DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 随着我国高速公路建设工程的蓬勃发展，土地资源紧张、取土困难等问题逐渐凸显。一些不良土质被迫用作路基填料，这些土具有天然含水量高、膨胀性大、保水性强等缺点，导致施工困难且路基承载力不足。为改善该类不良土质的路用特性，土壤改性剂在实际工程中得到了大量的应用。采用土壤改性剂可以充分利用弃土，同时还可以解决水泥、石灰等高能耗土壤加固材料的缺陷，如水泥干缩性差、石灰早期强度形成缓慢等。 国内外学者对多种土壤改性剂的组分和效果进行了探索和研究。李沛等 [ 1 ] 对比了几种主要固化剂对土壤的加固效果，明确了各种土壤固化剂之间的联系、区别及适用范围，提出了土壤固化剂后续研发的重点。Tian等 [ 2 ] 研制了新型土壤固化剂Q2，并检验了Q2固化土在寒冷条件下的耐冻融效果。Zhao等 [ 3 ] 通过正交试验的方法，对不同固化剂掺量、养护时间、级配粗细和压实度对无侧限抗压强度的影响进行了分析，研究表明只有固化剂掺量对强度影响显著。王银梅等 [ 4 ] 利用新型高分子材料SH对黄土进行改性，SH材料通过与黄土颗粒发生交联，形成具有膜性能的网络，改性后的黄土长期强度高，耐水耐低温性能好。薛颖慎 [ 5 ] 采用不同种类、不同掺量的固化剂，对改性后的滨海淤泥的物理力学指标进行了检测，建立了固化淤泥CBR值、无侧限抗压强度值随固化剂掺量变化的回归关系式，确定了固化剂的最佳配比和最佳掺量。王朝晖等 [ 6 ] 采用蛭石、水泥和生石灰制备了一种新型CVC固化剂，通过研究不同固化剂组分含量对固化淤泥的收缩性能、耐水性能、抗冻融性能和抗弯拉能力的影响规律，确定了各组分的最佳掺比。徐日庆等 [ 7 ] 研究表明，以粉煤灰和生石灰为基础固化材料，硅酸钠、硫酸钙、氯化钙为添加剂的固化剂能够显著提高固化土的早期强度，通过修改配比，得到了不同龄期下的强度，同时从反应机理和微观形态进行分析，综合分析得到最优的添加剂配比。刘瑾等 [ 8 ] 使用有机高分子固化剂OPS对砂土进行改良，对改良机理、改良土的渗透系数、抗压强度、内摩擦角和抗拉强度进行了研究。孙家瑛和沈建生 [ 9 ] 利用工业废渣脱硫石膏、钢渣和矿渣制备了复合胶凝材料GSC固化软土，研究表明当GSC掺量高于水泥掺量3%时，GSC固化土强度高于水泥土强度。郭乾等 [ 10 ] 采用NaOH溶液、偏高岭土和水泥制备了新型碱激发胶凝材料AMC，并对AMC固化高液限黏土的效果进行探究，通过无侧限抗压强度、MIP压汞和SEM扫描电镜试验对固化土的强度和孔隙变化特征进行了分析。刘清秉 [ 11 ] 等采用离子型土固化剂ISS对膨胀土进行改性，试验表明膨胀土经ISS改性处理后，吸湿持水能力下降，膨胀能力变弱，层间水合度降低，土颗粒间连接力增强，结合水膜厚度减薄。祝学勇等 [ 12 ] 对黄泛区湖淤积高液限黏土进行了改性试验，通过添加石灰、粉煤灰对土体进行改性，确定了最优的改性剂掺量和效果。 山东省内因黄河下游冲淤积作用，形成了较为广阔的黄泛区湖淤积高液限黏土，目前大多采用传统的石灰和水泥进行处治。随着石灰、水泥和砂砾石等原材料价格逐渐提高，造成了高液限黏土改性的综合成本攀升。因此，针对高液限黏土的工程特性，并综合考虑山东省内现存的大宗固废材料，研究一种新型的高液限黏土改性剂势在必行。本文采用低纯度生石灰(C)、脱硫石膏(G)和制浆白泥(M)，制备了一种基于固废材料的CGM高液限黏土改性剂。采用正交试验的方法，确定了各组分的最佳掺量。CGM改性剂可以有效地改善土体的界限含水率，提高土体的无侧限抗压强度。
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user: 2. 试验材料与方案 2.1. 试验用原材料 试验选用黄泛区高液限黏土取自山东省济宁市梁山县宁梁高速沿线，土样的基本物理性质如表1所示。 Table 1 Physical properties of testing soi 天然含水量% 土粒比重 液限ω L /% 塑限ω p /% 塑性指数I P 最大干密度g/cm 3 最佳含水率% 39.16 2.73 50.83 24.14 26.69 1.83 16.87 表1. 试验土样物理性质 土样液限为50.83%，塑性指数为26.69，属于高液限黏土的范围。天然含水率为39.16%，远超土体塑限，土体处于高含水率状态。土样中粉粒与黏粒含量占99.7%，其中粉粒高达76.2%，黏粒占23.5%。 试验用生石灰购买自江西惠灰石灰厂，脱硫石膏取自邹城电厂，制浆白泥取自济宁造纸厂，化学成分如表2所示。其中，生石灰主要成分为CaO，有效含量较低，占总质量的56.4%，另外还含有5.7%的MgO；脱硫石膏以CaO和SO 3 为主，分别占31.6%和36.1%；制浆白泥主要成分为CaCO 3 ，占总质量的44.8%，另外含有15.3%的SiO 2 和15.8%的Al 2 O 3 。 Table 2 Chemical compositions of used material 材料 CaO SO 3 SiO 2 MgO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaCO 3 脱硫石膏 31.6 36.1 2.3 2.7 0.8 0.7 6.7 生石灰 56.4 0 0 5.7 0 0 5.9 制浆白泥 4.3 0.9 15.3 13.8 15.8 4.6 44.8 表2. 试验原材料化学成分占比(%) CGM改性剂中的钙离子、铝离子等高价阳离子置换出黏土中的钠、钾离子，降低土粒双电层的厚度，从而使黏土胶状颗粒发生凝聚，形成较大的土团，黏土胶粒的亲水性减弱。Ca 2+ 可减薄土体扩散层的厚度，降低电动电位，促使胶体凝聚，从而形成结构较强的微团粒，使分子的分散度减小，塑性降低，从而提高水稳定性。制浆白泥中的Al 2 O 3 可以与脱硫石膏、生石灰中的CaO等反应生成双重盐——含水硫铝酸钙(钙矾石)，钙矾石可以聚集成膜，沉积于孔隙之中，从而加快了成型过程。钙矾石硬化过程中体积不断膨胀，从而起到补偿收缩，防止开裂等作用，从而提高土体的强度。 2.2. 试验方案设计 为了将黄泛区高液限黏土应用于路基施工中，满足《公路路基设计规范》对于路基填土的要求，制备一种新型的CGM高液限黏土改性剂。通过正交试验，以生石灰、脱硫石膏和制浆白泥的掺量作为3个因素，每个因素取3个水平设计L 9 (3 3 )正交试验表，分析各因素对液塑限和无侧限抗压强度的改性效果。三种原材料的掺量水平分别定为0%、2%和4%。因此，按照正交表安排9组试验，各组工况如表3所示。 Table 3 Orthogonal test schem 序号 脱硫石膏掺量(%) 生石灰掺量(%) 制浆白泥掺量(%) 1 0 0 0 2 0 2 2 3 0 4 4 4 2 0 2 5 2 2 4 6 2 4 0 7 4 0 4 8 4 2 0 9 4 4 2 表3. 正交试验方案 2.3. 试样制备与检测 我国《公路路基设计规范》规定：液限大于50%，塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为路堤填料。因此，改性剂对于高液限黏土界限含水率的改性效果是评价改性剂效果的重要指标。依据《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)开展界限含水率试验。取0.5 mm筛下土样200 g，掺入配制好的改性剂后拌合均匀，分开放入3个盛土皿中，加入不同量的水，土样含水率分别控制在液限、略大于塑限和二者中间状态。拌匀后置入模具中，分别测试锥入深度，计算液塑限值。 无侧限抗压强度是指试样在无侧向压力情况下，抵抗轴向压力的极限强度。公路路基填土的无侧限抗压强度是路基路面设计的重要参数。试件的制备工艺分为以下4个阶段。(1) 将风干的土体破碎后过1 mm筛，称取9组土样，每组2000 g。(2) 按照每组方案设计的改性剂各组分的掺量，将准确称量好的生石灰、脱硫石膏和制浆白泥加入预先备好的土中，将干料拌合均匀。(3) 按照20%含水率称取一定质量的水加入拌合均匀的干料中，将水拌合均匀后放入密封袋内，焖料24 h。(4) 按照94%压实度称取一定质量的湿土置入试模中，采用静压成型的方式制件，将试件脱模后置入密封袋内，存放在标准养护室中养护。养护7 d后，采用路面材料强度测定仪对试件的无侧限抗压强度进行检测。
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user: 3. 试验结果分析 3.1. 液塑限试验 9组土样的液限值如图1(a)所示，改性剂中3种组分对高液限黏土液限降低的效果如图2(a)所示。由图1(a)可知，掺入改性剂后，各组土样液限值均有所降低，满足规范中对于路基填土液限的要求。对3种组分对液限的改性效果进行分析，由图2(a)可知，脱硫石膏改性效果最为明显，且随着脱硫石膏掺量由0增大至2%、4%，液限值由49.37%降低至44.59%、43.09%。对于生石灰和制浆白泥，随着掺量的增加，液限值均呈先降低后升高的趋势。生石灰和制浆白泥的掺量分别为2%时达到最佳掺量，其液限值分别为44.51%和45.13%。由图2(b)，对3种组分对塑限的改性效果进行排序：生石灰 > 脱硫石膏 > 制浆白泥。对于生石灰和脱硫石膏，塑限值均随掺量的增加而升高。生石灰掺量为0时，塑限值仅为26.19%；掺量为2%时，塑限值可提高至30.25%。脱硫石膏掺量由0增大至4%时，塑限值由28.13%增大至30.77%。对于制浆白泥，随着其掺量的增加，塑限值呈先升高后降低的趋势，当达到最佳掺量2%时，塑限值为29.67%。塑性指数综合地反映了黏土可塑性的大小，是黏性土最基本的物理指标之一，塑性指数越大，土的可塑性就越大，会给路基填筑施工带来一定的困难。由图2(c)，根据极差值R j 可对3种组分对塑性指数的影响程度进行排序：脱硫石膏 > 生石灰 > 制浆白泥。随着脱硫石膏和生石灰掺量的增加，塑性指数有所降低。脱硫石膏掺量由0增大至2%、4%，塑性指数值由21.24降低至14.81、12.32。对于生石灰，其掺量由0增大至2%、4%，塑性指数由20.09降低至14.26、13.89。随着制浆白泥掺量的增加，塑性指数呈先降低后升高的趋势，当其掺量达到最佳掺量2%时，塑性指数为15.46。这是由于脱硫石膏和生石灰中的Ca 2+ 可减薄土体扩散层的厚度，降低电动电位，促使胶体凝聚，从而形成结构较强的微团粒，使分子的分散度减小，塑性指数降低。因此，脱硫石膏和生石灰对土体的界限含水率改性效果显著。 3.2. 无侧限抗压强度试验 对养护7 d后的试件进行无侧限抗压强度试验，获得各组改性土对应的7 d无侧限抗压强度，并对其进行极差分析，数据及分析结果如表4所示。通过极差分析，可以得到以下结论：(1) 各因素的重要性；(2) 各因素不同水平对评价指标的影响规律。不同改性材料改性后的土体无侧限抗压强度及其权重分析如图3和图4所示。 表4中，I j 、II j 和III j 分别表示水平1、2、3对应的无侧限抗压强度值的总和，R j 表示该因素下无侧限抗压强度最大值与最小值的差值。 图1. 界限含水率改性结果 图2. 界限含水率数据分析 图3. 无侧限抗压强度改性结果 图4. 无侧限抗压强度数据分析 Table 4 Range analysis of orthogonal tes 序号 脱硫石膏掺量(%) 生石灰掺量(%) 制浆白泥掺量(%) 无侧限抗压强度(MPa) 1 0 0 0 0.362 2 0 2 2 1.029 3 0 4 4 1.202 4 2 0 2 0.598 5 2 2 4 1.042 6 2 4 0 1.521 7 4 0 4 0.672 8 4 2 0 1.319 9 4 4 2 1.215 I j /3 0.864 0.544 0.972 II j /3 1.120 1.129 1.134 III j /3 1.169 1.479 1.074 R j 0.305 0.935 0.162 表4. 正交试验极差分析 R j 代表了数据的波动程度，因此，可以根据R j 值对3种组分对无侧限抗压强度的影响程度进行排序：生石灰 > 脱硫石膏 > 制浆白泥。因此，为保证强度满足要求，必须确保足够的生石灰掺量。除需要确定各因素的影响程度顺序外，还需要了解各因素水平变化对强度的影响。由表4可知，当生石灰的掺量发生变化时，改性土的无侧限抗压强度产生显著变化，当生石灰掺量从0增大至4%时，7 d无侧限抗压强度从0.544 MPa增大至1.479 MPa。随着脱硫石膏掺量的提高，7 d无侧限抗压强度也有所提高。脱硫石膏掺量由0增大至2%、4%时，7 d无侧限抗压强度由0.864 MPa增大至1.120 MPa、1.169 MPa。然而，制浆白泥对无侧限抗压强度的影响并不明显，3个因素水平的极差值仅为0.162 MPa。且随着其掺量的增加，7 d无侧限抗压强度呈先增大后减小的趋势，随掺量由0增大至2%、4%，7 d无侧限抗压强度由0.972 MPa增大至1.134 MPa后，降低至1.074 MPa。生石灰水化产生的氢氧化钙与脱硫石膏和制浆白泥中的SiO 2 ，Al 2 O 3 反应生成硅酸钙和铝酸钙，因此，生石灰对无侧限抗压强度的影响最为显著。脱硫石膏中的CaSO 4 会与铝酸钙反应生成含水硫铝酸钙(钙矾石)，改性土中针柱状钙矾石晶体周围的的无定型水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶更多，生成的胶凝物质几乎完全将针柱状钙矾石结晶包裹起来，形成了密实的镶嵌结构，并通过胶凝物质将网状结构细化变成团聚状结构，将土颗粒更为紧密地胶结起来，提高了改性土的承载力。 在本文的正交试验中，共有3个因素和3个不同水平确定的L 9 (3 3 )正交试验表。对3个因素的影响进行方差分析 [ 13 ] [ 14 ]，结果如表5、表6所示。 Table 5 Variance result of orthogonal tes 序号 脱硫石膏掺量(%) 生石灰掺量(%) 制浆白泥掺量(%) 无侧限抗压强度(MPa) x i 2 1 0 0 0 0.362 0.131 2 0 2 2 1.029 1.059 3 0 4 4 1.202 1.445 4 2 0 2 0.598 0.358 5 2 2 4 1.042 1.086 6 2 4 0 1.521 2.313 7 4 0 4 0.672 0.452 8 4 2 0 1.319 1.740 9 4 4 2 1.215 1.476 I j 2.592 1.632 2.916 K = 9.515 W = 11.472 II j 3.360 3.387 3.402 III j 3.507 4.437 3.222 U U A = 10.102 U B = 11.274 U C = 10.153 P = 10.059 Q Q A = 0.043 Q B = 1.215 Q C = 0.094 表5. 正交试验方差结果 Table 6 Variance analysis of orthogonal tes · 离差平方和 自由度 平均离差平方和 F值 A Q A = 0.043 2 S A 2 = 0.0215 F A = 0.705 B Q B = 1.215 2 S B 2 = 0.6075 F B = 19.918 C Q C = 0.094 2 S C 2 = 0.047 F C = 1.541 e (误差) Q e = 0.061 2 总和 Q T = 1.413 8 表6. 正交试验方差分析 在本试验中，由于F A = 0.705，F B = 19.918，F C = 0.68，在水平a = 0.05的条件下，F 0.05 (2， 2) = 19。因此，生石灰掺量对无侧限抗压强度影响显著，脱硫石膏和制浆白泥掺量对无侧限抗压强度的影响并不显著。综合考虑改性效果，将改性剂的配比定为生石灰：脱硫石膏：制浆白泥 = 40:40:20，CGM改性剂的最佳掺量定为10%。
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user: 4. 结论 (1) 提出了固废基的高液限黏土复合改性剂，主要组分为生石灰、脱硫石膏和制浆白泥。 (2) 基于界限含水率试验，3种组分的掺量对界限含水率的影响程度由大到小为：脱硫石膏 > 生石灰 > 制浆白泥；基于无侧限抗压强度试验，3种组分的掺量对无侧限抗压强度的影响程度由大到小为：生石灰 > 脱硫石膏 > 制浆白泥。 (3) 通过对无侧限抗压强度试验结果进行极差和方差分析，可知生石灰掺量对无侧限抗压强度影响显著，脱硫石膏和制浆白泥掺量影响并不大。 (4) 综合考虑改性效果，将改性剂的配比定为生石灰：脱硫石膏：制浆白泥 = 40:40:20，CGM改性剂的最佳掺量定为10%。
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user: 摘 要 为研究钢管混凝土拱桥钢管生命全过程应力状态，利用有限元软件MIDAS/CIVIL准确模拟杆件的空间尺寸、材料特性、连接方式及初始应力等，对无扣索条件下合拢桁架空钢管拱肋，空钢管带拱上立柱、灌注4根下弦杆混凝土以及灌注上弦杆、服役过程等生命全过程工况进行划分，主要为10个工况，分析了钢管生命全过程的应力状态。结果得出：上下弦钢管在生命全过程中应力不断增大，但未超限；拱肋上下弦钢管应力存在一定的偏差，拱脚附近和L/4处钢管下弦比上弦分别大81.1%和7.4%，拱顶则是上弦比下弦大55.1%；生命全过程中拱脚和拱顶的钢管应力为最不利截面，在施工及服役阶段都应对其重点监测。 关键词 :钢管混凝土拱桥，生命全过程，有限元，应力状态 Copyright © 2019 by author(s) 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 钢管混凝土拱桥是钢–混凝土组合结构，钢管对管内混凝土具有套箍作用，使得拱肋具有抗压强度高、抗变形能力强、质量轻、施工难度小等特点，所以该桥型在桥梁建设中被广泛应用。自1990年四川旺苍东河大桥建成后，钢管混凝土拱桥在我国发展迅速，中国在建造大跨径钢管混凝土拱桥的技术和能力已处世界领先水平 [ 1 ]。目前对钢管混凝土拱桥拱肋研究的文章主要围绕管内混凝土徐变 [ 2 ] [ 3 ]、脱空及施工阶段拱肋应力展开 [ 4 ] - [ 11 ]。而钢管混凝土拱桥钢管从施工到成桥服役过程等生命全过程应力状态分析显得尤为重要，但对此进行报道的研究较少。 本文依托实际工程，利用有限元软件MIDAS/CIVIL，准确模拟钢管混凝土拱桥的不同施工阶段和服役过程，分析拱肋钢管在生命全过程中的应力状态。
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user: 2. 工程背景 本文以湖北省恩施市的找龙坝河特大桥主桥(钢管混凝土拱桥，主跨225 m)为研究背景，从施工到成桥服役过程，对该桥拱肋钢管生命全过程应力状态进行分析。找龙坝河特大桥主桥拱肋为钢管混凝土桁架式结构，主跨采用横向哑铃形4管桁架式钢管混凝土拱肋的上承式拱，净跨225 m。拱轴线采用悬链线，方程为 y = f ∗ ( chkξ − 1 ) / ( m − 1 ) ，拱轴系数m = 1.543，净矢高45 m，矢跨比1/5。 该桥拱肋断面为等宽度变高度，高度从拱顶4.5 m变化到拱脚7.5 m。单片拱肋宽度4.5 m (中到中)，上、下弦拱肋采用变截面钢管，管径由拱脚ф1000 × 28 mm变至拱顶ф1000 × 20 mm。管内灌注C50自密实微膨胀混凝土。钢管拱肋的对接接头采用内法兰盘栓接、管外焊接的形式进行连接。上、下弦钢管平联是采用ф402 × 16 mm钢管，腹杆采用ф402 × 16 mm钢管，拱肋间横向斜撑采用ф351 × 8 mm钢管。横桥向两片拱肋间的中心距离均为13 m。肋间设置上下横联。拱肋间上弦设14道双K撑横联；下弦设12道双K撑横联，2道单K撑横联，2道一字撑横联。两片拱肋间K撑横联在立柱处设置，K撑横联采用ф402 × 16 mm钢管，竖撑采用ф351 × 8 mm钢管。桥梁总体布置图如图1所示，半拱断面如图2所示。 图1. 桥梁总体布置图 图2. 半拱横断面图
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user: 3. 空间有限元模型与施工工序 利用有限元元软件MIDAS/CIVIL，将主拱圈、拱上立柱、钢帽梁及桥面系纵、横梁等按实际结构尺寸离散为空间有限元杆件，并建立三维空间模型，准确模拟杆件的空间尺寸、材料特性、连接方式及初始应力等。空钢管带拱上1/3立柱模型、全桥模型如图3和图4所示。有限元模型中，图3模型共有1956个单元，876的节点，图4模型共有5176个单元，2954个节点。主要材料参数如表1所示。施工阶段计算按施工加载顺序进行，考虑了施工过程拱肋的弹性压缩、混凝土的收缩徐变、温度、施工荷载变化等因素的影响。为了准确地对有限元模型进行计算分析，根据该桥的实际施工方案进行施工阶段划分。从各施工阶段到服役过程等生命全过程的工况划分如表2所示。 图3. 空钢管带拱上1/3立柱模型图 图4. 全桥模型图 Table 1 Table of main material parameter 属性/类别 拱肋内 混凝土 主拱肋 拱上立柱 扣点反力梁 钢箱盖梁 交界墩墩身 及盖梁 桥面板系 空心板 预应力钢绞线 材料 C50 Q345D Q345D Q345D Q345D C40 C50 高强钢丝 弹性模量/(×10 4 MPa) 3.45 20.6 20.6 20.6 20.6 3.25 3.45 19.5 容重/(×10 4 N/m 3 ) 2.5 7.698 7.698 7.698 7.698 2.5 2.5 7.85 泊松比 0.2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.3 表1. 主要材料参数值表 备注：预应力钢绞线的公称直径为15.2 m，松弛率小于0.035，线膨胀系数为1.2 × 10 −5 。 Table 2 Main bridge construction stage divisio 施工阶段编号 具体施工阶段内容 1 无扣索条件下合拢桁架空钢管拱肋 2 空钢管状态上1/3拱上立柱 3 灌注4根下弦杆拱肋混凝土 4 下弦杆形成联合截面 5 灌注4根上弦杆拱肋混凝土 6 上弦杆形成联合截面 7 安装盖梁 8 架设空心板 9 二期恒载施工 10 徐变分析 表2. 主桥施工阶段划分
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user: 4. 计算结果分析 无扣索条件拱肋上下弦在灌注湿混凝土状态，混凝土尚未凝固时对钢管具有流体压力作用，这不仅未提升拱肋的刚度，反而增加了空钢管的荷载，此状态对钢管拱肋受力较为不利。为使计算更加准确，在有限元建模时，通过将混凝土湿重作为荷载施加在拱肋上来模拟拱肋灌注湿混凝土的施工过程。由于每根拱肋由4根钢管组成，在各工况下，拱肋4根钢管同一截面处的应力并不完全相等，因此笔者均取各截面应力值最大的一根钢管。应力取值位置为：拱脚附近、L/4处截面、拱顶截面，应力符号规定受压为“+”，受拉为“−”。 4.1. 拱脚附近钢管应力分析 在各工况下，拱脚附近拱肋钢管的应力分析如图5所示。从图5中可以看出，生命全过程各工况下拱脚附近上下弦钢管应力均不断增大，拱肋下弦钢管应力始终大于上弦钢管应力，偏大约81.1%。特别在工况5时差别较大，即灌注4根上弦杆拱肋混凝土时下弦钢管应力值比上弦钢管应力值大105.85%。在最不利荷载作用下考虑十年收缩徐变，上弦钢管应力极值为131.1 MPa，下弦钢管应力极值为200.3 MPa，二者的最大压应力均在规范规定的允许范围之内。但全生命过程中，拱脚附近拱肋上下弦钢管的应力偏差较大，在施工以及服役过程中，应当重点监测拱脚附近上下弦钢管的应力。 图5. 拱脚附近钢管应力图 4.2. L/4处钢管应力分析 从图6中可以看出，拱肋上弦和下弦钢管应力增长的趋势基本一致，除在前3个工况上弦和下弦钢管应力基本相等外，其余各工况钢管应力下弦比上弦偏大仅7.4%。拱肋钢管应力极值出现在最不利荷载下，上弦钢管应力为150.4 MPa，下弦钢管应力为161.2 MPa，二者的最大压应力均在规范规定的允许范围之内。 4.3. 拱顶处钢管应力分析 如图7所示，在拱肋钢管生命全过程各工况下，上下弦钢管应力均不断增大，且上弦钢管应力比下弦钢管应力偏大，大约为55.1%。钢管的应力极值出现在最不利荷载作用下，上弦为172.4 MPa，下弦为110.3 MPa，二者的最大压应力均在规范规定的允许范围之内。 图6. L/4处钢管应力图 图7. 拱顶截面钢管应力图
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user: 5. 结论 无扣索条件下，先施工1/3拱上立柱以及下弦4根钢管灌注混凝土，然后灌注上弦4根钢管的混凝土，在此施工工序条件下，对钢管生命全过程中的应力进行分析，得出如下结论： 1) 从拱肋合拢至成桥服役过程的生命过程中，钢管应力不断增加，且应力值均满足规范要求。 2) 在各工况下拱肋上下弦钢管应力存在偏差，拱脚附近和L/4处下弦钢管应力明显偏大于上弦钢管应力，但在拱顶处则反之。拱脚附近截面下弦钢管应力比上弦钢管偏大81.1%，L/4处仅为7.4%；拱顶截面应力偏差则是上弦比下弦偏大55.1%。 3) 在同一工况下的拱肋上下弦钢管应力，拱脚附近和拱顶处明显大于L/4截面。因此，在该类拱桥施工以及成桥后的服役过程中应当重点监测拱脚附近和拱顶处的拱肋钢管应力，使整个施工过程在可控、合理的范围，以达到合理成桥状态和增加成桥后的使用寿命。
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user: 摘 要 本文以词汇学、语料库语言学、学术英语语言学为理论基础，首先构建一个十三万词次的微型地质英语语料库(Geoscientific English Mini-Corpus， GSEC)。基于此，借助AntConc和Wordsmith等分析软件，以英国学术书面英语语料库(British Academic Written English， BAWE)作为参照语料库，通过对比分析两个语料库，探究了地质词汇的词长、词汇密度、词频，并进而生成词频表，分析语料库中功能词、实义词的特点及构词特征。与此同时，生成GSEC主题词表，分析其中的显著高频词的搭配特点。最后结合地质英语词汇特征，对地质英语教学和地学研究提出了几点建议。 关键词 :微型地质英语语料库，英国学术书面英语语料库，词汇特征，学术英语 Copyright © 2019 by author(s) 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 在全球经济一体化的21世纪，国际化的信息社会对英语人才的需求也趋于多元化。越来越多的公司、企业和事业单位倾向于选择“专业 + 英语”的复合型人才，以便于更好地进行国际间学术交流和项目合作。因此，专门用途英语作为现代英语的一个重要组成部分，在教学和自然科学研究领域内逐渐引起了人们的关注和重视。 地质学，作为自然科学五大基础学科之一，是一门探讨地球如何演化的自然哲学。近些年，随着地矿资源的需求急剧上升，这就要求国内地质人才在全球范围内进行地质资源的勘探和研究。然而我国地质工作者在实际工作和科研中遇到的首要难题便是专业词汇。因此，对地质英语词汇的系统研究意义重大。一方面是由于地质专业涉及相关学科众多，专业词汇数量大、单词过长，且除了少量词汇具有纯粹的地质含义，大部分地质词汇受到词义不统一的影响，因此难以记忆和掌握。另一方面是因为地质学专业英语词汇研究不足，尚未对该领域专业词汇进行系统的分析和归类，未找寻出一些行之有效的记忆方法。因此，对地质英语词汇的系统研究意义重大。 本研究以词汇学、语料库语言学、学术英语语言学为理论基础，针对地质英语语料库研究的不足，在充分借鉴国内外相关研究成果的基础上，结合中国地质大学(北京)地质英语教学和学术英语课程教学的实际需求，通过构建一个十三万词次的微型地质英语语料库(Geoscientific English Mini-Corpus， GSEC)，借助AntConc和Wordsmith等分析软件，并以英国学术书面英语语料库(British Academic Written English， BAWE)作为参照语料库，通过对比分析两个语料库，分析地质词汇的词长、词汇密度、词频，并进而生成词频表，分析语料库中功能词、实义词的特点及构词特征。并据此生成GSEC主题词表，分析其中的显著高频词的搭配特点。
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user: 4. 结语 通过上述分析发现，地质英语词汇具有正式、专业、客观、复杂性的特点。基于语料库的地质英语词汇研究，得到以下几点启示，供地质英语词汇教学和地质研究人员参考。 首先，生成的GSEC主题词表可以用于学术英语教学，尤其是学生对这些高频词汇的自主学习，有助于学生学习地质英语关键词汇，也有助于地学专业学生科研论文的阅读和写作水平的提高，促进ESP教学的发展。 其次，根据GSEC，借助AntWordProfiler1.4.0w软件，对词汇进行分级处理，制定地质英语教学词表，为师生分级把握地质英语词汇提供材料。 再次，通过提取高频词的语境共现行，可制作教学微本，供地质英语词汇教学所用。 最后，通过分析主题词表的高频词汇，为学生和其他科研人员把握目前全球地学领域研究的热点问题提供参考。
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user: 摘 要 目的：本文以有吸烟经历的男大学生为研究对象，考察有吸烟经历的男性大学生成人依恋、社会支持和抑郁情绪间的关系，重点研究社会支持在成人依恋和抑郁情绪间的中介作用。方法通过随机抽样的方法在山东理工职业学校和济宁医学院选取了有效被试258名男大学生，对被试施测亲密关系经历量表(ECR)、社会支持评定量表(SSRS)和抑郁问卷(SDS)，用来探讨有吸烟经历的男大学生成人依恋、社会支持与抑郁之间的相互关系。结果：1) 在有吸烟经历的男性大学生成人依恋的两个维度中，依恋焦虑的得分高于依恋回避，在有吸烟经历的男性大学生的成人依恋类型中，恐惧型为58.14%，占比例最大；2) 本研究发现，在是否为独生子女的资料中，独生子女和非独生子女在依恋回避(t = −0.36， P > 0.05)和在依恋焦虑维度(t = −0.255， P > 0.05)不存在显著差异。在生源地资料中，城镇和农村的有吸烟经历的男性大学生在依恋回避纬度(t = 0.451， P > 0.05)和依恋焦虑维度(t = 0.279， P > 0.05)上不存在显著差异。3) 有吸烟经历的男大学生在依恋回避维度与社会支持总分方面存在显著的负相关(r = −0.29， P < 0.05)；依恋焦虑维度与社会支持存在相关，不具有统计学意义(r = −0.08， P > 0.05)；依恋焦虑与抑郁存在显著正相关(r = 0.17， P < 0.05)；依恋回避与抑郁存在显著正相关(r = 0.06， P < 0.05)，社会支持与抑郁之间存在显著负相关(r = −0.28， P < 0.05)。4) 社会支持可以在依恋回避维度和抑郁情绪之间起部分中介作用，社会支持中一个因子对支持的利用度在成人焦虑维度和抑郁情绪之间起部分中介作用。结论：1) 有吸烟经历的男性大学生成人依恋的两个维度中，依恋焦虑的得分高于依恋回避。有吸烟经历的男性大学生其成人依恋类型比例不均匀。2) 在是否为独生子女资料和生源地资料及不同程度的吸烟经历上，成人依恋不存在显著差异；不同年级的学生在成人依恋上差异显著。3) 社会支持可以在依恋回避维度和抑郁情绪之间起部分中介作用，其中主观支持对支持的利用度在依恋回避和抑郁情绪之间起部分中介作用，社会支持中一个因子对支持的利用度在成人焦虑维度和抑郁情绪之间起部分中介作用。 关键词 :吸烟经历，男性，大学生，成人依恋，社会支持，抑郁，中介作用 Copyright © 2019 by author(s) 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 目前，不论是在公共场合还是私人空间，吸烟成为了一种普遍现象，为了让吸烟行为调查更具有标准化，1997年世界卫生组织WHO将吸烟者定义为：吸烟长达6个月或6个月以上者(翁心植，邱鹤庚，1984)。因此，本研究将有吸烟经历定义为连续或累积吸烟达到6个月以上。吸烟者对于吸烟行为在很大程度上是一种依赖，在这支庞大的吸烟者队伍中，男性大学生也占有一定的比例。在广大吸烟群体中，存在小龄化趋势，我国有研究称约66.66%的青少年染上吸烟行为，范围包含大学生群体(钮式如，1995；徐杰，罗迈，2003)。鉴于此，我们的研究锁定有吸烟经历的男性大学生。 依恋开始形成于婴幼儿时期，是一种特殊的情感，存在于人的一生。早期的依恋情况影响着长大后与周围人的相处状况和心理健康程度。由于依恋的重要作用，国内外研究者不断拓展，由早期的只研究婴幼儿一直到开始关注对成人的延续影响，国内的关于成人依恋理论现在出现蒸蒸日上的趋势(刘畅，2011)。依恋对于成人的日常生活同时具有重大的意义(Bowlby， 1979)。成人依恋对大学生的主观幸福感、社交焦虑、自恋、防御方式、成就动机、网络依赖、归因方式等众多方面有显著影响(冯霞，2008；卢莎，赵富才，2013；朱伟，2012；李同归，李南欣，李敏，2006；McClure & Lydon， 2014；高志华，常靖，孟广媛，2012；袁茵，毛文君，卢莲，2012)。 随着社会的不断发展，人们面对的压力源也越来越多，例如工作、学业等等，越来越多的人患上了抑郁症，也越来越多的人因为抑郁自杀死亡，引起了人们的广泛关注。曾有报告显示，在我国大学生中抑郁情绪的发生率为32.10% (Vasquez et al.， 2002)，抑郁情绪目前已成为大学生各种负面问题的主要原因之一。随着科技的发展，与依恋有关的报告为理解抑郁提供了新的落脚点。安全型的成人依恋能够与同伴之间互相满足心理需求。有调查研究称，非安全型依恋群体产生抑郁情绪的概率是安全型依恋型群体的3.9倍(史战明，杨琴，薛莹等，2013)。Zuroff和Fitzpatrick借助大学生被试做研究，他们发现易致抑郁的人格特征与依恋类型概念之间出现了交叉(Zuroff & Fitzpatrick， 1995)。Cicchetti和Toth称那些具有非安全依恋的群体，对抑郁症状的发展有潜在的影响(Cicchetti & Toth， 1998)。 社会支持的产生有着悠久的历史，目的不同的研究者依据自己研究的领域不同，对社会支持进行了不同的概念界定。例如，肖水源认为社会支持概念为人与人之间互相的接触，并借助这些人得以维持获得各种各样的支持(程虹娟，龚永辉，朱从书，2003)。但不管从哪个落脚点对社会支持的概念进行限定，都被看作是影响心理健康的重要原因(奕兰，1997)，是个体与社会网络关系亲密性的象征。成人依恋类型由于内部工作模型的差异，被认为是影响个体社会支持可获得性和寻求动机的因素；另外不同的依恋类型影响知觉到的情感性和工具性社会支持，安全型依恋知觉到更高水平的社会支持(Martins， Canavarro， & Moreira， 2015)。安全依恋的青少年相比不安全依恋的同伴，表现出高水平的领悟性社会支持，焦虑型和恐惧型都表现出低水平的总体社会支持(West， Livesley， Reiffer， & Sheldont， 1986)。 心理健康的多变量模型指出，依恋和社会支持对心理健康都有影响，并且在依恋和社会支持关系结构中、以及它们对心理健康的影响中，可能存在认知、行为和情绪机制(West， Livesley， Reiffer， & Sheldont， 1986)。目前研究人员仅将大学生这类群体的成人依恋、社会支持、抑郁情绪进行了一个维度变量的研究或者将两个维度组合来研究，还有的把三者都加入了研究来探讨几个变量间的相互关系。但没有针对有吸烟经历的男大学生，但在当代，有吸烟经历的男大学生占一定比例，因此本研究群体定位于有吸烟经历的男大学生。通过吸烟的男性大学生入手，促进吸烟男性大学生身心健康发展与高质量发展，同时对有吸烟经历的大学生防止抑郁的发生提供一些新的建议；同时从吸烟的男性大学生入手，探讨特殊群体的社会支持与抑郁、依恋维度的关系以及社会支持如何在依恋和抑郁的关系中起中介作用，为以后的相关研究提供有价值的参考，具有重要的理论意义。
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user: 2. 对象与方法 2.1. 对象 采取随机抽样的方法在山东理工职业学校，济宁医学院两所学校共发放问卷600份，回收556份，剔除没有吸烟经历的男大学生问卷236份，剔除无效问卷62，保留有效问卷258人，问卷有效率为0.81。其中城镇103人，农村155，独生子女143，非独生子女115，大一114人，大二25人，大三24人，大四59人，大五36人。 2.2. 方法 2.2.1. 研究工具 1) 亲密关系经历量表(ECR) 采用Bartholomew和Horowitz编制的《亲密关系问卷(RQ)》，以及Brennan，Clark和Shaver编制的《亲密关系经历量表(ECR)》(李同归等，2006)。前者包括4段短文，分别描述4种依恋类型，即安全型、回避型、卷入型和恐惧型，要求被试从中选出一种最符合自己的依恋类型。后者包括36题，奇数题目作为依恋回避维度计分，偶数题目作为依恋焦虑维度记分。该量表中文版具有较好的信效度。在本研究中，关系问卷的内部一致性α系数为0.77，依恋回避分量表和依恋焦虑分量表的内部一致性α系数分别为0.80和0.79。 2) 社会支持量表(SSRS) 采用肖水源编制的《社会支持评定量表》，该量表有10个条目，分3个维度：客观支持、主观支持和对支持的利用度。各维度评分越高，表明大学生感受的社会支持水平越高。该量表在国内被广泛使用，信效度良好。在本研究中，三个维度的内部一致性α系数分别为客观支持0.74、主观支持0.63、对支持利用0.47。 3) 抑郁自评量表(SDS) 美国的Zung 1965年编制的抑郁自评量表(SDS)，运用简单，是一种现在精神医学界最实用的抑郁自测量表。SDS分越高越抑郁，标准分等于粗分乘1.25的整数部分。我国以SDS标准分 ≥ 50为有抑郁症状。被试群体以过去一周内真实的情况作答，并根据累计得分计算出总分。将总分乘以1.25后为最后得分。最终得分在小于50分以下为正常，大于50分小于59分为轻度的抑郁，大于60分小于70分为中度抑郁，超过70分为重度抑郁。该量表在国内被广泛使用，信效度良好。在本研究中，量表的内部一致性α系数为0.93。 2.2.2. 测量程序与统计 此次报告由主试人员充分了解问卷发放的过程，统一发放问卷，对被试群体以不记名进行问卷填写，并及时回收问卷。本研究所有数据用SPSS19.0进行统计分析。
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user: 4. 讨论 4.1. 有吸烟经历的男大学生成人依恋的状况 依恋回避和依恋焦虑的平均分均低于四分，说眀整体成人依恋状况良好，在有吸烟经历的男大学生成人依恋的两个维度中，即在依恋焦虑维度(个体怕与同伴分离)、依恋回避程度(个体与同伴关系上的自主程度)中，结果表眀了依恋回避的得分低于依恋焦虑，这代表有吸烟经历的男大学生总是担心被同学、朋友、恋人抛弃，于是通过过度寻求他人的关心和支持，以减少消极关系期望引起的焦虑，一旦对方不能及时理解自己，就会产生严重的损失，并进一步担心其关系的稳定性。依照费舍尔线性判别公式，本研究中有吸烟经历的男性大学生其成人依恋类型为：恐惧型占58.14%，专注型占21.52%，冷漠型占16.67%，安全型占12.02%，其中，恐惧性所占比例最大，安全型所占比例最小。相反在其他国外大部分的相类似的报告中，一般是安全型的比例最高(Fralev & Shaver， 2000)。这可能是由于中西方文化差异，在某些国家中人与人相处的方式比较热情奔放，不同性别的人之间也比较开放，这种热情的交往方式逐渐成为西方人习以为常的习惯。而我国受到儒家保守的传统文化影响，不同性别人之间的交往十分含蓄，大部分都保持着标准的社交距离，如果其他个体想要具有更为近距离的肢体接触时一般会遭到拒绝，这种相处的方法潜移默化为某类自己的认知图式，使得有吸烟经历的男大学生在亲密关系中较多地采取回避策略，因此恐惧型所占比例最多。 4.2. 有吸烟经历的男性大学生成人依恋的人口学上的差异分析 本研究发现，在是否为独生子女资料和生源地资料及不同程度的吸烟经历上中，依恋回避和依恋焦虑维度上均不存在显著差异。可能因为被试群体均出生于上世纪90年代，而从那时开始施行计划生育政策，不管是城市还是农村大多一家只有一个孩子，且随着经济的发展农村与城镇差异逐渐缩小，不管是在农村还是城市的孩子们，均得到了很好的照顾，因而不管是依恋回避还是依恋焦虑都不存在显著差异。而不同年级的学生在依恋回避、依恋焦虑维度上差异显著，通过表格可以发现大一学生依恋回避均显著低于其他年级，这可能是因为经历高考以后进入了新学校，有了新的老师、同学和朋友，一切处于适应期间，处于一个衔接阶段，课程负担较少，可能参加各种社团类活动会认识各种各样的人，因此并不回避与其他人的接触，也不担心他人会排斥离开自己，一切都充满新鲜感。而大二学生的依恋焦虑显著高于大一年级，可能是因为本研究中大二的被试均来自于济宁医学院的医学专业，大二开始医学专业开始了繁重的课程，具有较大的压力，即想在同伴关系中保持独立以投入到繁重的学业当中，又害怕同伴抛弃自己，于是在同伴相处方面较为大一年级不同，因此在成人依恋得分中与其他大一存在差异。 4.3. 有吸烟经历的男性大学生抑郁的总体状况 本研究中，得分在50分以下为正常占44.19%，50~59分提示轻度抑郁占总人数18.22%，60~69分提示中度抑郁占37.21%，70分以上提示重度抑郁占总人数0.39%，抑郁总人数占到了55.81%。即有吸烟经历的男生大部分存在不同程度的抑郁情绪。和王金阳等人的研究结果相类似：在校大学生的心理健康水平不容乐观，倾向于患抑郁和轻度抑郁者，很有可能会随着刺激源的持续作用而加重抑郁程度(Beck， 1991)。并且，有吸烟经历的大学生大多是由于本身带有负性情绪，比如说消愁、解闷、转移注意力等。由此可见，对吸烟经历的男性大学生及时进行一些心理干预和必要的心理疏导是非常重要的。 4.4. 有吸烟经历的男性大学生成人依恋、社会支持与抑郁情绪之间的相关研究 相关分析结果表明：第一，有吸烟经历的男性大学生依恋回避与依恋焦虑得分越高，抑郁水平就越高，即依恋回避与依恋焦虑得分越高，就说眀个体在与同伴的交往中存在种种问题，因此更容易得抑郁。Blatt (1974)和Beck (1991)在他们抑郁情绪的人格理论中指出，自主型、依赖型人格易得抑郁，依恋焦虑维度就代表了这类群体市场怀有与同伴分离或者被同伴丢下的担心，依恋回避维度反映了这类群体与同伴的亲密度和在内心和彼此之间关系独立，可以看出依恋焦虑和依恋回避与Blatt和Beck描述的产生抑郁的易感特质是相似的，因此它们与抑郁有千丝万缕的联系。第二，依恋回避和社会支持之间存在影响，与主观支持和对支持的利用度存在影响，这可能是因为依恋回避维度具有高分的有吸烟经历大男大学生总是避免与周围人的紧密联系，并且个体向往独立，因此不在乎客观支持，但很少在社会支持中获得满意的体验，能利用到周围人帮助的能力越低。依恋焦虑与支持利用度存在影响，这可能是因为依恋焦虑维度高的有吸烟经历的男大学生并不拒绝亲密的彼此之间的情感交流，偶尔还可能过分想要与周围人的亲密接触，也由于一直有着和别人发生紧密联系的期望，大概是由于这种负性的期望，他们总是担心和被同伴丢下，因此对来自其他人的帮助无法有效利用。第三，社会支持与抑郁之间有影响，有吸烟经历的男大学生获得的社会支持越低，即自己感觉不到来自他人的支持与帮助，也无法利用到他人提供的帮助，因此长此以往更容易导致负性情绪。 4.5. 关于成人依恋是否通过社会支持影响抑郁的中介效应检验 结果显示，社会支持可以部分中介成人依恋回避对抑郁的影响，即有吸烟经历的男大学生成人依恋回避不但直接影响个体的抑郁水平，除此之外还通过社会支持对抑郁产生了间接的影响。和Kafetsios & Sideridis (2006)等人的报告成果比较一致。具体来看，社会支持所包含的各个因子分别具有不一样的间接影响，对支持的利用度间接影响依恋焦虑和抑郁，主观社会支持、支持利用度间接影响依恋回避和抑郁。因此，成人依恋不仅可以直接影响抑郁水平，还可以提示我们，可以通过改变社会支持即提高他们的社会支持系统中的满意体验来降低其抑郁水平，促进心理健康。
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user: 5. 结论 1) 有吸烟经历的男性大学生成人依恋的两个维度中，依恋焦虑的得分高于依恋回避。有吸烟经历的男性大学生其成人依恋类型分布不均。 2) 在是否为独生子女资料和生源地资料及不同程度的吸烟经历上，成人依恋不存在显著差异；不同年级的学生在成人依恋上差异具有统计学意义。 3) 依恋回避维度与社会支持，及其下属维度主观支持、对支持的利用度存在显著相关，依恋焦虑维度与对支持的利用度存在显著相关。 4) 社会支持可以在依恋回避维度和抑郁情绪之间起部分中介作用，社会支持中一个因子即对支持的利用度在成人焦虑维度和抑郁情绪之间起部分中介作用。
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user: 摘 要 金属锆可以有效降低失水事故下包壳的氧化速率，改善反应堆的安全裕量。本文采用FLINAK-K 2 ZrF 6 熔盐体系，分别以直流，单脉冲，正反脉冲的电沉积方式，在锆铌合金基体表面进行了纯锆涂层的制备。通过XRD、SEM以及划痕测试等技术，对比研究了不同电沉积方式下所得到纯锆涂层的晶体结构与显微组织、厚度以及与基体间的结合力。结果表明：采用直流、单脉冲和双脉冲电沉积方式均可以在锆铌合金基体上得到纯锆涂层，其结构都是密排六方结构。其中，直流电沉积得到的锆涂层表面孔隙率较大，锆晶粒沿(110)方向取向优先。脉冲电沉积得到的锆涂层更加致密，锆晶粒均沿(002)方向取向优先。其中双向脉冲电沉积得到的锆涂层硬度值最大，达到885 HV，与锆铌合金基体的结合强度最高，达到35 N。 关键词 :电沉积，脉冲，锆涂层 Copyright © 2019 by author(s) 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 在生产力、生产水平不断提高的21世纪，能源的增长速度已经不能满足人们的需要，能源已经成为制约社会更快发展的因素。传统的能源已经不能满足要求，开发新能源势在必行 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。核能具有清洁、高效、储量丰富等诸多优点，是重要的新能源之一，据研究表明 [ 4 ]，一吨金属铀裂变产生的能量，相当于270万吨标准煤。安全是核电技术发展的根基。在核反应堆中，核燃料芯块外面通常都有一层金属保护层，即燃料包壳。燃料包壳在核反应堆中起着重要的作用，它可以保持燃料的形状，使其具有一定的强度和刚度，同时又隔绝燃料芯和冷却剂，保护燃料芯不受冷却剂的侵蚀，避免燃料中的裂变产物外泄污染冷却剂 [ 5 ]。然而目前使用的锆铌合金包壳和水蒸汽会发生氧化反应释放大量氢气和热量，导致燃料元件的急剧升温，易引起重大事故 [ 6 ]。采用锆包壳涂层技术，可大大降低失水事故下包壳的氧化速率，有效抑制和缓解失水事故工况下燃料和包壳的急剧升温，将极大改善反应堆的安全裕量 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]。这主要是因为锆具有优异的核性能，其热中子吸收截面小，耐腐蚀，机械加工性能好。同时锆也是非常活泼的金属，极易生成稳定的单斜表面氧化膜，对酸、碱具有极好的耐腐蚀性能 [ 11 ]。在原子能工业中，金属锆作为核燃料的包壳材料、结构材料和慢化剂应用于核反应堆中，对于核电站、核潜艇、核动力航空母舰、核动力巡洋舰等设备的发展具有重要作用。在工业中常用Kroll法制备海绵锆 [ 12 ]，然而该方法生产效率低，成本昂贵；新发展出的FFC工艺还存在电脱氧效率低等缺点 [ 13 ]，尚未能进行大规模产业化生产。为了降低成本，人们尝试采用焊接、爆炸复合等工艺制备锆产品来替代纯锆，但是效果仍然不甚理想。目前方便的解决方法是在器件外表面制备一层致密的锆金属层。早在1995年通用电气(GE， General electric)公司就设计开发了一种多层锆合金包壳，它是一种锆合金与纯锆金属层的多层混合结构，高压釜测试表明该多层包壳具备非常好的抗水氧腐蚀能力，并能够缓解PCI作用，但唯一不足是成本较高，无法满足商业应用。因此，为了解决包壳材料在PCI作用下的碘致应力腐蚀开裂(ISCC)问题，希望采用包壳内表面添加涂层形成碘扩散阻挡层，以降低扩散进入的碘浓度，缓解包壳材料的碘致应力腐蚀开裂。采用锆薄膜或涂层技术可能是解决这一问题的有效途径。在锆涂层制备技术中，熔盐电沉积方法可以再复杂器件表面直接电镀出锆涂层，使器件具有纯锆的物理、化学性能，同时简化生产步骤，节约了锆金属资源 [ 14 ]。目前，研究者已经采用熔盐电沉积方法在金属铜表面制备出纯锆涂层，但是在锆铌合金表面制备纯锆涂层还未见报道，因此，本文分别采用不同电沉积方式在锆合金表面制备金属锆涂层，研究了电沉积方式对锆合金表面电沉积金属锆涂层的影响。
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user: 2. 实验材料与方法 实验中使用的所有化学品均为无水试剂级。将KF (纯度：99.95%)，LiF (纯度：99.95%)和NaF (纯度：99.95%)按比例46.5:11.5:42 (mol%)混合，并置于石墨坩埚中(约300 g)。将石墨坩埚放入干燥箱中，在673 K真空下干燥24小时。干燥后，将K 2 ZrF 6 (纯度：99.95%)混入到干燥后的熔盐中。然后将温度缓慢升至测试温度，并保持2小时。所有实验均在氩气气氛下进行，实验中的温度用K型热电偶控制。 使用锆铌合金(20 mm × 20 mm × 5 mm)作为阴电极，并使用锆板(纯度：99.99%，20 mm × 20 mm × 5 mm)作为阳电极。在电沉积之前，对电极表面进行机械抛光以获得高质量的表面，然后通过超声波清洗在丙酮和蒸馏水中清洁。在氩气气氛中，在1023 K下，从熔盐中将锆涂层电沉积在锆铌合金基体上。设置电流：直流电流电流密度为40 mA/cm 2 ，单向脉冲电流设定正向电流电流密度为40 mA/cm 2 ，占空比为80%；双向脉冲电流设定正向电流电流电流密度为40 mA/cm 2 ，占空比为80%，反向电流电流密度为10 mA/cm 2 ，占空比为20%。电沉积时间为1.5 h。 通过X射线衍射(XRD， Rigaku Indus-trial Co.， Ltd.， D/MAX-BB)分析锆涂层的物相结构和晶体取向，通过扫描电子显微镜(SEM， JSM6480LV)表征沉积物的表面形态及横截面形态。采用ImageJ软件测量样品的孔隙率。通过划痕测试仪(WS-2005)在连续增加的载荷下评估涂层与基底的结合强度，加载速率设定为50 N/min，试样台速度为5 mm/min。硬度测试使用维氏硬度仪(430SVD)，载荷200 g，保荷15 s，测取十组数据，取平均值作为涂层的显微硬度。