量与前期测量结果相差为26.3 mm。 由图5可知，石门坎大桥的右幅左侧中跨部位YZ17点最大挠度为148.34 mm。其中第10次测量结果与第9次测量的结果高程差值较大，为18.68 mm。 图6可知，右幅右侧中跨部位YY17点挠度最大值为144.03 mm。其中第10次测量结果与第9次测量的结果高程差值较大，为17.65 mm。第4次与第5次监测结果相差17.59 mm，第3次测量结果与第2次测量结果相差较大，为13.45 mm。 3.2. 跨中挠度随时间变化特性 为分析石门坎大桥监测点随时间的变化特性，分别选取，监测起点(ZZ1)、第1跨跨中(ZZ5)，1号墩顶*(ZZ9)，第2跨跨中(ZZ17)，2号墩顶(ZZ25)，第3跨跨中(ZZ29)，监测终点(ZZ33)进行分析。图7~10为石门坎大桥左幅左侧、左幅右侧、右幅左侧、右幅右侧的桥面监测点挠度随时间变化特性图。 由7可知，各监测点挠度出现波动现象，但总体趋势是随时间的增长而增加。ZZ17点，第2跨跨中点挠度最大，从第1次测量到最后1次测量累积挠度值达72.49 mm，经过1992天后增加到151.41，其余监测点的挠度在10~30 mm左右不等。 图8可知，芭茅冲大桥左幅右侧桥面监测点随时间增长桥，跨中挠度逐渐增大，ZY17点的跨中挠度在1992天的时间内，由71.59 mm增加到131.04 mm。 由图9可知，监测点竖向位移随时间的增长，总体上呈下降趋势。其中ZZ17点，第2跨跨中点的竖向位移最大，总累积挠度为131.04 mm。对于梁端测点挠度为0.2 mm左右，其余监测点的挠度在2~10 mm左右不等。 由图10可知，石门坎大桥右幅左侧桥面各监测点挠度随时间的增长，总体上呈下降趋势。其中YY17点，竖向位移最大累积挠度为144.03 mm。
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user: 4. 结论与展望 本文通过对石门坎大桥固定水准点高程，进行3年的监测，计算各测点竖向累计挠度并绘制分析该测点挠度随时间的变化曲线。分析结果表明：石门坎大桥最大下挠部位位于跨中17号测点，桥墩部位挠 图3. 左幅左侧桥面高程监测结果 图4. 左幅右侧桥面高程监测结果 图5. 右幅左侧桥面高程监测结果 图6. 右幅右侧桥面高程监测结果 图7. 摆鲁坡大桥右幅右侧桥面监测点挠度随时间变化 图8. 石门坎大桥左幅右侧桥面监测点挠度随时间变化 图9. 石门坎大桥右幅左侧桥面监测点挠度随时间变化 图10. 石门坎大桥右幅右侧桥面监测点挠度随时间变化 度值最小。通过对挠度随时间的变化曲线可知，随着时间的增长，跨中挠度的变化出现了波动现象，但挠度的总体呈增长的趋势，且前期增长速度快，后期增长速度降低。 影响大跨径的长期挠度的因素众多，涉及设计计算、施工、材料、防治技术等一系列环节，其中一些影响因素很复杂且与连续刚构桥相互藕合，一些因素也尚不完全清楚，要全面解决我国大跨径连续刚构桥过大的下挠问题，还有大量艰苦的理论与技术研究工作。
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user: 摘 要 针对传统的工业照明控制方式单一造成的电能浪费及监控不力等问题，本文提出了面向工业照明背景的智能网关设计方案，旨在通过智能网关完成对照明终端节点的整体控制和智能化控制，满足自动化控制工业照明系统的市场需求。本文对智能网关的硬件设计、软件设计及功能实现进行了具体分析。智能网关在实现将节点数据通过协议转换传输到上位机的基础上，还将完成照度统计、灯具寿命时长统计和自动控制等功能设计，满足了工业照明系统的智能化设计要求。 关键词 :工业照明，智能网关，协议转换，自动控制 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在控制、电子信息、计算机等行业高速发展的推动下，各个行业的智能化水平不断提高，随着国家物联网发展鼓励政策和“中国制造2025”计划的出台 [ 1 ] ，智能化发展成为了时代热点。工业照明系统与我们的生产息息相关 [ 2 ] ，在工业现场及车间仍以一键式的手动控制为主，由于厂房区域大，照明节点众多，难以实现精确单灯控制，因此造成智能化程度较低，电能浪费严重。虽然有几家企业已经研究出适用于工业照明智能化的照明控制器，但功能较为单一，无法真正实现智能化。为了对厂房灯具实现多点控制，并将数据回传处理，本文拟将智能网关技术应用到工业照明系统中去，设计一款适合工业照明系统的智能网关，对于搭建工业网络智能照明控制系统，将具有重要的应用价值。
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user: 2. 总体方案设计 工业照明系统的智能化设计主要是指在原有的工业照明技术条件下，增加以智能网关为核心的智能化采集控制单元，使照明控制趋于智能化和简约化。如图1所示，工业照明智能控制系统主要由供电部分和智能控制部分组成。智能控制部分，主要是由“三层网络”架构实现：“第一层网络”是由许多的采集控制节点组成，每个节点包括节点MCU，照度采集单元，继电器控制单元，供电单元等构成部件，从而完成对每组灯具的开关量控制和相应区域的照度信息采集，所有节点犹如一张“大网”覆盖了整个厂房；“第二层网络”主要是指智能网关控制层，也是本次设计的核心环节，对于“第一层网络”的采集信息及时储存和处理，将控制信号反馈给“第一层网络”，将处理的数据上传给“第三层网络”；“第三层网络”主要是指远程PC端，利用客户端程序完成对整个照明网络的实时监控和控制。考虑到以太网远程传输的可靠性与快捷性以及现场总线相对于工业应用的优势，“第一层网络”和“第二层网络”主要由Modbus485现场总线通信，而“第二层网络”和“第三层网络”主要是由以太网TCP/IP协议实现信息传输过程。 在实现基本控制和采集数据量的基础上，实现照明分组控制、灯具寿命统计等功能。智能网关的具体功能阐述如下： 1) 透传功能：通过上位机显示界面可以实时查看照明厂房的灯具状态，照明节点数据直传到远程监控端；同时可以通过远程客户端可以直接控制每组灯具的亮灭及定时设定； 2) 照度统计功能：将照度信息每30秒上传一次，根据照度信息变化统计当天照度随时间的变化曲线图；根据照度骤变确认是否产生坏灯；根据每组灯具的开关时间自动绘制寿命时长统计图； 3) 自动控制功能：根据照度统计，根据适合的人类活动的最佳照度区间自动控制照明灯具的开关控 图1. 工业照明智能控制系统 制；并设定工作模式和非工作模式，自动调节亮灯数量，将节约做到极致。
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user: 3. 智能网关硬件设计 智能网关是智能化工业照明控制系统的核心，既要充当采集控制节点的“客户端”，又要扮演远程PC端的“服务器 ”，完成信息的存储、协议转换、上传下载和运算处理等功能。智能网关主要由处理器模块、电源模块、485通信模块和以太网通信模块组成，各模块之间协同工作，相互它们之间的关系如图2所示。每一路485总线接口均连接到相应的采集控制节点，通过RS485总线收发控制器，将信息在MCU和终端节点之间以Modbus-RTU协议方式快速传递；由于所选芯片STM32F107系列支持以太网传输，但不包含PHY层，选择DP83848芯片构建以太网模块，与MCU共同架构了完整的以太网协议层，完成智能网关与上位机之间的通信传输功能。在完成硬件通信优化设计后，通过对MCU软件设计，完成工作/非工作模式智能切换、根据照度信息进行具体灯组照明控制以及坏灯监测等功能。 3.1. 处理器模块电路 考虑到处理器的运行速率、功能模块、项目所需芯片处理以及存储能力等因素，在可控成本的前提下，选择使用ST系列ARM芯片STM32F107VCT6作为智能网关的主芯片。STM32F107VCT6是一款32位RISC微处理器，内核为ARMCortex-M3。其低功耗、低成本、性价比高，具有内部64 KB RAM，256 KB Flash以及72 MHz的运行频率 [ 3 ] 。该芯片具有1个10/100M以太网控制器、5个通用同步异步收发 图2. 智能网关总体框图 器USART控制器、3个SPI接口，可以满足以太网数据传输和RS-485的数据传输的需求。 处理器模块中看门狗电路如图3所示，主要作用是防止程序跑飞或者陷入死循环，保护程序运行。W25X16是具有SPI接口的FLASH闪存芯片，存储空间为16 Mb，支持高达75 MHz的SPI时钟频率。其在智能网关原理图中接线图如下图4所示。 3.2. 以太网模块电路 STM32F107VCT6芯片的以太网功能支持符合IEEE802.3标准的以太网数据收发。在智能网关以太网模块设计中，将主芯片的媒体访问控制层(MAC)通过业界标准差的较少的媒体独立接口(RMII)外接提供外接物理接口(PHY)的DP83848CVV芯片(图5)，从而使主芯片的MAC层和以太网芯片PHY层建立LAN通信连接 [ 4 ] 。PHY层通过9根信号线(RMII接口)来连接STM32F107VCT6芯片的相应接口，并通过芯片输出的25MHz时钟信号来驱动。 3.3. RS485模块电路 RS485模块电路主要由主芯片USART接口、RS485总线收发器MAX485ESA、光电耦合器6N137、接线端子及外部线路组成。采集控制信号均采用Modbus协议在主芯片和终端节点之间传输，每一个RS485模块均可作为Modbus主站/从站接收和发送消息。 在本次工业照明体系之智能网关设计工作中，基于芯片的处理能力和USART接口限制，我们选定设置4路485通信接口，并需要考虑RS485总线的电源隔离，电气隔离，总线保护等因素 [ 5 ] 。在RS485总线收发器MAX485ESA与MCU连接中加入了转换速率高达10 Mbps的高速光电耦合6N137 [ 6 ] ，避免总线传输线路对STM32F107VCT6处理器造成干扰。其中485接口总线部分电路图连接如图6所示。