DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结果与分析 3.1. 沙葱籽挥发油和种子油的萃取率 将含水率为7.15%的沙葱籽原料，经水中蒸馏萃取挥发性成分，采用CO 2 超临界流体萃取法萃取沙葱籽种子油，所得种子油的质量(m)与所用原料的绝干质量(M)的比值，乘以100%即为挥发油和种子油的萃取率。实验结果见图1，CO 2 超临界流体萃取法所得沙葱种子油的萃取率为14.87%，水中蒸馏法所得挥发性成分得率较少，仅为1.53%。 图1. 沙葱籽挥发油与种子油的得率 3.2. 沙葱挥发油的化学组成 挥发油又称精油，其具有抗菌活性、抗炎活性、抗肿瘤活性、抗病毒活性、及抗氧化、抗过敏等生物学活性 [ 9 ] [ 10 ] 。本研究将沙葱挥发油通过气质联用法分析其化学组成，挥发性成分的分类，CAS号、分子式、结构式及相对含量详见表1，GC-MS的总离子流图如图2所示。 从表1中可以看出，沙葱挥发性成分多为酯类、烯烃和酚类化合物，还有少量醇、醛、酸以及呋喃和吡咯类化合物。其中含量最高的为二乙基十六酸二乙酯，相对含量为20.828%；其次是角鲨烯，相对含量为7.383%；联二苯酚类含量也较高，为5.798%。从图2中可以看出，保留时间35.0 min后柱流失比较严重，造成已鉴定出的化合物的相对含量之和远小于100%，但此现象并不影响已知化合物相对含量的比较。 3.3. 沙葱籽种子油的化学组成 将超临界流体法萃取所得沙葱种子油经甲酯化后，通过气质联用法分析其化学组成，GC-MS的总离子流图如图3所示，其中化学组成的分类，CAS号、分子式、结构式及相对含量详见表2。 从图3看出，在超临界流体萃取法所得种子油中鉴定出了14种成分，主要为脂肪烃类、不饱和醇类及脂肪酸类化合物。经检测其中主要成分见表2，依次为亚油酸甲酯(68.533%)、油酸甲酯(16.640%)和棕榈酸甲酯(6.374%)，此外还含有花生酸甲酯(2.257%)和饱和脂肪酸甲酯(十九碳酸甲酯1.368%、二十碳酸甲酯0.760%、二十二碳酸甲酯0.244%)，还含有微量角鲨烯(0.242%)。因此，CO 2 超临界流体萃取更易获得脂肪烃和脂肪酸类化合物含量较高的沙葱种子油，其中不饱和脂肪酸含量占90%以上。沙葱籽油脂具有降血脂的功能，研究表明沙葱籽油能有效调节脂质代谢，减少脂质在体内的积累；能显著降低高酯血症 图2. 沙葱籽精油的总离子流图 Table 1 Chemical composition of volatile oil from Allium mongolicum Regel see 编号 保留 时间 min 化合物 名称 CAS号 分子式 匹配度 相对 含量 RA% 结构式 1 9.81 苯基乙醇 000060-12-8 C 8 H 10 O 91% 0.480% 2 11.77 苯并呋喃 000496-16-2 C 8 H 8 O 96% 1.003% 3 12.87 α-苯乙基甲乙醛 004411-89-6 C 10 H 10 O 90% 0.867% 4 13.48 吲哚 000120-72-9 C 8 H 7 N 97% 0.852% 5 13.95 2-甲氧基-4-乙烯基苯酚 007786-61-0 C 9 H 10 O 2 97% 0.696% 6 25.92 n-十六酸 000057-10-3 C 16 H 32 O 2 94% 2.671% 7 33.60 二乙基十六酸二乙酯 000103-23-1 C 22 H 42 O 4 93% 20.828% 8 33.87 联二苯酚类 000119-47-1 C 23 H 32 O 2 95% 5.798% 9 37.63 角鲨烯 007683-64-9 C 30 H 50 98% 7.383% 表1. 沙葱籽挥发油主要组成化合物 Table 2 Chemical composition analysis of seed oil of Allium mongolicum Regel see 编号 保留时间 min 化合物 名称 CAS号 分子式 匹配度 超临界萃取 RA% 结构式 1 22.52 十七烷 000629-78-7 C 17 H 36 99% 0.144% 2 23.77 十八烷 000593-45-3 C 18 H 38 98% 0.235% 3 25.01 十九烷 000629-92-5 C 19 H 40 98% 0.299% 4 25.43 棕榈酸甲酯 000112-39-0 C 17 H 34 O 2 99% 6.374% 5 26.56 二十烷 000112-95-8 C 20 H 42 98% 0.326% 6 28.87 亚油酸甲酯 000112-63-0 C 19 H 34 O 2 99% 68.533% 7 28.97 油酸甲酯 002345-29-1 C 19 H 36 O 2 99% 16.640% 8 29.37 花生酸甲酯 000112-61-8 C 19 H 38 O 2 99% 2.257% 9 31.98 十四碳 不饱和醇 100013-10-4 C 14 H 24 O 98% 1.983% 10 32.36 二十碳酸 甲酯 100033-36-8 C 21 H 40 O 2 99% 0.760% 表2. 沙葱籽种子油化学组成分析 Continued 图3. CO 2 超临界萃取沙葱籽种子油甲酯化总离子流图 血清含量，提高血清SOD活性和GSH-Px活性；能显著提高机体内源性抗氧化酶活性，降低体内脂质过氧化水平，起到拮抗动脉粥样硬化的作用 [ 7 ] 。
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user: 4. 结论 本研究采用CO 2 超临界流体萃取法所得沙葱籽种子油的萃取率为14.87%，水中蒸馏法所得挥发性成分得率较少，仅为1.53%。沙葱挥发性成分多为酯类、烯烃和酚类化合物，还有少量醇、醛、酸以及呋喃和吡咯类化合物。其中含量最高的为二乙基十六酸二乙酯，相对含量为20.828%；其次是角鲨烯，相对含量为7.383%；联二苯酚类含量也较高，为5.798%。在超临界流体萃取法所得种子油中鉴定出了14种成分，主要为脂肪烃类、不饱和醇类及脂肪酸类化合物。主要成分为亚油酸(相对含量为68.533%)、油酸(相对含量为16.640%)和棕榈酸(相对含量为6.374%)，此外还含有花生酸(相对含量为2.257%)和饱和脂肪酸(十九碳酸相对含量为1.368%、二十碳酸相对含量为0.760%、二十二碳酸相对含量为0.244%)，还含有微量角鲨烯(相对含量为0.242%)，其中不饱和脂肪酸含量大于90%。因此，CO 2 超临界流体萃取更易获得脂肪烃和脂肪酸类化合物含量较高的沙葱种子油。
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user: 摘 要 本文采用对砂土进行胶结的混合法，在砂土中掺入硅酸盐水泥制成不同水泥含量的人工胶结砂土试样，通过对试样进行三轴固结排水剪切试验，研究砂土颗粒间的胶结对砂土强度特性，应力-应变特性及体积变形特性的影响。研究表明，同一围压下试样水泥含量越高粗砂粒间的胶结越强，试样的峰值强度越大；但同一围压下不同水泥含量试样的残余强度接近相等。同一围压下，试样水泥含量越高砂粒间的胶结越强，试样的初始压缩模量越大，应变软化越明显。试样水泥含量越高粗砂粒间的胶结越强，在低围压下排水剪切时越容易发生剪切膨胀，低围压下排水剪切时的体应变也越大。 关键词 :人工胶结砂土，砂土颗粒间胶结性，三轴固结排水剪切试验，胶结砂土强度特性，胶结砂土应力-应变特性 Copyright © 2017 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 土中颗粒的组成、土颗粒的排列与组合、颗粒间的连接作用导致了土形成不同的结构，土的结构性是指这种结构而造成的力学特性，结构性的强弱表示土的结构性对于其力学性质(强度、变形性质和渗透性)影响的强烈程度。天然土体的力学特性与在试验室制备的重塑土的力学特性有较大区别，天然土体的结构性对其力学及工程特性有非常大的影响，天然土体相对于重塑土而言称为结构性土。土体结构性对土体力学性质及工程性质的影响是21世纪土力学研究的核心问题 [ 1 ] 。 上世纪八十年代以来，许多学者对结构性土的力学特性进行试验分析和研究。张成厚等对两种未扰动的结构性粘土，进行了固结实验和室内三轴不排水试验 [ 2 ] 。由于在对原状土取样的过程中，对原状土的扰动使其结构的改变是不可避免的，故后来一些学者尝试在试验室内人工制备结构性土，对土的结构性开展试验研究。Malandraki采用高温灼烧法在实验室内制备结构性土(Malandraki， 2001) [ 3 ] 。蒋明镜等通过在原料软土中掺入冰粒和微量水泥，人工设定化学胶结作用和大孔隙组构来模拟天然粘土的结构(蒋明镜等，1997年) [ 4 ] 。谢定义等在土中掺入冰粒和微量水泥，在实验室内人工制备类似于原状土结构的土样，通过对人工制备的结构性土样的压缩试验，分析研究土的结构性并验证提出了反映土结构性的定量化参数(谢定义等，1999年) [ 5 ] 。 反映天然砂土结构性的一个方面砂土颗粒的排列，可用砂土的相对密度Dr或孔隙比e来描述；但反映天然砂土结构性的另一个方面砂土颗粒间的胶结性，及颗粒间的胶结性对天然砂土力学性质的影响目前正在研究。王丽等在实验室内用方解石粉和硅酸盐水泥作为胶结材料，采用混合法在实验室内制成含5%方解石粉、不同硅酸盐水泥含量的钙质砂试样，对这些试样进行了不同围压下的三轴固结排水剪切试验，通过试验结果研究分析了钙质砂粒间的胶结性对钙质砂力学性质的影响 [ 6 ] 。蒋明镜等通过离散元数值模拟对结构性砂土粒间胶结效应进行了研究分析 [ 7 ] 。刘恩龙等通过在原状土料中加入少量水泥和盐粒以形成颗粒间的胶结作用和大孔隙组构模拟天然黏土的结构性，通过室内压缩试验和不同胶结强度土样在排水和不排水条件下的三轴剪切试验，分析了人工制备结构性土样的力学特性 [ 8 ] 。 本文采用对砂土进行胶结的混合法，在砂土中掺入硅酸盐水泥制成不同水泥含量的人工胶结砂土试样，通过对试样的三轴固结排水剪切试验，研究砂土颗粒间的胶结对砂土应力-应变特性，强度特性及体积变形特性的影响，揭示砂土的结构性对砂土力学性质的影响，为建立原状砂土的本构模型和实际岩土工程设计提供参考。
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user: 2. 试样的制备及试验方案 本文试验采用的砂土是从福建标准砂中用土工筛筛出的粒径在0.5 mm~1 mm的粗砂。福建标准砂的颗粒级配曲线如图1。用粒径在这个范围内的粗砂，目的是在砂中掺入硅酸盐水泥后能让砂土颗粒间的水泥的胶结比较均匀。砂土物理性质指标的测定和试验试样的制备严格按照GJB128-88标准进行。粒径在0.5 mm~1 mm的福建标准砂的基本物理性质指标见表1。 试验设计了A、B、C三组试样，每组有相同的三个试样，一共9个试样。A组为不含水泥的试样、B组为含3%硅酸盐水泥的试样、C组为含6%硅酸盐水泥的试样。制备含水泥的砂土试样时将一定百分比质量的硅酸盐水泥均匀的与砂土混合，分三层装入三瓣模中每一层都均匀捣实，然后放入水中养护7天使试样胶结，然后将样品脱模放入三轴试验机中。三组试样的物理参数见表2。 试验在浙江大学建筑工程学院土工实验室的GDSLAB上进行，每组试样分别在50 kPa、100 kPa、200 kPa围压下进行固结排水剪切试验。 图1. 福建标准砂颗粒级配曲线 Table 1 Basic physical inde ρ d min (g/m 3 ) ρ d max (g/m 3 ) e max e min G s 1.404 1.688 0.9266 0.6033 2.701 表1. 基本物理性质指标
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user: 3. 砂土粒间胶结对应力应变特性及强度的影响 3.1. 应力应变特性及强度分析 A组试样(A1， A2， A3)，B组试样(B1， B2， B3)，C组试样(C1， C2， C3)分别在围压50 kPa、100 kPa、200 kPa下固结排水剪切试验的 关系曲线如图2，图3，图4所示。从图中可看出随着围压的增大，试样的峰值强度增大，应力应变曲线为应变软化型曲线且围压越大软化越明显，三组试样的这些性质是相同的。从相对密实度D r 的值可看出三组试样都属于密砂，三个图中的应力应变曲线和参考文献中报告的密砂的应力应变曲线特性相同，说明该试验的结果有较高的准确性。 不含水泥试样、含3%水泥试样和含6%水泥试样，在围压50 kPa、100 kPa、200 kPa下固结排水剪切试验的 关系曲线如图5、图6、图7所示。从图5、图6、图7可以看出，水泥胶结物质的添加使砂土试样的峰值强度增加，同一围压下水泥含量越高试样的峰值强度越大，但同一围压下不同水泥含量试样的残余强度接近相等。同一围压下水泥含量越高的试样，初始的压缩模量越大，应变软化越明显。随着水泥含量的增加，试样应力峰值对应的应变减小试样的脆性增加。 Table 2 Basic physical index of sampl 试样编号 砂的质量(g) 水泥的质量(g) 水泥占比(%) 相对密实度D r A(A 1 ， A 2 ， A 3 ) 168 0 0 0.79 B(B 1 ， B 2 ， B 3 ) 156 4.68 3% 0.76 C(C 1 ， C 2 ， C 3 ) 150 9 6% 0.78 表2. 试样的物理性质指标 图2. 不含水泥量试样主应力差-轴向应变曲线 图3. 3%水泥含量试样主应力差-轴向应变曲线 图4. 6%水泥含量试样主应力差-轴向应变曲线 图5. 围压50 kPa下主应力差-轴向应变曲线 图6. 围压100 kPa下主应力差-轴向应变曲线 图7. 围压200 kPa下主应力差-轴向应变曲线 3.2. 体积变形特性分析 A组试样(A1， A2， A3)，在围压50 kPa、100 kPa、200 kPa下固结排水剪切试验的体积应变-轴向应变( )关系曲线如图8所示。A组试样相对密实度D r = 0.79属于密砂，随着轴向应变的增加试样的体积应变由剪缩转变为剪胀，试样在不同围压下的体积应变相差不大。 试样A1、B1、C1在围压50 kPa下的体积应变-轴向应变( )关系曲线如图9所示，试样A2、B2、C2在围压100 kPa下的体积应变-轴向应变( )关系曲线如图10所示，试样A3、B3、C3在围压200 kPa下的体积应变-轴向应变( )关系曲线如图11所示。 从图9、图10和图11中可看出，在同一围压下水泥含量6%的试样的剪胀体应变大于水泥含量3%的试样的剪胀体应变，水泥含量3%的试样的剪胀体应变大于不含水泥试样的体应变。这说明粗砂砂粒间的胶结越强，在低围压下排水剪切时越容易发生剪切膨胀；粗砂砂粒间的胶结越强，低围压下排水剪切时的剪切体应变越大。
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user: 4. 结论 1) 水泥胶结物质的添加使砂土试样的峰值强度增加。同一围压下水泥含量越高、粗砂砂粒间的胶结越强，试样的峰值强度越大；但同一围压下不同水泥含量试样的残余强度接近相等。 2) 同一围压下试样水泥含量越高、砂粒间的胶结越强的试样，初始的压缩模量越大，应变软化越明显。随着水泥含量的增加，试样应力峰值对应的应变减小试样的脆性增加。 3) 试样水泥含量越高粗砂砂粒间的胶结越强，在低围压下排水剪切时越容易发生剪切膨胀，含水泥试样的剪胀体应变大于不含水泥试样的体应变。试样水泥含量越高粗砂砂粒间的胶结越强，低围压下排水剪切时的剪切体应变越大。 图8. 不同围压下体积应变—轴向应变曲线 图9. 围压50 kPa下体积应变—轴向应变曲线 图10. 围压100 kPa下体积应变—轴向应变曲线 图11. 围压200 kPa下体积应变—轴向应变曲线 上述结论可供实际岩土工程设计时参考，水泥胶结砂土在高围压下的应力-应变特性及强度特性有待进一步试验分析研究。
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user: 资助信息 浙江省自然科学基金项目(LY 13A 020005)。
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user: 摘 要 航空发动机是一种具有严格气动负荷、机械负荷，且要求强耐久性的热动力机械，它是由许多零部件和附件组成的复杂系统，其可靠性和寿命直接影响着飞行的安全性，而航空发动机的寿命，很大程度上取决于主要零部件的寿命。本文对国内B737民航班机CFM56发动机的风扇叶片的强度展开了一系列研究，为提高发动机可靠性提供了参考价值。利用CATIA自带的有限元软件建立了发动机风扇的有限元模型，分别计算了风扇在不同转速下的离心应力分布和不同转速下扭矩对风扇的影响，并对其静强度进行了强度校核。 关键词 :叶片，离心力，扭矩，应力 Copyright © 2017 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. CFM56发动机及其风扇简介 CFM56发动机是由美国通用电气公司(GE)和法国国营航空发动机研究制造公司(SNECMA)共同组成的CFM国际公司(CFMI)，在F101核心机技术的基础上，为适应20世纪80年代后国际军、民用飞机市场的需要而研制的100 kN级高涵道比涡扇发动机。从它的第1个型号CFM56-2于1979年11月取得适航证后，到2005年已发展了CFM56-3，CFM56-5A、CFM56-5B、CFM56-5c、CFM56-7等6个系列，共有28个型号，其推力覆盖了71~151 kN，已成为22个型号飞机的动力。 航空发动机是飞机的动力装置，为其提供飞行推力，被誉为飞机的“心脏”，而风扇是涡轮风扇发动机的重要部件之一。风扇后面的空气分为两路，一路是外涵道，一路是内涵道。风扇一般为一级，结构简单。风扇设计技术主要包括气动设计技术、全三元计算技术、间隙控制技术、旋转失速和喘振控制技术、结构设计技术、材料与工艺技术等方面。风扇是航空发动机的重要压缩部件，它的性能的好坏直接影响整个发动机的性能。
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user: 2. 风扇叶片的线弹性有限元应力分析计算 由于风扇叶片的结构、受载及约束条件都是空间的，所以要计算风扇叶片在离心载荷下的应力，就需对风扇叶片进行有限元分析。叶片线弹性应力分析的前提条件为 [ 1 ] [ 2 ] 。 1) 叶片工作时的变形为小量。一般来说，变形量的大小事先并不能确定，只能凭经验估计。从现有的发动机来看，风扇叶片的变形比较小，可以认为它满足小变形的要求。 2) 工作时叶片材料尚未屈服，即处于弹性范围之内。目前绝大多数发动机叶片均采用弹性设计，都能满足这一要求。 3) 叶片相互之间或与其他零件不接触。所以，本文讨论的叶片不包括榫头部分，且不考虑其相邻叶冠和减振凸肩间的接触。 对叶片进行离散化时，在应力变化大的区域如叶根附近，网格应分的比较密，而在应力变化小的区域如叶尖附近，网格可分得疏一些，还应注意的是，划分单元时应使单元各方向的尺寸大致相近，并尽量使各单元的各夹角相差不大，这样才能保证所划分的单元具有良好的特性。 2.1. 风扇强度分析模型 2.1.1. 风扇三维模型 根据CFM56发动机在三维设计软件CATIA中建立了风扇的模型如图1示。 图1. CFM56发动机风扇模型 2.1.2. 风扇的材料的应用 计算中模型所采用的材料为钢材，材料参数如表1示。 2.2. 风扇的有限元网格 单元全部采用的是六面体单元，风扇的单元尺寸为50 mm，由于需要对风扇叶片进行强度计算，所以叶片的网格风扇叶片的单元尺寸为20 mm。网格采用CATIA软件中的网格划分工具，对三维实体生成有限元网格，得到57，403个单元、18，459个节点。 2.3. 计算载荷与边界条件 2.3.1. 叶片受载特点 风扇叶片在工作时绕发动机轴线旋转，所受载荷包括离心力、气动力和热载荷。 气动力是一种表面分布压力，它作用在叶片的各个表面，但它不是均匀分布力，它沿叶高方向和叶宽方向的分布都不是均匀的 ，较为准确的气动力场可由叶栅通道和三维流场计算得到，但工作量较大。一般来说，对叶片进行应力分析时应该考虑气动力，但有时可能因得不到有关数据而无法予以考虑。风扇叶片上离心应力比气动应力大得多，所以忽略气动力对分析结果的影响不大。 Table 1 Physical parameters of stee Material (材质) Steel (钢) Young’s modulus (弹性模量) 2E+011 N∙m 2 Poisson’s ratio (泊松比) 0.266 Density (密度) 7860 kg∙m 3 Coefficient of thermal expansion (热膨胀系数) 1.17E−005 kdeg Yield strength (屈服强度) 2.5E+008 N∙m 2 表1. 钢材的物理参数 离心力是一种体积力，它与质量及其所处的半径成正比，与其转速的平方成正比，离心力主要使叶片产生径向的拉应力，对于扭转叶片，同时会产生扭转应力。热载荷是由于叶片受热时各部分的变形相互制约而产生的，热载荷所产生的热应力不仅与叶片的温度梯度有关，而且与叶片所受的几何约束有关，叶片的温度梯度越大，几何约束越紧，则热应力越大，所以，热载荷通常以温度场的形式来描述，并且与几何边界条件密切相关，严格地讲，所有叶片上都有热载荷作用，但对于风扇叶片来说，由于温度较低且温度分布均匀，所产生的热应力不大，所以应力分析时常常予以忽略。 2.3.2. 离心力的分析计算 由2.3.1可知，叶片的应力分析只需考虑离心力的影响。本文只对风扇叶片在离心载荷下进行强度计算与分析。用CATIA计算风扇叶片的变形和应力，风扇的额定转速为14，460 r/min，为分析风扇在不同转速下的应力分布，这里取三个不同的转速8000 r/min、14，460 r/min和20，000 r/min进行分析。用CATIA自带有限元进行分析不同的转速下的应力如图2和图3所示。 由图2和图3可知，风扇在8000 r/min时应力集中在风扇叶片的根部，叶片所受的最大应力为74.4 MPa，变形位移出现在风扇叶片的叶尖，叶尖的最大径向位移约为0.208 mm。 同理可知，风扇在14，460 r/min时应力集中在风扇叶片的根部，所受的最大应力为398.2 MPa，变形位移出现在风扇叶片的叶尖，其中叶尖的最大径向位移约为0.713 mm。风扇在20，000 r/min时应力集中在风扇叶片的根部，叶片所受的最大应力为614.1 MPa，变形位移出现在风扇叶片的叶尖，叶片的最大径向位移约为1.0948 mm。 由上可知，在不同转速下风扇的受力情况基本相同，应力集中点都在叶片的根部，最大变形位移均在叶片的尖端，转速越大，叶片受力也越大，叶片的径向位移越大。在额定转速下风扇的最大离心应力为398 MPa。 2.3.3. 扭矩的影响 风扇叶片在离心力场的作用下，叶片除了拉伸外，还要承受扭转恢复扭矩，产生扭矩恢复变形。叶片扭转的越大，其产生的恢复扭矩也越大，叶片的扭转恢复变形，将在叶片的横截面上产生扭转切应力，并使叶片截面上的拉应力重新分布。在2.3.2中考虑了只离心力的影响，没有考虑扭矩的影响，在此单独分析扭矩对风扇叶片的影响，在风扇叶片添加一个扭矩。根据风扇的额定转速计算扭矩的具体方法如下: 式中，T (N∙m)为扭矩；P (kW)为功率，本文中的功率为1800 kW；n (r/min)为转速，这里采用额定转速14，460 r/min。风扇在额定转速下的扭矩的大小是1189 N∙m，在此对风扇分别施加三个不同的扭矩进行分析，其应力如图4和图5所示。 图2. 风扇在8000 r/min的Von Mises应力分布 图3. 风扇在8000 r/min的Von Mises应力变形图 图4. 扭矩为800 N∙m时风扇的Von Mises应力分布 图5. 扭矩为800 N∙m时风扇的Von Mises应力变形 由图4和图5可知，风扇在扭矩为800 N∙m时应力集中在风扇叶片的根部，叶片所受的最大应力为4.32 MPa；变形位移出现在风扇叶片的叶尖，叶片的最大径向位移约为0.127 mm。 同理可知，风扇在扭矩为1189 N∙m时应力集中在风扇叶片的根部，叶片所受的最大应力为6.4 MPa；变形位移出现在风扇叶片的叶尖，叶片最大径向位移约为0.327 mm。风扇在扭矩为1500 N∙m时应力集中在风扇叶片的根部，叶片所受的最大应力为8.11 MPa；变形位移出现在风扇叶片的叶尖，叶片的最大径向位移约为0.237 mm。 综上可得，不同扭矩下风扇的受力情况基本相同，最大应力位置在叶片根部，最大位移变形在叶尖处，额定转速下叶尖的最大径向位移为0.327 mm。扭矩越大，应力越大，受力位置基本不变，额定转速下由扭矩作用引起的应力为6.4 Mpa。 由2.3.2和2.3.3的计算结果可知，风扇在工作时最大应力集中在叶片根部，风扇在额定转速下工作时的最大当量应力为404 MPa，按斯贝发动机应力标准(EGD-3) [ 3 ] [ 4 ] ，风扇作为航空发动机的关键部件，为防止其发生各种失效故障，首先必须进行叶片的静强度校核。斯贝发动机应力标准规定为在所有正常工作条件下涡轮轮盘的平均周向应力不超过σ 0.1 的75%，在离心载荷及热载荷作用下内径处的周向应力不超过σ 0.1 的95% [ 5 ] 。本文中，风扇在设计转速状态下的屈服强度是750 MPa，而风扇在额定转速下的最大应力为404 MPa，小于95%的σ 0.1 ，因此在此计算工况下该涡轮盘满足EGD-3的静强度设计要求。
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user: 3. 小结 本章利用CATIA自带有限元对CFM56发动机风扇叶片进行了离心载荷下的应力分析，由分析结果可以看出，变形位移最大点位于风扇的叶尖，高应力区在于叶身根部区域。在额定功率下，由旋转离心力所引起的最大Von Mises应力为398 Mpa，由旋转传递的扭矩引起的应力为6.4 MPa，最大应力叠加后为404 MPa。由扭矩作用所引起的应力相对于由离心力所引起的应力而言非常低，风扇在正常工作情况下的应力主要是由离心载荷所引起的。 风扇是民用大涵道比涡扇发动机的关键技术，今后研究的方向有弯掠叶片、带箍叶片和分隔式叶片。降噪、抗外物损伤和叶片包容能力也是大风扇设计中的关键问题 [ 6 ] 。关键技术：非定常有粘全三维气动设计技术；大小叶片设计技术；弯掠风扇叶片设计及制造技术；整体叶盘设计及制造技术；二次流控制技术；刷式密封设计及制造技术；金属基复合材料设计。 未来风扇设计是继续提高流通能力、叶尖切线速度和平均级负荷。提高流通能力可以减少发动机进口直径，从而有效地减小发动机重量，提高推重比。其办法是减小轮毂比(d)和提高气流轴向马赫数(Ma)。目前，风扇设计中采用的d为0.34，Ma为0.631。提高叶尖切线速度和扩散因子可以提高级压比，从而减少给定总压比条件下所需的级数并由此减少整个发动机的长度和重量。目前试验研究中的发动机风扇进口叶尖切线速度已达550~600 m/s。通过三维气动设计又可使扩散因子提高0.07。目前，已验证的风扇级压比已达2.0~2.5。 近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，己经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，几乎所有的设计制造都己离不开有限元分析计算，主要表现在以下几个方面： l) 增加产品和工程的可靠性和在产品的设计阶段发现潜在的问题； 2) 经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本； 3) 模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费。
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user: 资助信息 国家自然科学基金(51465047)；航空科学基金(2014ZD56009)；江西省自然科学基金资助项目(2015BAB207011)。
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user: 摘 要 本文分析了几种典型沟槽形状的金属纳米光栅(MNG)的光波传播特性。利用多重多级子程序法(MMP)计算了光栅形状和入射光波长对反射率和透射率的影响。结果显示，金属纳米光栅存在表面等离子体共振(SPR)和局域化表面等离子体共振(LSPR)两种共振模式。LSPR共振波长强烈依赖于光栅的沟槽形状、槽深、槽宽等结构参数，呈现宽带光谱响应机制，而SPR更多的依赖于光栅周期大小，呈现窄带光谱响应机制。两种共振模式的不同特性拓展了我们对金属纳米光栅的光学传播特性的认识，这对根据需要合理设计金属纳米光栅有重要的指导意义。 关键词 :金属纳米光栅，表面等离子体共振，局域化，形状 Copyright © 2017 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 近年来，随着纳米结构制造技术的发展，金属纳米结构的表面等离子体共振(surface plasmon resonance， SPR)现象并由此引发的许多奇特的纳米光学性质，受到了不同领域研究者的广泛关注 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。SPR是指当光与金属纳米结构相互作用时在金属表面的一种由自由电子和光子形成的混合激发态 [ 6 ] [ 7 ] 。在这种相互作用中，自由电子在与其共振频率一致的光波照射下发生集体振荡。 金属纳米光栅(MNG)是一种光波激发SPR的器件，其光学性质可由改变纳米光栅的周期、槽深槽宽、入射光波长等加以操控，因此其结构参数与入射光参数的选择都是十分关键的。H. Raether详细研究了正弦型金属光栅的振幅、周期以及入射光波长和角度等对SPR光学特性的影响 [ 8 ] 。H. Hori等人研究了双面矩形和等腰梯形槽深及等腰梯形底角对SPR的影响 [ 9 ] 。本文作者也曾研究过几种高斯面型光栅的SPR光学特性并分析了其传感性能 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 。 然而光栅形状各式各样，如何实现与入射参数最佳耦合更需要对多种面形光栅的光学传播特性进行比较分析，并研究总结SPR共振模式及变化规律。本文基于此计算了几种常见形状的金属纳米光栅近场光强分布及反射率透射率，并分析了结构参数对SPR的影响规律，为根据需要设计金属纳米光栅提供支持和依据。
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user: 2. 几种典型沟槽形状MNG的光学传播特性 我们考虑了几种典型沟槽形状的MNG的光学特性，结构示意图见图1。因为银是在可见光波段性能最好的金属，可以将等离子体激元沿表面传播100微米 [ 13 ] ，因此我们选用的模型为上表面刻有周期分布的沟槽的银纳米薄膜。其纳米褶皱剖面分别为高斯形、矩形、圆形和三角形，银的介电常数参考文献 [ 14 ] 的实验测量值。其中，光栅周期为p，光栅未刻透的深度为t，槽宽为w (半宽值)，槽深为H，入射光波长λ。 为了方便比较分析，我们将几种结构的光栅参数尽量设成一致，这里，银膜周围均为空气，其相对折射率n = 1.006。在TE偏振下，因电场矢量 沿边界连续，不能激发表面等离子体共振 [ 15 ] ，因此文中 图1. 几种不同沟槽形状截面MNG结构示意图 入射光为TM偏振态平面波垂直入射。采用多重多级子程序法(MMP)求解麦克斯伟方程。MMP是20世纪80年代初期由瑞士皇家技术学院的hafner及其合作者开创的一种进行电磁场计算的数值技术，适用于求解电磁场各领域的问题 [ 16 ] [ 17 ] 。MMP是一种边界法，它的基本思想是首先对求解区域中各个子域的界面进行多极子离散，子区域内部的场可以展开为一组由N个已知解析解的函数的线性叠加，利用区域间分界面处的边界条件，最后形成多级子函数方程组供求解计算。MMP的这一特征在数值计算中是极其重要的，它可以大大减少存储空间，降低计算量，从而极大地提高求解效率。MMP法和其他数值解法最大的不同点是模拟电磁场时的灵活性，因为模拟场可以自由选取本征函数。MMP法还可以衡量解的误差，于是不再需要考虑费时的收敛问题。 为了比较几种结构的光学传播特性的不同，我们把计算得到的透射率随入射波长的变化关系放在同一个图中，见图2(a)。把反射率随入射波长的变化关系放在同一个图中，见图2(b)。当入射光波长处于300 nm到800 nm之间时，表面等离子体激元穿透深度约为 ，这里 为表面等离子体共振角频率，对于银Ag， = 1.3463 × 10 16 rad/s， 。所以当薄膜未刻透厚度t大于11 nm时，透射率应该是非常小的。然而，由于金属光栅的SPR引发了光隧道效应，进而出现了光的异常透射现象。 从图2的结果可以看出，每种光栅结构在入射光为300 nm到800 nm之间，有两个主要的透射峰值和反射低谷值。峰值1的波长位置几乎不随光栅形状而改变。我们知道，对于光栅的SPR而言，可以用下式表达其中的关系 (1) 图2. 几种形状下的(a) 透射率和(b) 反射率随波长的变化关系。(MNG的结构参数P = 300 nm， t = 15 nm，H = 40 nm，w = 30 nm) 其中 为入射波矢， 为入射角，P为光栅周期， 为表面等离子体波矢。 为银介电函数， 为光栅上表面介质的介电常数。共振峰的波长位置依赖于结构周期和入射横向波矢。前面为垂直入射，因此 为0，所以共振波长影响因素是光栅周期，和沟槽形状基本没有关系。因此我们判断第一个峰值为SPR，它的光谱响应频带相对较窄的，只有几纳米到十几纳米之间。同时，我们也能看出峰值2却随着光栅形状的改变出现了明显的频移，下面我们分析一下第二个峰值反应的物理本质。 为此，我们模拟了矩形金属纳米光栅中两种共振下的近场磁场分布，光栅剖面结构参数设置与图2一致，结果如图3所示。图中，黄色框图代表了光栅中的一个周期，而中间白色部分是沟槽形状为矩形的银薄膜区域。其中图3(a)和图3(b)分别对应着第一个窄带透射峰值的共振模式和第二个宽带透射峰值的共振模式。从图中的近场磁矢量近场分布可以看出，第一个共振处的光场分布在银薄膜的上下表面，这说明当光从上表面入射时，引发了上表面的等离子体产生共振进而引发下表面的等离子体产生共振，也正是由于SPR导致了光的隧穿效应，使得矩形MNG出现了特殊的光学响应。而第二个共振处的光场有绝大部分都集中在沟槽内部，这说明光从上表面入射时，引发矩形沟槽表面的等离子体产生共振并和入射光子耦合，进而引起了强烈的光近场局域增强，这种效应类似于金属纳米粒子的SPR效应，也就是局域化表面等离子体共振(LSPR)效应。从图2中，我们可以看到LSPR有相对较宽(约几十纳米)的光谱响应。这时的透射率约0.5，而反射率小于0.1，说明LSPR伴随着强烈的光的吸收。 公式(1)描述了SPR波矢 和光栅结构周期之间的关系，在平面波垂直入射的情况下，光栅周期越大， 越小，因此共振波长也越大。下面我们主要以矩形MNG为例，进一步讨论光栅的槽深槽宽等结构参数对SPR和LSPR两种共振模式的影响。
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user: 3. 矩形MNG的光学传播特性 矩形剖面MNG的结构示意图见前面图1(2)，其中槽深为H，槽宽为w。 3.1. 槽深对MNG光学特性的影响 图4给出了矩形沟槽银纳米光栅在槽深H从20 nm到100 nm变化下的透射率、反射率和入射光波长的对应关系。从计算结果可以看出，在入射波长约373 nm处，出现了第一个反射低谷值和透射峰值，此处为SPR，共振峰值波长几乎不随光栅槽深H的变化而变化，但透射率随着槽深H的增大而减小。第二个透射峰为LSPR，共振峰值波长随着沟槽深度的增大而增大，到H = 100 nm时，其透射峰值甚至超出了800 nm，透射率也随着槽深H的增大而减小。 图3. 矩形沟槽MNG的磁场的近场分布特性。(a) λ 1 = 373 nm， (b) λ 2 = 556 nm (P = 300 nm， t = 15 nm， w = 30 nm， H = 40 nm) 图4. 不同槽深H下的透射率(a)和反射率(b)随波长的变化关系(P = 300 nm， w = 30 nm， t = 15 nm) 3.2. 槽宽对MNG光学特性的影响 矩形沟槽银纳米光栅在不同槽宽w下的透射率、反射率和入射光波长的对应关系见图5。从计算结果同样可以看到有两个明显的共振透射峰，每个峰值处对应着反射低谷值。第一个SPR共振峰值波长约373 nm，基本不随光栅槽宽的变化而变化，而且从图5(a)可以看出，透射率随着槽宽的增大而缓慢增大。第二个LSPR透射峰值显示随着沟槽宽度w的增加，对应的共振透射波长向短波长方向移动。和前面槽深变化相类似的情况是，SPR透射曲线相比LSPR透射曲线呈现相对窄的光谱响应。再根据图4和图5的分析，说明LSPR对光栅的槽深槽宽变化非常敏感，随着槽深由20 nm增加至100 nm，共振峰向长波方向大幅移动(红移约300 nm)，随槽宽由15 nm增加至250 nm，共振峰向短波方向大幅移动(蓝移约200 nm)。
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user: 4. 结论 利用多重多级子程序法计算了高斯形、三角形、圆形和矩形等几种典型沟槽形状的金属纳米光栅的光波传播特性。分析了光栅形状、槽宽、槽深、入射光波长等相关参数对光透反射率的影响。结果说明， 图5. 不同槽宽w下的透射率(a)和反射率(b)随波长的变化关系(P = 300 nm， H = 40 nm， t = 15 nm) 在平面波垂直入射的情况下，金属纳米光栅存在表面等离子体共振和局域化表面等离子体共振两种共振模式，并由此引发了光的异常透射。SPR透射峰值波长随光栅槽深和槽宽的变化都很小，并呈现窄光谱响应机制。LSPR能将主要的光能量局域在光栅沟槽内部，在较宽的光谱区域都能响应。LSPR峰值波长强烈依赖着槽深和槽宽的大小，随槽深增加而红移，随槽宽增加而蓝移。分析总结金属纳米光栅结构参数对其表面等离子体共振模式的影响规律有助于实现光栅与入射光的更有效的耦合，为根据实际需要合理地设计金属纳米光栅提供相应的支持和依据。
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user: 摘 要 花岗岩残积土粘聚力小，水稳定性差，遇水易崩解，应用时需进行土体改性。其中在土体中掺入水泥或石灰是最常用的化学改性方式。展开室内试验，分别将石灰及水泥掺入花岗岩残积土进行土体改性，从CBR强度、崩解特性和水稳性三个方面对比评价石灰与水泥改性花岗岩残积土耐久性。结果表明，在最佳掺加量下，水泥改性后的各项指标基本均优于石灰改性，水泥改性花岗岩残积土的耐久性更优。 关键词 :花岗岩残积土，水泥改性，石灰改性，耐久性，崩解性 Copyright © 2017 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 花岗岩残积土就是花岗岩经物理风化和化学风化后残留在原地的碎屑物，是一种结构性很强的特殊土，具有高液限、持水能力强、可压实性差的特点，作为路基填料使用受到一定的限制，当施工时气候条件导致高液限土难以晾晒利用，综合工期、质量和造价等因素的考虑，采用低剂量的石灰、水泥等外掺剂进行化学改性是较为常见且必要的处治方法，其主要目的是降低高液限土的天然含水率和塑性指数，改善可压实性、提高土体强度及稳定性，改善其工程特性，满足工程要求。 国内外很多学者对该领域进行了相应的研究工作，取得了一定成果。贺建清等对软土路基进行石灰改性，提出非饱和状态下的石灰改性土存在最佳掺入量，并在进一步研究中发现石灰土动强度的衰减速率随着振动次数和振动频率的增加而增加，并利用动力弹塑性有限元定性分析了交通荷载作用下的石灰土道路的变形性状 [ 1 ] [ 2 ] 。杨广庆 [ 3 ] 等以粉质粘土为研究对象，通过动三轴试验研究发现：水泥的掺入可有效提高土体的强度，水泥改性土存在临界动应力，改性后的水泥土试样的累积塑性变形与动应力的大小和作用次数有关 [ 4 ] ；许魁等对浏醴路全风化花岗岩路基填料采用石灰、水泥改性试验，研究不同掺入量对路基填料的最佳含水量、最大干密度、液限、塑限以及无侧限抗压强度的影响，比较分析其性质变化，得出经济合理的掺入量，为施工提供技术指导 [ 5 ] 。 综上可知，在土体中掺入水泥或石灰是最常用的化学改性方式，本文通过对水泥和石灰两种改性方法的改性花岗岩残积土进行研究，从耐久性角度对水泥与石灰两种改性方式进行对比评价，为花岗岩残积土改性设计提供参考。
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user: 2. 试验材料与方案 2.1. 试验土样 本次试验土样均取自江西某在建高速公路，系典型高液限花岗岩残积土。根据《公路土工试验规程》(JTG E40-2007) [ 6 ] 对各类土样进行液塑限分析、击实试验、CBR试验等，其基本物理性质如表1、表2所示。 Table 1 Basic properties of granite residual soi ω 0 (%) (%) (%) ω 0P (%) 不同压实度下CBR 93% 94% 96% 29 62 22 40 19.2 1.672 3.6 3.7 4.2 表1. 花岗岩残积土基本性能参数 Table 2 Gradation of soil sampl 孔径(mm) 20 10 5 2 1 0.5 0.25 0.075 小于该孔径质量 百分数(%) 100 100 99.7 92.9 84.5 71.8 57.5 32.8 表2. 土样级配 从表1、表2中可以看出，两处土样属于高液限花岗岩残积土，极细砂料偏多，不能用于路床填料，需要进行处治。 2.2. 外加剂 石灰采用普通生石灰粉，有效成分CaO + MgO含量为62.3%，密封完好，未有结块现象；水泥采用江西万年青P.O.42.5水泥，密封完好，未有结块现象。
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user: 3. 试验结果与分析 3.1. 承载比(CBR)试验研究 承载比(CBR)试验是由美国加利福尼亚州首先提出，用于评估公路基层、底基层及垫层材料潜在强度的试验方法。承载比试件成型方法主要有干法和湿法两种，但在现场施工过程中，由于没有充足的时间进行晾晒，常常在天然含水率下进行掺灰改良，因此以湿法和干湿方式在最佳含水率下制件测得的CBR无法真实反应施工状况，故本文采用天然含水率土样进行试验，制作不同掺量的改性土试件，每种掺量的试件分三层击实，每层击实次数分别为30次、50次和98次，然后进行CBR试验，根据干密度与CBR对应关系，求得在96%压实度下的CBR值。实验结果见图1。 由图1可以看出：掺灰改性后，花岗岩残积土的承载比出现大幅提升，改性土的CBR值均高于素土的CBR值。生石灰掺量为6%时，石灰改性土CBR相对最高，在96%压实度条件下承载比达到52.6%；水泥掺量为6%时，水泥改性土CBR相对最高，在96%压实度条件下承载比达到67.9%。在不同掺灰比例下，水泥改性土的CBR值均高于石灰改性土。随着掺灰量的增长，改性土的CBR值均在增大，且水泥改性土的CBR增长速度大于石灰改性土的CBR增长速度，这是由于石灰强度形成较慢，水泥水化速度快，强度形成快。由此可见，水泥改性土的整体强度与稳定性优于石灰改性土。 3.2. 改性花岗岩残积土崩解特性 土由于浸水而发生碎裂，散体的现象，称为崩解性。崩解是由于土体没入水中后，水进入孔隙或裂隙中的情况不平衡，引起粒间扩散层增厚的速度也不平衡，以致粒间斥力超过吸力的情况也不平衡，产生应力集中，使土体沿着斥力超过吸力最大的面崩落下 [ 7 ] ，干湿循环导致含水率的变化是土体发生崩解的主要原因 [ 8 ] 。花岗岩残积土孔隙较大，分化程度较高，并且属于高液限粘土，极易发生崩解，影响工程性能 [ 9 ] 。当在天然花岗岩残积土中加入水泥或石灰，由于水泥和石灰的改性作用，花岗岩残积土的崩解性等到改善，耐久性得以提升。因此改性花岗岩残积土的耐崩解性是改性花岗岩残积土耐久性的重要 指标之一 [ 10 ] 。 将石灰改性与水泥改性花岗岩残积土试样置于50℃的烘箱中至干燥状态，取出试样称重并记录数据。将此试样充分浸水，待试样达到稳定不再崩解时取出试样，晾干后再次置于烘箱中烘干称重，如此循环三次，记录实验数据，以崩解掉损失质量与试件初始质量的比值作为崩解的量化指标，即崩解率。 根据表3中不同掺量下的石灰及水泥在崩解3次后的质量变化算出崩解率。绘制出石灰改性土崩解率曲线图和水泥改性土崩解率曲线图。并对比其最佳掺量下的改性土崩解性能。 由图2、图3可以看出，当水泥和石灰掺量均为6%时，相对于其他掺量，各循环次数崩解率均最低，耐崩解效果最好，在试验范围内，水泥和石灰的最佳掺量均为6%。掺加水泥或石灰后，其反应产物具有胶结作用，不仅增加了土的致密性与强度，而且使土体颗粒不易流失，提高了花岗岩残积土的耐崩解性能，并且随着掺加量的增大，耐崩解性能进一步提升。由图4可以看出，最佳水泥掺入量的试样经过三次干湿循环崩解试验，崩解率为7.51%；最佳石灰掺入量的试样经过三次干湿循环崩解试验，其崩解率 图1. 改性土CBR值与掺灰量关系曲线 Table 3 Disintegration test results of different lime and cement conten 改性土类型 掺量(%) 初始质量/g 第一次崩解后烘干质量/g 第二次崩解后烘干质量/g 第三次崩解后烘干质量/g 石灰土改性 2 163.52 160.41 159.69 159.25 4 161.32 159.09 158.19 157.90 6 159.82 158.05 157.07 156.73 水泥改性土 2 169.32 159.09 154.19 153.13 4 153.42 145.05 141.32 139.95 6 156.82 150.23 146.52 145.05 表3. 不同石灰及水泥掺量下崩解试验结果 图2. 石灰改性土崩解率曲线 图3. 水泥改性土崩解率曲线 为1.93%，由此可知，对于耐崩解性能，石灰改性花岗岩残积土的改性效果优于水泥改性。 3.3. 改性花岗岩残积土水稳定性 水是道路破坏的重要因素，当固化后的土基长期遇水，即会出现二次泥化现象，产生破坏。改性土的水稳定性，又叫耐水性，是指改性土遇水侵蚀时的稳定性，即抵抗水分侵蚀破坏的能力。在工程实际中，虽然土体经过了石灰或水泥改性，水稳定性有所提升，但当改性土长期受自然因素作用，如降雨及地下水侵蚀等，极易吸水膨胀，发生软化现象，土体强度降低，影响耐久性 [ 11 ] 。因此，水稳定性是改良土重要的耐久性指标之一。 图4. 最佳掺量下改性土崩解性能对比 图5. 掺灰量与水稳定性系数关系曲线 对改性土的水稳定性进行量化，首先将改性土按无侧限抗压强度试验方法制件，然后将改性土试件在恒温恒湿状态下养护7 d，再放入20 ± 2℃水中浸泡7 d，没过试件2 cm以上，最后测试其无侧限抗压强度 [ 12 ] 。养护7 d再泡水7 d试件无侧限抗压强度与养护7 d试件无侧限抗压强度之比即为改性土的水稳定性系数。试验结果见图5。 从图5所有曲线的总体趋势可以看出，改性土的水稳定性系数均随着石灰或水泥掺量的增加而增大，这说明改性后土体的水稳定性均在提高。但由曲线图可以看出，水泥改性土的水稳定性远远超过石灰改性土水稳性。水泥改性土经养生后具有很好的水稳定性，是因为水泥水化生成的Ca(OH) 2 具有强烈的吸附活性，使不断吸引凝结的土团粒进一步结合起来，在水泥改性土中形成了链条状结构，既封闭了部分土团间孔隙，又在一定程度上阻止了水分进入，并且水泥改性土相对石灰改性土而言，强度形成更快 [ 4 ] 。
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user: 4. 结论 从承载比CBR、崩解特性及水稳性三方面对石灰与水泥改性花岗岩残积土的耐久性进行对比评价，得出以下结论： 1) 改性土的CBR值均高于素土的CBR值，说明高液限花岗岩残积土进行改良之后，承载能力均得到提高，土体的结构强度增大，耐久性得以提升。水泥改性土的CBR值优于石灰改性土，这是因为石灰土强度增长速率较慢，而水泥强度产生较快。 2) 在石灰、水泥各自的最佳掺量下，石灰改性花岗岩残积土经3次干湿循环，崩解率仅为1.93%，由此可见石灰改性花岗岩的遇水耐崩解性要优于水泥改性花岗岩残积土。 3) 随着掺量的增加，水泥与石灰改性花岗岩残积土的7 d无侧限抗压强度均呈增长趋势，且伴随掺量增加，浸水后强度损失逐渐减小，水稳定性逐渐提高。从水稳系数看，水泥改性花岗岩残积土的水稳性优于石灰改性花岗岩残积土。 4) 水泥及石灰对花岗岩残积土均有较好的改性作用，综合承载比CBR、崩解特性及水稳性三方面，可以认为水泥改性的花岗岩残积土耐久性要优于石灰改性花岗岩残积土。
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user: 摘 要 以提质、增效为核心的供给侧结构性改革，对我国高职教育提出了挑战。这些挑战表现为：结构性的供给侧改革需要高职教育提供新型人才，供给侧改革要求高职教育针对不同对象提供差异化的服务，以及经济新常态下要求高职教育差异化发展。但是，我国目前高职教育中存在的专业设置结构不合理、高度同质化、与区域经济脱节以及专业口径窄等问题，不能满足供给侧改革的需要。高职教育需要调整专业结构、强化工匠精神教育、修炼专业内功和提高人才培养的适应性。 关键词 :供给侧改革，高职教育，专业提升 Copyright © 2017 by author 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 高职教育，既是我国高等教育的一个重要组成部分，也是我国高素质劳动者培养的重要场所，与中职教育一道，承担着实施操作劳动者的重担。高职教育的这种特殊性质，使得高职院校与国民经济的发展有着密切的关系，一方面，高职教育为劳动力市场培养大量高素质甚至高端的劳动者，另一方面，高职教育必须适应经济发展和社会改革，只有满足市场和社会的需要，高职才有存在的必要和条件。所以，高职教育必须根据国家的大政方针来确定自己的发展方向。正因为此，2015年习近平总书记强调供给侧改革，国家要“着力加强供给侧结构性改革，着力提高供给体系质量和效率，增强经济持续增长动力”，使中国经济发展从需求拉动到生产性结构变革的“新常态”，为高职教育提出了新要求，也指明了发展的方向。但是，我国的高职教育仍处于发展和改革之中，存在的诸多问题，特别是专业建设问题，使高职教育难以胜任为新常态培养高素质人才的要求，必须进行改革和创新，完善专业建设才能适应经济发展的需求。
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user: 2. 供给侧改革对高职教育的新要求 供给侧改革，并不是简单的一项改革，而是涉及我国经济结构的重构和经济形态的转变。正如李克强总理在政府工作报告指出的那样，供给侧改革，首先是“加快培育新的发展动能，改造提升传统比较优势”；同时要“抓好去产能、去库存、去杠杆、降成本、补短板”，“加强民生保障，切实防控风险”。简而言之，供给侧改革至少包括以下三个方面的内容，一是发展新业态、提升传统比较优势，为经济发展寻找新动力；二是淘汰落后产业、去除多余产能和产量，改变传统的经济增长方式；三是要保障民生，保证经济平衡运用。供给侧改革要实现的破旧立新，特别是培育新的发展动能，消化传统产业和产能，既需要对现有的生产要素，特别是在传统行业就业人员，进行盘活和解决，更需要高质的新生产要素的培育和投入，尤其离不开高素质人力资源和科技创新。如是，供给侧改革对高职教育提出的新的要求和挑战。 1) 结构性的供给侧改革需要高职教育提供新型人才 供给侧改革，是我国产业的又一次重大调整，要实现让产能过剩、工艺落后、环境污染、效率不高的传统产业逐渐退出市场，大力扶持满足社会需要、以新技术为支撑的服务业、新兴产业的发展。在我国经济形势的重大转型中，一方面是需要对我国传统优势产业进行升级，如由制造大国转变为制造强国，实现“中国制造2025”，广泛运用新技术，实现“互联网+”；另一方面，随着我国社会经济形成，尤其是城市化加快、居民消费水平普遍提高、人口老龄化加剧等问题，需要大力发展生活服务性的产业，如健康、旅游、教育、养老和医疗 [ 1 ] 。更为重要的是，要提高经济质量和效率，保持经济持续发展的动力，必须依赖技术和产品的不断创新，而技术的创新离不开优秀的人才。中国经济形态的这种重大变革，要求高职教育必须与之相适应，具体包括：一是在专业方面，高职教育必须根据新业态、新产业、新技术调整专业，对于经济发展不需要的专业进行转向或者取消；二是在人才专业能力培养上，要将劳动者的创新创业精力，作为重要的内容纳入到培养体系中。总之，高职教育必须培养出专业对口、具有重要素质的人才，方能满足侧给侧改革的需要。 2) 供给侧改革要求高职教育针对不同对象提供差异化的服务 我国供给侧改革，是在经过改革开放近四十年来我国经济社会的巨大变化的情况下，社会其它的条件也发生了深刻风变化。这主要表现为，人们生活水平的提高，不再单纯追求经济发展效益，对环境提出了更多的要求；城市化快速发展，农村中富余的劳动力需要在城市和非农就业，但是，这批劳动者文化程度低，长期在低技术要求的产业和行业中就业；国际经济环境的变化，国家对高附加值的强调，低端的外贸加工逐渐减产。在这样的经济背景下，供给侧改革必须对大量的低效益、高能耗、重污染的行业和企业进行并停并转，使其逐步退出市场。随着供给侧改革的深入，原来就职于钢铁、水泥、采矿等行业的工人，面临着转岗位、再就业的局面 [ 2 ] 。但是，这批希望再就业的劳动者和城镇化造成的农村剩余劳动力，原来的产业和岗位不存在，他们的能力和技术与新的产业和行业又不匹配，因此，对他们的培训、提升就成为高职教育的重要任务。这些年龄可能比较大，文化程度可能不高的，但有工作经验的劳动者，将与从高中或中职进入高职院校的学生一道，成为高职教育的对象。不过，这批群体既与在校高职有巨大的区别，而且群体内的差异也非常明确。如何向多样化、差异化的对象提供相应的教育和培养，是高职教育面临的重大课题。 3) 经济新常态下要求高职教育满足区域差异化的人才需求。对中国供给侧进行结构性改革，是一个巨大的全国性的任务，是党和政府的中心工作。由于供给侧改革是一项战略性的举措，涉及的领域非常广泛、影响的群体非常多，在全国的推行是一个有序开展的过程。由于各个地方的经济发展水平和资源禀赋并不一样，各个区域的发展速度和水平并不一样。更为重要的是，优化产业结构，提高经济质量和效益，保护经济持续发展的动力，是一个动态的过程，不是静止不变的。考虑到我国区域差异比较大，地区经济发展不平衡，特别是中西部地区经济仍不发达的情况下，在相当长的时间内，各个地方的供给侧改革的任务、重点可能是不同的，地区的产业差异非常大。在一些不发展地区，可能一些传统产业仍然需要发展，传统的劳动力需求仍然存在。在这种情况下，市场对劳动力的需要可能既包括新兴产业的劳动者，也包括传统产业的劳动者。当然，由于不同地区的产业结构和产业特色具有非常大的差异，对劳动者的专业和技能的需要也不一样。高职教育在发展过程中，需要根据所在地区产业和企业的要求，差异化培养区域市场需要的劳动者。