DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 讨论 目前孤独症谱系障碍的病因不明，人们认为是遗传基因、社会环境等综合因素所致。多项研究发现患有孤独症谱系障碍的儿童叶酸水平常低于正常儿童。孙彩虹等人在孤独症儿童膳食与营养研究中发现ASD儿童的叶酸水平低于正常组 [ 8 ]，马燕等人也发现ASD儿童的叶酸水平低于正常儿童，且与ASD儿童的疾病严重程度相关 [ 9 ]。在本研究中ASD儿童的血清叶酸水平低于对照组(12.25 ± 4.09 vs. 14.53 ± 2.88， P < 0.05)，与既往研究结果相一致。 有研究认为叶酸缺乏会影响神经精神的发育，可能是孤独症谱系障碍的发病的原因之一 [ 10 ]。叶酸究竟是通过什么途径来影响儿童的神经发育的呢？目前很多研究从叶酸代谢、叶酸转运等多个代谢步骤做出解释。叶酸作为B族水溶性维生素，因不能在体内合成，通过外界补充进入肠道后需要相应的载体进入血液，并在还原性载体(reduced folate carrier， RFT)及叶酸受体(folate receptor， FR)作用下进入血脑屏障 [ 11 ]，进一步发挥作用。最近脑叶酸缺乏症(CFD)被认为与孤独症谱系障碍(ASD)的发病有关 [ 12 ]。国外研究进一步证实叶酸是胎儿和婴儿发育期间必不可少的营养素，其认为抗叶酸受体α的自身抗体可以阻止叶酸从母亲向胎儿以及婴儿向大脑的运输，在对患有ASD的儿童及其直系亲属评估后发现自身抗体在患病家庭中非常普遍 [ 13 ]。叶酸和维生素B12依赖性酶蛋氨酸合酶(MS)对细胞氧化状态高度敏感，较低的MS活性会增加抗氧化剂谷胱甘肽的产量，同时会减少200多个甲基化反应，从而广泛影响代谢活性 [ 14 ]。亚甲基四氢叶酸还原酶(methyleneter-hydrofolate reductase， MTHFR)作为叶酸代谢的关键酶，在蛋氨酸循环中起着重要作用，赵栋等人发现ASD儿童MTHFR基因C677T点突变率明显高于正常儿童 [ 15 ]，另有研究证实了MTHFR基因突变在中国汉族中与孤独症患病风险相关联 [ 16 ] [ 17 ]，考虑MTHFR基因突变影响DNA甲基化，进一步影响孤独症的患病风险。 本文中研究还发现ASD儿童叶酸水平与CARS评分呈负性相关，进一步说明叶酸与ASD儿童病情程度相关性，这也为我们预防或改善ASD提供了一定的思路。国外一项研究发现母亲孕期高摄入量叶酸可降低ASD发病的风险 [ 18 ]。李楠楠等人发现ASD儿童在参与结构化教学的同时补充叶酸，对认知和语言交流的改善作用优于单纯参与结构化教学 [ 19 ]。有研究通过大鼠实验得出叶酸受体α (FRα)自身抗体与胎儿异常和脑叶酸缺乏的发育障碍有关。超过70%的孤独症谱系障碍(ASD)儿童这些自身抗体呈阳性，而高剂量亚叶酸对治疗这些儿童有益，研究发现使用高剂量亚叶酸进行治疗以及降低自身抗体滴度的其他干预措施是可以降低患有发育缺陷儿童风险的有效策略 [ 20 ]。国外一项针对伴有语言障碍的ASD儿童研究中发现与安慰剂相比，用高剂量亚叶酸治疗12周可改善交流能力，特别是那些对叶酸受体-α自身抗体(FRAAs)呈阳性的儿童 [ 21 ]。 总之，孤独症谱系障碍儿童的叶酸水平均低于正常儿童，且与其严重程度相关。目前对叶酸影响ASD的发病及严重程度和补充叶酸是否改善ASD儿童的症状的研究尚不充分，仍需要我们继续研究两者的临床关系，为找到ASD发病的原因找到更强有力证据。
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user: 摘要 小于胎龄儿(SGA)是双胎的常见并发症，随着辅助生殖技术的发展，双胎妊娠的数量和比例逐年上升。同适于胎龄儿相比，SGA在胎儿生长过程中常常受到不利因素的影响，不仅导致SGA围生期死亡率以及各种疾病发病率增高，同时胎儿对宫内不良环境的反应使其自身代谢和组织器官的结构发生适应性的调节，这些早期的改变会影响SGA出生后的体格生长以及神经心理和智力的正常发育。本文就双胎中的小于胎龄儿的发生原因、生后的体格生长、神经发育状况及单、双胎SGA的差异作一综述。
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user: 1. 引言 小于胎龄儿(small for gestational age， SGA)是双胎的常见并发症，通常指出生体重或身长在同胎龄、同性别第10百分位数(P10)以下的新生儿。流行病学调查表明，国外SGA的发病率为4.8%~18.8%，我国SGA发病率为6.6% [ 1 ] [ 2 ]，而这一比例在双胎中可达47.0%~57.4% [ 3 ]。随着辅助生殖技术的发展，双胎妊娠的数量和比例逐年上升。同适于胎龄儿(appropriate for gestational age， AGA)相比，SGA在胎儿生长过程中常常受到不利因素的影响，不仅导致SGA围生期死亡率以及各种疾病发病率增高，同时胎儿对宫内不良环境的反应使其自身代谢和组织器官的结构发生适应性的调节，这些早期的改变会影响SGA出生后的体格生长以及神经心理和智力的正常发育 [ 4 ]。与单胎妊娠比较，双胎妊娠的不良结局增加，如先天性畸形、早产、宫内生长受限等，这些并发症在复杂性双胎中更为常见 [ 5 ]。本文就双胎中的小于胎龄儿的发生原因、生后的体格生长、神经发育状况及单、双胎SGA的差异作一综述。
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user: 2. 双胎SGA的病因 对SGA病因的研究主要涉及母体因素、胎盘及脐带因素以及胎儿因素等方面，双胎妊娠本身就是SGA发生的危险因素 [ 6 ]，本文主要分析除单胎SGA的原因外，双胎儿发生SGA的其它因素，分析单双胎SGA的差异可能也体现在这些方面。临床中遇到双胎SGA时可主要从以下三方面寻找可能的原因，以利于个体化指导。 2.1. 母体因素 影响SGA产生的母体危险因素有很多，其中母亲年龄、妊娠高血压、体质量指数(body mass index， BMI)及是否采用辅助生殖技术(assisted reproductive technology， ART)是双胎SGA发生比较重要的影响因素。 高龄是发生SGA的危险因素之一。Gaudinea A [ 7 ] 的系统研究描述孕母年龄大于35岁发生宫内生长受限的风险是20~30岁孕妇的3倍。Foo J Y [ 8 ] 的研究表明双胎妊娠孕母年龄更大。而国内一项研究结果不同，以孕龄35岁界定为高龄组，与正常孕龄组相比，双胎妊娠新生儿出生体重无明显差异 [ 9 ]。 孕母并发症中的妊娠高血压疾病是双胎生长不一致的高危因素。研究表明，妊娠期高血压疾病，尤其是重度子痫前期及子痫可使SGA的发生率增加 [ 10 ]。Anderson N H [ 11 ] 的研究也表明血压正常的孕妇 SGA发生率为10.9%，而当伴有妊娠期高血压、子痫前期、慢性高血压时，SGA的发生率分别为15.5%、27.7%、17.7%。Foo J Y等人 [ 8 ] 的研究发现，双胎妊娠中高血压发生率为15%~35%，是单胎的2~5倍。双胎孕母孕期妊娠期高血压疾病发生程度更重，易首发为子痫，且易由妊娠期高血压转变为子痫，胎儿预后也更差。Giorgione V等人 [ 12 ] 的研究表明在调整孕产妇危险因素和双胎间不一致性后，SGA是与妊娠期高血压疾病相关的最强的独立危险因素，强调双胞胎中至少一个SGA的存在与妊娠期高血压显著相关。 ART的应用增加了双胎的发生率，可高达32% [ 13 ]。国内的研究表明与自然受孕双胎妊娠相比，ART双胎妊娠未明显增加新生儿病死率及不良结局，但新生儿出生胎龄小、体重低 [ 14 ]。与单胎相比，ART双胎胎儿出生体重中位数达到或超过2500 g的时间分别落后1周和3周 [ 15 ]。而不同胚胎移植方式结局可能不同，同新鲜胚胎移植相比，冷冻胚胎移植技术(frozen embryo transfer， FET)增加了活产双胞胎的出生体重，双胎出生体重不一致及SGA的发生率相对更低 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]，考虑其原因可能为新鲜胚胎移植过程中超生理促排卵是ART合并妊娠高血压的危险因素，因此由于FET体内性激素水平更接近自然周期，妊娠期高血压发生率较低，故而SGA的发生风险降低 [ 19 ] [ 20 ]。 既往研究发现孕妇孕前BMI < 18.5 kg/m 2 会增加SGA的发生风险，随着孕前BMI增加，SGA的发生率逐渐降低 [ 21 ]。但Tang S等人 [ 22 ] 在FET胎儿中的研究则发现孕前超重母亲SGA的发生率高，而孕前低体重组则与正常BMI组无明显差异。Lin D等 [ 23 ] 的研究同样证实了这一点，提示双胎妊娠可能存在其特殊性。同时，规范产前检查，增加孕期产检次数，可降低双胎新生儿SGA风险 [ 1 ]，临床中需综合母婴情况考虑，选择合适分娩时机。 2.2. 胎盘及脐带因素 胎儿宫内生长发育所需的营养均来自于母体，摄取营养物质有赖于通过胎盘屏障和脐带进行的物质交换。因此，胎盘及脐带原发或继发的各种异常均可影响母–胎之间营养物质的交换，导致缺氧等情况发生，进而影响胎儿宫内的生长发育，导致SGA的发生 [ 24 ]。 胎盘异常主要包括胎盘结构异常、胎盘血管异常/胎盘血流灌注不足、胎盘植入不佳、前置胎盘、低置胎盘及胎盘分离等，受基因异常、血管发育不良以及胎盘物质交换受限等因素的影响 [ 25 ]。既往研究发现双胎的脐带附着异常率远高于单胎，多胎妊娠合并帆状胎盘的发生率是单胎的10倍，单绒毛膜双羊膜囊(monochorionic diamniotic， MCDA)发生帆状胎盘的概率高于双绒毛膜双羊膜囊(dichorionicdiamniotic， DCDA)双胎，国外研究表明脐带帆状插入在单胎中约2%，DCDA中约7%，MCDA中可达12%~35.3% [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]。同时接受辅助生殖技术受孕产妇比自然受孕者更容易发生帆状胎盘。研究表明帆状插入和边缘性插入均增高胎儿脐带异常发生率，并且帆状插入组胎儿质量更低 [ 30 ]。 脐带异常主要包括脐带附着部位异常及脐带螺旋形式异常，两者均会出现脐带血运障碍，从而促使胎盘内小绒毛血管内血栓形成，进而影响胎儿与母体之间的营养物质转运。选择性宫内生长受限(selective intrauterine growth restriction， sIUGR)是指MCDA双胎妊娠之一估测体重小于同孕龄胎儿体重第10百分位数且两胎儿间的估测体重差异 ≥ 25% [ 31 ]。根据胎儿脐动脉舒张末期血流特点，可将sIUGR分为三种临床类型，其中舒张末期血流持续缺失或反向、舒张末期血流间断性缺失或反向的胎儿出生体质量低于舒张末期血流正常者，且围产期结局较差 [ 32 ]。多普勒超声测定的脐动脉血流收缩期最大血流速度与舒张末期血流速度比值(S/D)是反映胎盘与胎儿间循环状况及胎儿周围血管状况的良好指标，其不仅能够反映胎儿在子宫内的生长情况，且可作为预测新生儿预后的良好指标。通过吸氧与低分子肝素改善双胎之一脐血流S/D值，进而降低胎儿早产、双胎体重差 ≥ 20%、小于胎龄儿的发生率 [ 33 ]。 2.3. 胎儿因素 对于双胎或多胎妊娠而言，宫腔内胎儿的生长空间相对狭小，胎盘面积相对缩小，母体营养供给相对不足，进而限制了胎儿的正常发育；同时，单绒毛膜双胎妊娠可能发生双胎输血综合征(twin-twin transfusion syndrome， TTTS)，引起其中一胎血流灌注不足，引发宫内生长受限 [ 34 ]，TTTS和sIUGR是MCDA双胎妊娠的常见并发症，其共存并不少见，有报道约60%的TTTS病例同时存在sIUGR，帆状脐带插入在合并sIUGR的TTTS 患者中更为常见，常伴有一胎或者双胎SGA的发生 [ 31 ]。
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user: 3. 双胎小于胎龄儿判断标准的争议 出生体重仍然是最常用的胎儿生长指标，由于出生身长一般较难准确测量，临床通常以出生体重来划分SGA。采用基于单胎或双胎的出生体重标准，SGA发生率结果相差很大；如果以单胎的不同胎龄体重百分位数来评价双胎，会导致SGA的数量明显增加，可能导致新生儿接受过度治疗，造成医疗资源浪费。因此，多个国家和地区相应建立了基于双胎的出生体重参考标准，包括澳大利亚、加拿大、芬兰、德国、日本和美国等以及我国西南、广东及台湾地区等 [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]。对比使用单双胎数据评价，双胎曲线不易识别SGA，更能识别出死胎和新生儿死亡风险 [ 38 ]。但对于远期预后等评价的意义，目前欠缺研究资料，现在临床及国内外关于双胎的研究也多采用单胎标准，因此还需更多相关研究。
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user: 4. 双胎SGA生后的体格生长情况 SGA在生后脱离不良宫内环境后可以出现追赶生长(catch-up growth， CUG)，表现为生后一段时间内高于相对年龄或成熟度正常范围的高速生长。SGA儿童在生后一年内大多数会出现明显的CUG，但是仍有10%~15%的SGA在2岁时不能追赶到正常范围。2019年一项关于足月单胎SGA的综述表明，虽然不同研究对CUG的定义可能存在不同，但与定义无关的是，追赶生长发生率的中位数为87.4% [ 39 ]。而早产SGA虽然生后追赶发生晚于足月SGA，但其体重、身长、头围在1岁时可追赶上足月SGA水平，且在1岁以内生长潜力大于足月SGA [ 40 ]。 双胎SGA同样可以发生CUG，但发生率、追赶模式等可能与单胎SGA不完全一致。国外两项以出生体重不一致为背景的研究分析了双胎从出生到青春期的生长情况，同单胎一样，CUG主要发生在2岁前，但双胎SGA的追赶发生率仅为55%、69% [ 41 ] [ 42 ]。虽然研究样本量偏小可能对结果造成影响，但其仍然提示双胎SGA的追赶成功率较单胎可能偏低。 而在双胎之间，出生体重的不一致同样影响CUG。国内研究提示双胎中出生体重较低者生后CUG水平较差，体格生长水平持续性落后 [ 43 ]，但国外研究则提示在出生后2年内，两者的体重不一致性随着时间的推移显著降低 [ 44 ]。这可能是因为后者研究对象集中于经过TTTS激光治疗后的双胎，而前者没有进一步明确出生体重不一致的原因。因此在儿童保健的临床工作中，对双胎儿童，尤其是出生体重不一致的双胎，有必要了解其围产期高危因素，对其生长发育的指导有一定帮助。 Lee S H等人 [ 45 ] 的研究分析了ART与自然受孕儿童生后至18个月的体格发育情况，虽然ART出生的儿童体重和头围增长的速度与自然受孕的儿童相同，但体重和头围水平仍存在显著差异，但将单双胎分层比较，ART双胎与自然受孕者相比没有明显差异，提示ART对双胎生后的体格生长可能并不是一个消极因素。 2015年Lei X等人 [ 46 ] 通过对美国20世纪60年代的大型出生队列进行数据库研究，针对单胎SGA总结出了不同生长模式(无CUG、4月龄后减速生长、缓慢CUG、适度CUG以及过度CUG)，并提出在婴儿期的前几个月，体重快速增长至同年龄同性别儿童体重的第30百分位左右，之后以较缓和的速度增长至7岁时达到第50百分位，即适度追赶生长模式不增高儿童不良结局风险。但目前缺乏双胎SGA生后的生长模式，以及何种为其适宜的生长模式的资料，需要进一步的临床研究。
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user: 5. 双胎SGA的神经发育 SGA是发生神经系统不良预后的高危人群。2016年日本一项基于全国的研究分析，到2.5岁左右，足月SGA儿童在大运动、精细运动、语言、情绪和行为问题上都存在落后，同一课题组2017年的研究同时证明在足月无追赶生长的SGA群体中，运动、语言能力均有落后，同时发生攻击行为的风险增高 [ 47 ] [ 48 ]。国内的研究同样证明30~34周SGA在校正18~24月龄时大运动及精细运动发育商落后于同胎龄AGA早产儿 [ 49 ]。一项关于SGA与注意缺陷多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder， ADHD)相关性的Meta分析中提出SGA可能会导致儿童期ADHD发生的风险增加 [ 50 ]。以上研究基于单胎SGA人群，都提示SGA与神经发育障碍之间存在相关性。 关于双胎SGA的研究主要集中在早产双胎的神经心理发育上。在Wadhawan R等 [ 51 ] 关于超低出生体重儿(出生体重 ≤ 1000 g)的研究，在矫正月龄18~22月时对单胎及双胎进行评估，logistic回归分析显示，与单胎相比，双胎神经发育障碍有增加的表现。2004年，Monset-Couchard M等人 [ 52 ] 证明，出生时体重 < 1000 g的极低SGA多胞胎与3至17岁的适于胎龄儿相比，具有更高的视觉异常、行为障碍和语言问题的发生率。2016年一项关于胎龄小于32周早产儿的回顾性研究在单、双胎2岁时进行评估，发现单绒毛膜双胎与双绒毛膜双胎或者单胎相比，发生包括脑瘫在内的严重神经发育障碍的风险升高 [ 53 ]。在一项关于双胎胎龄与远期预后关系的研究中发现，早产与6岁左右发生轻度的学习障碍、语言障碍等存在相关性，但严重的并发症并不多见，提示双胎SGA的远期预后尚可 [ 54 ]。 但是近期一项对2~10岁胎龄 > 34周的双胎儿童进行家长问卷的回顾性研究中，SGA与正常体重儿童相比，在身高及体重方面存在差异，但具有相似的神经发育预后和疾病患病率，仅在更严重的SGA (出生体重低于第5百分位)中这一差异较为明显，提示出生体重百分位与长期预后之间存在剂量依赖关系 [ 55 ]。Vedel C等人 [ 56 ] 报告了567对双胎，发现出生体重不一致差异性的增加与不良的长期发展结果没有关联。这与国内的回顾性研究结果相似，采用0~6岁小儿神经心理发育量表，通过单因素分析，得出小于胎龄儿中单双胎在神经发育差异中无显著影响 [ 57 ]。 以上研究提示双胎SGA远期的预后可能同出生体重、出生胎龄均有相关性，且胎龄越大，远期预后可能更好。但关于双胎SGA神经发育的研究较少，国内一项研究使用阈值效应分析比较不同胎龄单胎SGA在1岁左右时的发育商，研究结果表明SGA神经心理发育水平与出生胎龄呈“U”型相关，出生胎龄关键时间点为37周，当出生胎龄 < 37周时，胎龄增加SGA的发育商得分提高；当出生胎龄 > 37周时，胎龄每增加1周，SGA的发育商得分降低 [ 58 ]。因此，双胎SGA神经系统发育尚无结论，尚需进一步的研究。
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user: 6. 小结 SGA是围产期儿童死亡的重要原因之一，死亡率较正常出生体重的围产儿高，同时可能影响儿童期和青春期的体格生长和神经发育，甚至与成年期心血管疾病、胰岛素抵抗等代谢性疾病的发生有关。双胎SGA发病率更高，且发生机制与单胎SGA不尽相同，预后也不一致，因此，明确双胎SGA发生的病因，针对可能避免的危险因素尽早进行干预，将会减少不良妊娠结局，从而对其预后产生积极影响。同时，目前对于双胎SGA生后的体格生长及神经心理发育的研究仍比较少，因此还需进一步的临床研究，为双胎SGA干预措施的制定提供参考。
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user: 摘要 类岩堆体隧道边坡稳定性是山区高速公路设计和建设中的关键问题之一，且由于西部交通的需求迫切需要解决。本文设计了由钢结构和有机玻璃构成的模型试验装置，并开展了类岩堆体隧道边坡开挖和降雨下的稳定性相似试验，试验装置尺寸为1.6 m × 1.2 m × 0.6 m。基于相似理论，土体和块石按实际级配随机混合浇筑成类岩堆体隧道边坡体。试验结果表明：1) 降雨相比单一的开挖对类岩堆体隧道边坡的影响更加显著，水平位移和竖直位移表现出同样的规律；2) 竖直位移随着开挖深度逐渐减小，且没有出现位移突变的情况；3) 在降雨条件下的破坏多为拉裂–滑动破坏。
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user: 1. 引言 云南红土高原地区由于古滑坡体的存在，在隧道边坡工程开挖扰动下极易发生滑坡，其边界条件及底部滑移面往往很难界定。底部滑移面往往是土石混合体构成的薄弱环节或称为潜在的滑移面，隧道开挖后的滑坡通常会沿着复杂的滑移面发生滑动破坏。因此，确定隧道边坡滑面上滑裂带的力学特性是影响土石混合体稳定性的关键因素 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]，这种土石混合体构成的隧道围岩边坡岩体可以定义为类岩堆体。实际上，类岩堆体隧道边坡围岩成分一般是“岩块 + 土体”的混合体，自稳能力差，且容易受到地下水的影响，在我国红土高原的云南地区分布极为广泛，属于非连续岩体范畴。类岩堆体隧道口边坡开挖的稳定性主要取决于类岩堆体岩石块体和类岩堆体块体–土体二元结构不连续面，已很难采用基于传统介质力学均质土体或均质围岩体的安全系数计算方法确定类岩堆体的稳定性 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。目前国内外对类岩堆体中隧道边坡开挖安全系数的分析方法主要是基于连续介质力学方法进行简化计算，例如有限单元法、有限差分法等，但连续介质力学方法较难考虑类岩堆体隧道边坡开挖过程中起主要作用的块体及其二元结构不连续面的控制作用，同时对于降雨等条件下类岩堆体隧道边坡的模拟和分析变得更为复杂 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]。此外，针对穿越类岩堆体的隧道稳定性、强降雨下类岩堆体稳定性的数值模拟，以及隧道洞口浅埋段开挖影响近年也进行了一些研究 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]，但上述研究成果对于类岩堆体隧道边坡稳定性失稳机理及破坏模式的研究仍不够深入。因此，采用相似模型试验研究降雨条件下类岩堆体隧道边坡的稳定性将是一种切合实际的研究方法，并可以揭示类岩堆体隧道边坡的失稳机理和变化规律。 本文将以云南红土高原高速公路建设中常见的典型类岩堆体隧道边坡为研究对象，通过相似模型试验的研究，揭示开挖和降雨条件下类岩堆体隧道边坡的失稳机理和变形破坏规律。
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user: 2. 试验设计 本模型试验选取典型类岩堆体隧道边坡为研究对象，岩性以碎块石土为主，碎块石含量50%~60%，充填物为粉质黏土、黏土；块石呈棱角~次棱角状，成份较单一，属石英砂岩，与崩塌壁母岩岩性一致。碎块石粒径大小悬殊，一般块石粒径0.5~1.0 m，少部分可达2.0~3.5 m。钻孔揭露块石风化程度呈中~弱风化，岩块中硬，性脆。其中碎块石土主要参数值为：重度19.5 kN/m 3 ；粘聚力c 22.4 kPa；内摩擦角φ为31˚；泥岩块石的主要参数值为：重度24.5；粘聚力32.5 kPa；内摩擦角为42.6˚。根据典型类岩堆体边坡工程情况，确定将要进行模拟的实际情况中的尺寸范围，如图1所示。 图1. 试验中模拟的实际尺寸范围(单位：m) 根据试验条件，以及已经确定的几何相似比 C L = 100 ，由相似原理可知，材料主要物理力学参数的目标相似比为：密度相似比： C ρ = 1 ；泊松比、应变、内摩擦角相似比： C μ = C ε = C φ = 1 ；强度、应力、黏聚力、弹性模量相似比： C R = C σ = C c = C E = 100 。 2.1. 地层模拟 本文研究的隧道围岩边坡级别为Ⅴ级，基于地勘资料及室内类岩堆体物理力学试验，确定实际工程中类岩堆体的原型参数，并根据相似理论，确定相似模型材料参数的目标值，见表1。 通过大量试验，并运用模糊数学综合评判方法对10余种配比的相似材料进行评判，获得了最优的一组相似材料，分别对相似岩和相似土进行配比，对相似岩，主要采用重晶石粉、河砂、石膏、水泥和水；对于相似土，主要采用黏土、重晶石粉、滑石粉、粉煤灰、机油和水。其物理力学参数见表1。 Table 1 Parameters of the real rock mass and the model materia 类岩堆体 参数 密度ρ 0 变形模量Es 抗压强度σ s 凝聚力c 内摩擦角φ (g/cm 3 ) (GPa) (MPa) (MPa) (˚) 原型岩石 2.45 21 3.4 3 37 模型材料 2.45 0.21 0.034 0.030 37 原型土体 0.68 5.8 1.98 50 22.3 模型材料 0.68 0.058 1.98 0.5 22.3 表1. 围岩原型材料和相似模型材料物理力学参数 2.2. 模型试验装置 根据典型类岩堆体隧道边坡地质资料以及试验确定的相似比例关系，设计研制了尺寸为1.6 m × 1.2 m × 0.6 m的模型试验台架，如图2所示。模型箱底板采用10 mm厚的钢板，为了便于观测试验中岩堆边坡的变形，沿模型架长度方向的两侧壁和一短边侧壁主要部位采用厚度为25 mm的有机玻璃板，另一短边侧壁和顶部不封闭。有机玻璃板内外两侧通过厚度为5 mm的角钢和槽钢进行加固，并对模型槽进行加筋处理，确保模型箱体具有足够大的刚度，从而有效地控制箱体的横向和侧向变形，保证试验处于平面应变状态。 图2. 模型试验装置(单位：cm) 2.3. 试验布置及试验过程 本研究的试验方案同时考虑了开挖和降雨条件下类岩堆体隧道边坡的稳定性，并且试验过程中降雨强度可以有效控制，模拟了不同降雨量和降雨强度的影响。 模型试验布置步骤如下： 1) 在模型箱内侧有机玻璃板上预先涂一层硅脂以减小边界摩擦的约束效应； 2) 进行基岩的配比，基岩材料为泥岩，故按泥岩相似模型材料的配比方案进行材料配比，将河砂、重晶石粉、石膏、白水泥和水按比例混合，搅拌均匀，然后分层(每层约10 cm)填入模型箱中，每加入一层材料后进行压实，直到按要求筑成基岩的实际坡度； 3) 进行岩堆中砂岩块石的制备，砂岩相似材料同样按其制备比例进行混合搅拌均匀，然后在预制的框格模具中进行浇注养护； 4) 在砂岩相似材料养护7天后，从模具中取出砂岩相似材料，按现场地质勘察报告中的砂岩块石尺寸通过几何相似比换算得到的尺寸进行破碎，使相似砂岩块的尺寸主要介于5 mm~20 mm之间； 5) 进行相似土制备，按相似材料配比方案进行相似土配比，搅拌均匀，然后按体积比为1:1的比例进行相似土和相似岩块的混合，即类岩堆体相似材料； 6) 将混合好的类岩堆相似材料分层填入模型箱内，并轻微进行压实，直到模型填筑到要模拟的断面边坡高度(图3)。 试验过程中降雨采用可控制降雨大小的雨淋装置，可模拟不同的降雨强度，隧道边坡开挖采用特制的工具模拟实际的机械开挖。试验典型监测点布置图及照片如图4所示，试验关键节点如表2所示。
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user: 4. 类岩堆体隧道边坡破坏模式及机理 强降雨条件下，类岩堆体隧道边坡变形破坏的过程如图11所示，基本破坏模式为：拉裂—滑动破坏，由初期的坡体上部拉裂错动，转变为后期的拉剪破坏，其破坏的滑面多为类弧形滑动面。 在降雨条件下，类岩堆体隧道边坡的破坏机理为：土石混合体的类岩堆体边坡的滑体位移、滑体沿滑面位移或滑动带(面)塑性应变的分布及其变化是很不一致的，滑体沿滑面滑动状态起伏不均，因而容易引起滑体变形解体，产生微裂隙和张拉裂缝，更有利于雨水下渗。当类岩堆体隧道边坡坡脚开挖并降雨后，坡体上部表层岩土体因坡体变形发展而首先产生张拉裂缝，并随着变形的发展而逐渐扩展。坡体内部岩土体的受力状态则是处于剪切状态，随着类岩堆坡体弹塑性应变的逐渐累积，导致后缘拉裂面与前缘剪裂面贯通，就会发生第一块滑体的滑动，随后，坡体中、上部的类岩堆边坡因下部滑体滑动失去支撑而紧跟着发生第二、第三块的牵引式滑动。总体而言，类岩堆体隧道边坡滑坡以剪切破坏为主，其滑壁和后缘段为拉张沉陷破坏，前缘段则是逆掩或超覆的方式产生破坏。 图11. 类岩堆体隧道边坡典型破坏模式
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user: 5. 结论 本文针对云南典型类岩堆体隧道边坡稳定性问题，基于相似模型试验理论和方法，通过室内结构模型试验，研究了开挖和降雨对类岩堆体隧道边坡变形和稳定性的影响。得到如下结论： 1) 类岩堆体隧道边坡内部各点位移的变化规律具有特殊性，隧道边坡开挖后，类岩堆边坡体内各点的位移存在平移或旋转(包括土体或块石)的破坏特征，显著区别于一般土质边坡的渐进性破坏模式。 2) 类岩堆隧道边坡开挖下对边坡地表水平和竖向位移的影响相对较小，而降雨条件下开挖后的边坡的地表水平和竖向位移的影响则非常大，降雨对岩堆边坡稳定性的影响比开挖的影响显著，尤其是开挖过程中的降雨影响更大，这也揭示了类岩堆体隧道边坡降雨时更易发生失稳的机理。 3) 类岩堆体隧道边坡地表和深部的水平及竖向位移量总体上相对较小，也没有出现位移突变的情况，但在降雨条件下隧道边坡上部类岩堆体有一个明显的整体向下位移趋势，类岩堆体边坡滑移面会随降雨入渗而动态变化。 4) 类岩堆体隧道边坡滑坡以剪切破坏为主，其滑壁和后缘段为拉张沉陷破坏，前缘段则是逆掩或超覆的方式产生破坏，在降雨条件下的破坏多为拉裂–滑动破坏。
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user: 摘要 为探究T字换乘地铁站内人员的紧急疏散问题，本文以上海市某T字换乘地铁站及其内待疏散人员为研究对象，基于Agent模型理论，采用Pathfinder软件建立1:1的全尺寸仿真模型，研究疏散人员的行为特征、行动轨迹、楼梯及出口的使用时间，并对疏散场景进行数据分析，研究发现：紧急疏散时疏散人员具有恐慌情绪蔓延、危险响应时间滞后、出口选择判断失误的行为特征；该T字型地体换乘站易发生拥堵位置除了各个出口及楼梯附近，还有楼梯至出口的拐角处；出口3、出口6的使用时间长、疏散人数多、疏散压力大，是疏散方案中的重要位置；该车站的拥堵高峰发生在11~86 s之间，147.5 s后完成疏散。
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user: 1. 引言 城市化的推进使得公共基础建设的要求不断提高，地铁轨道交通作为一种便捷、环保、容载量大的交通方式，已被广泛应用于城市交通运输中。地铁轨道交通系统的成熟程度已成为衡量我国各城市的经济发展水平的重要标准之一。上海地铁是世界范围内线路总长度最长的城市轨道交通系统，是国际地铁联盟的成员之一，截至2021年1月，上海地铁运营线路共19条(含磁浮线)，共设车站459座(含磁浮线2座)，运营里程共772千米(含磁浮线29千米)，位于中国内地第一名。表1中整理了我国部分城市轨道交通运营数据 [ 1 ]。 Table 1 Operational data of some urban rail transit in 202 城市 运营线路条数 运营里程(km) 客运量(万人次) 上海 18 729.2 283469.0 北京 24 727.0 229265.4 成都 13 557.8 121962.0 广州 16 553.2 241560.1 深圳 12 422.6 162673.3 武汉 12 409.1 62802.6 南京 12 394.7 80134.2 重庆 9 343.3 83975.1 杭州 7 306.3 58241.4 青岛 6 246.0 13908.8 表1. 2020年部分城市轨道交通运营数据 在地铁紧急疏散研究中，国内外学者主要研究两方面：一是紧急疏散场景下人员的心理反应及疏散行为特征，二是分析具体的疏散过程。何理 [ 2 ] 等通过统计分析和问卷调查的方法，对两个地铁车站的乘客进行了疏散安全行为调查和统计分析；张莉 [ 3 ] 分析了火灾场景下的人员疏散规律，并建立了基于元胞自动机的疏散模型，探讨了火灾环境对人员是酸的影响；胥旋 [ 4 ] 建立了基于社会力的仿真模型，研究了车门开启方式对对疏散效率的影响；Karl [ 5 ] 等人建立不同尺寸的地铁模型，研究了火灾场景下的人员疏散问题，认为在出口处增加扬声器或者语音播报信息有利于提升疏散效率；喻敏 [ 6 ] 等基于BIM环境，在Pathfinder中建立仿真模型，研究不同情况下提高地铁车站高度对疏散结果的影响；赵金龙 [ 7 ] 等利用Pathfinder软件对某特殊地铁站可能存在的不利工况进行了建模，得出了不同时间段的人员限流建议；Yang [ 8 ] 等利用Pathfinder软件建立了地铁站仿真模型，分析了障碍物对人员疏散的影响Gulanur [ 9 ] 等人利用Anylogic软件模拟了一座地铁车站紧急状况下的疏散，并对比了计算所得的疏散时间与当地规范要求的时间。 可以发现，对于地铁建筑的人员疏散研究，国内外学者除了收集人员信息及做疏散演习之外，还通过各类仿真软件去模拟还原真实场景下的疏散情况、研究疏散问题，这已成为大多数学者的重要研究方法。本文利用Pathfinder软件建立基于Agent的仿真模型，以某T字型地铁站为研究对象，研究疏散人员的行为特征、行动轨迹、楼梯及出口使用时间的变化规律。
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user: 2. 疏散模型 2.1. 人员疏散模型介绍 1) 根据人群规模和时间尺度方面的区分，疏散仿真模型可以分为以下几类： 流体模型：人员虽然拥有意识，但在人群拥挤的车站等地方，并不能按照自己的想法自由移动，因此可以忽略个体行为，将人员的移动看作流体的流动。适合研究人流量大，观测时间短的情况。 实体模型：此模型中，人员所有运动均是由周围环境对其实施的力所产生的结果，适合研究短时间内中小型人群中出现的社会、心理因素。 Agent模型：此模型中，人员具有一定的自主性、智慧性，个体间的相互作用也被考虑到，模型中的疏散人员可以根据周围环境信息的获取，实时调整自己的行动轨迹，适合需要自由设计人员行为的研究。 2) 从宏观和微观的角度，疏散仿真模型可以分为以下几类： 宏观模型：模拟整体人群的行为，忽略高密度中个体的行为特征，不表达疏散对象中个体的不同状态和疏散成员之间的相互影响，使用Navier-Stokes方程建模，使用节点密度来模拟人群，将人流运动看作粒子运动。由于实际疏散中，环境及个体之间相互作用往往极大程度地影响到疏散结果，因此在模拟低密度疏散情况时，该模型与实际情况偏差较大。 微观模型：比宏观模型更加关注个体的征及环境的相互作用，人员可产生避免碰撞、跟随、停留等复杂的行为。典型的微观模型有：格子气模型、元胞自动机模型、社会力模型、AGENT模型等。 2.2. Agent模型 Agent模型中，每个Agent个体均为智能体，兼具交互性、自主性、反应性、推理和规划能力 [ 10 ]。具备这些属性的Agent个体在模型中可以使每个个体或周围环境进行信息交互，以保证每个个体之间的协同性，而因为其对外界具有感知能力，故而Agent可以对自身行为做出相应的调整。在遵守既定规则的同时，Agent个体还拥有学习和推理的能力。通过Agent建模，可以将复杂系统的微观行为和宏观流动的现象有机结合，是一种自顶向下分析、自底向上综合的有效建模方式 [ 11 ]。 由于Agent模型的种种优势，而美国Thunderhead Engineering公司研发的Pathfinder软件是一款基于Agent模型的人群疏散模拟计算软件，故本文选用Pathfinder软件建立地铁车站疏散模型 [ 12 ]。 2.3. 物理模型 该T字型换乘地铁站总建筑面积为9529.3 m 2 ，独立于周围其他建筑，为三层地下建筑，层高6.0 m，B1层为站厅层，B2层为地铁线路1站台层，B3为地铁线路2站台层，B1、B2层相互平行，B3与B1、B2垂直。两条地铁线路均为长125 m、宽20 m的矩形站台，列车上下行两个方向上均各有30个宽度为1.8 m的屏蔽门，门与门之间间距为2.4 m，楼梯宽度在2.4~5.0 m之间，B1、B2层方向上沿中心线均匀分布有26根立柱，B3层方向上沿中心线均匀分布有28根立柱，间隔均为8 m，立柱尺寸均为宽0.7 m、长1.2 m，各楼梯位置及站厅层、站台层分布如图1所示，出口分布如图2所示。 图1. 站厅、站台及楼梯分布图 图2. 出口布图 2.4. 人员参数设置 在人员分布方面，B1站厅层共有300人，B2站台层两侧列车内各有乘客400人，站台内有200人B3站台层两侧列车内各有乘客400人，站台内有300人，共计2400人。其中孩童、老人、成年男性和成年女性的占比分别为1:1:4:4，分布方式为随机分布，分布情况如图3所示。通过实际测量及前人实验 [ 13 ] [ 14 ] 中获得的各类人员行走速度，将孩1童、老人、成年男性和成年女性最大行走速度取值范围分别为0.6~1.5 m/s、0.7~1.2 m/s、3.1~4.0 m/s、2.2~3.3 m/s，具体的实时速度取决于每个疏散个体所处位置的拥挤程度。Pathfinder中个体疏散速度主要采用公式(1)计算疏散个体的初始位置速度，公式(2)计算疏散个体行动方向上的速度矢量 [ 15 ]： v 0 = { v max k 1.4                                 ( D < 0.55 ) v max k − 0.266 k D 1.19         ( D > 0.55 ) (1) | v 0 → | = { 0         ( d max ≤ d s t o p ) v 0       ( d max > d s t o p ) (2) 式中： v 0 为疏散个体移动方向上的速度矢量单位为m/s； d max 为移动方向上最大行走距离； d s t o p 为体移动方向上最短加速度距离，单位为m，且 d s t o p = v 0 2 / ( 2 a max ) 。 图3. 人员分布图 根据实际测量及《中国未成年人人体尺寸》(GB/T26158-2010) [ 16 ] 和《中国成年人人体尺寸》(GB/T10000-1988) [ 17 ] 中的人体参数显示，4~6岁未成年人平均身高为1.27 m ± 0.01 m，平均最大肩宽0.28 ± 0.01 m，7~11岁未成年人平均身高为1.37m ± 0.01m，平均最大肩宽0.30 ± 0.01 m，12~18岁未成年人平均身高为1.61 m ± 0.20 m，平均最大肩宽0.35 ± 0.08 m，26~60岁成年人平均身高为1.70 m ± 0.12 m，平均最大肩宽0.45 ± 0.12 m。
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user: 3. 仿真结果分析 3.1. 疏散行为分析 紧急疏散过程中，疏散人员的心理活动和逃生行为对疏散路线的选取和疏散速度的大小有着重要影响，自周围环境的影响主要体现在对疏散人员的心理和生理作用，前者主要从群体的恐慌心理和从众心理来主导乘客的逃生行为，后者是从人群行进速度和可视范围对乘客的疏散进行影响。 1) 恐慌情绪蔓延：紧急疏散情况发生时，灾情的不确定性和未知性会使疏散人员产生恐慌情绪，而地铁又是封闭空间，情绪极易迅速扩散，往往几十秒内可以从几个人恐慌扩散到一整个人群的恐慌。恐慌情绪蔓延的情况下，疏散人员出现以下行为特征： a) 在恐慌逃亡过程中，由紧张而导致的盲目行动； b) 相互推攘，有物理接触； c) 出口处出现拱形现象，并产生拥堵； d) 无法顺利通过障碍物； e) 物理接触增加，压力超过临界值(4500 N/in)可能会引起危险； f) 疏散速度减慢，甚至发生踩踏事件从而造成人员伤亡，并且伤亡人员变为障碍物； g) 疏散行为变得从众且盲目。 2) 危险响应时间滞后：紧急疏散情况发生后，人群通常要一方面从广播中获知紧急情况，另一方面从他人反应中感知信息，故而处于不同位置的疏散人员对危险的认知和判断时间也不同，因此会造成响应时间滞后的情况发生。 3) 出口选择判断失误：由于视野范围受限、恐慌、缺乏信息等因素，疏散人群一般就会出现从众心理，适当的从众可以让信息得到传递，使得疏散更加有序进行；但如果过于从众，由恐慌情绪造成心理紧张和害怕，则可能会导致出口堵塞，从而忽视有效的出口，降低疏散效率。 3.2. 人员疏散轨迹分析 由于Agent模型中最短路径和局部最优规则的设定，可以看到行人会根据实际情况来选择路径，当距离最近的出口排队人数过多时，会根据当前位置和出口的距离对符合自己最优的疏散出口进行疏散，并根据外部情况变化随时进行调整，与现实情况相符合。 疏散人员在B1站厅层、B3站台层的移动轨迹如图4所示，在B2站台层的移动轨迹如图5所示。由图4可以看出，B1站厅层中由楼梯1、楼梯2涌出的疏散人员向出口1、出口2移动以完成疏散，楼梯3涌出的疏散人员向出口3、出口6移动以完成疏散，由楼梯4涌出的疏散人员向出口2、出口3移动以完成疏散由楼梯6涌出的疏散人员向出口5、出口6移动以完成疏散。B3站台层中上端部分的乘客大都向楼梯4移动，中端部分的乘客大都向楼梯5移动，下端部分的乘客大都向楼梯6移动。由图5可以看出，B2站台层中左端部分的乘客大都向楼梯1移动，中端部分的乘客大都向楼梯2移动，右端部分的乘客大都向楼梯3移动，而由B3站台层中端部分的涌入的乘客大都向楼梯3移动。 据此可知，易发生拥堵位置为：各出口及楼梯口附近、楼梯1与楼梯2之间、楼梯3至出口3和出口6的拐角处、楼梯4至出口4拐角、楼梯6至出口5拐角。 图4. B1站厅层及B3站台层人员移动轨迹图 图5. B2站台层人员移动轨迹图 3.3. 出口及楼梯使用情况分析 根据Agent模型求解结果统计得出各楼梯人流量变化情况如图6所示，楼梯1与楼梯3的人流量波动情况相近，最长使用时间分别为84 s、94 s，楼梯2位于B2站台层中部，人流量均值却明显低于楼梯1与楼梯3，使用时间为80 s。楼梯4与楼梯6连接B3站台层与B1站厅层，关于中心线对称分布，人流量峰值起伏情况相近，使用时间也相近，分别为112 s和110 s。楼梯5是B3站台层通往B2站台层的连接楼梯，主要是用于疏散B3站台层中部位置的人员，疏散人数较少，但使用时间较长为106 s。 4个出口的人流量统计图如图7所示。6个出口疏散人数分别为307、460、486、318、320和509人。由图7可以看出，在疏散前期，6个出口人流量峰值趋于相同，且在10~20 s之间出现短暂的低峰值现象，而出口2、出口3和出口6的人流量峰值高于4人/s的时间明显多于另外3个出口，说明出口2、出口3和出口6的疏散压力高于出口1、出口4和出口5。而出口1~6分别在108 s、132 s、146 s、137 s、136 s和147.5 s时停止使用，也说明出口1是使用时间最短、疏散人数最少的出口，出口3、出口6是使用时间较长、疏散人数较多的出口。 图6. 各楼梯人流量变化情况 图7. 出口人流量变化情况 3.4. 疏散时间分析 根据Agent模型求解结果统计得出疏散人数随时间变化情况如图8所示。可以看出，在76 s时，站内已疏散人数达到50%，在120 s后，疏散进入结尾阶段，至147.5 s时站内待疏散人员全部疏散完毕。 根据Agent模型求解结果统计出各站厅层及站台层未疏散人数随时间变化情况如图9所示。在B3站台比B2站台层多100人的情况下，两条线路的疏散人员离开原本所在站台的效率趋于相同。站厅层的未疏散人数在11 s后出现剧增的现象，原因是来自两个站台层的疏散人员开始涌向站厅层寻找出口，而在76 s后两站台层的未疏散人数变为0，说明在76 s后，站台层的疏散人员已全部涌进站厅层，而在86 s后，站厅层的疏散人数开始减少，说明此时除B1站厅层外，不再有人位于站厅层以下，包括各处楼梯。结合统计得出6个出口疏散人数分别为307、460、486、318、320和509人，可知该T字型地铁站的疏散压力最大的是出口2、出口3和出口6，在开始疏散运动后的11 s，站厅层各出口开始出现拥堵的情况。 图8. 疏散人数随时间的变化 图9. 站厅层及站台层未疏散人数
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user: 4. 结论 基于Agent建立T字型地体换乘站的人员疏散模型，分析人员疏散行为、人员行动轨迹、各出口和楼梯的使用情况、疏散时间等方面，研究发现： 1) 发生紧急疏散时，疏散人员的疏散行为具有恐慌情绪蔓延、危险响应时间滞后、出口选择判断失误的特征，易发生疏散效率低下、踩踏事件等情况； 2) 根据人员移动轨迹分析可知，该T字型地体换乘站易发生拥堵位置：各出口及楼梯口附近、楼梯1与楼梯2之间、楼梯3至出口3和出口6的拐角处、楼梯4至出口4拐角处、楼梯6至出口5拐角处； 3) 根据出口及楼梯使用情况分析可知，楼梯3使用时间最短，楼梯4、楼梯6使用时间长，出口1、出口2使用时间短、疏散人数最少，出口3、出口6的使用时间较长、疏散人数较多、疏散压力较大。故应该在楼梯4、楼梯6、出口3和出口6附近增加疏散引导人员； 4) 根据整体疏散时间分析，可知76 s时该车站完成疏散的人数达到50%，11 s后站台层的疏散人员开始涌向站厅层，产生拥堵，86 s后站台层人员全部抵达站厅层，一直到147.5 s时地铁车站内人员全部疏散完毕。
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user: 摘要 生活垃圾和农业固废物处理已成为制约城镇化进程的重大问题之一。本研究以西安市长安区、临潼区、蓝田县三个快速城镇化区域为例，通过垃圾物理组成及热值数据分别计算了卫生填埋–沼气发电、焚烧发电、生物质燃料混烧发电等三种垃圾处理方法的能值投入和产出结果，利用能值产出率、环境负载率、能值投资率、可更新资源投入率和能值可持续指数等5项基本能值指标从能量利用的角度对三种生活垃圾处理方法的环境可持续性与生态效率进行了比较分析。结果表明，采用生活垃圾焚烧和生物质燃料混烧发电处理法在能量转化效率和环境影响方面具有显著优势，有利于提高快速城镇化区域生活垃圾减量化水平和促进再生资源的社会化循环。
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user: 1. 引言 随着经济的快速发展，农村城镇化进程逐渐加快，城镇化区域面临的生态问题也逐渐严峻。其中，垃圾处理问题一直十分棘手。快速城镇化的人口快速增长，使得生活垃圾总量呈现增长趋势，传统的垃圾处理模式对现有垃圾量的承载能力明显不足；同时，随着城镇化进程加快，统一的垃圾处理模式已不适应多元城镇化发展模式的需要，需进行垃圾分类回收处理 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。2019年9月1日，陕西省正式开始实施垃圾分类政策，并通过对垃圾分类宣传、推广和实践，提升居民垃圾分类的意识并引导居民将垃圾分类落到实处。然而，对我省快速城镇化区域而言，推行垃圾分类仍要面临居民的分类回收意识不强、缺乏集中清运处理机制和规划、“邻避效应”等多重困境。从垃圾分类处理效果来看，“资源化、减量化、无害化”的垃圾处理目标远未实现。目前我省农村生活垃圾处理仍以传统的填埋为主。垃圾的收集方式仍为混合收集，一些有害物质如干电池等未经分类直接进入垃圾，增加了无害化处理难度，而高热值废弃物质直接填埋也造成了资源的浪费 [ 4 ]。 在国际上，生物质能发电、太阳能发电、风力发电，是公认的三大清洁能源发电形式。在生物质能发电中，垃圾焚烧发电的综合效应突出。焚烧发电是目前世界范围内较为先进的垃圾处理方法，可实现垃圾的资源化、无害化、减量化。垃圾焚烧是高温分解和深度氧化的过程，处理量大，减容性好，无害化彻底，并且放出的热量可以再回收。节约了大量土地资源和能源损失，杜绝了填埋、堆肥带来的土地污染，空气污染和水域污染，促进了循环经济的发展。在我国，由于普遍缺乏垃圾分类收集体系，垃圾热值低、水分大、成分复杂且分布不均匀，在焚烧过程中会发生众多不同的化学变化，因此产生的烟气污染物种类较多，对人体和环境有着直接和间接的危害 [ 5 ]。农业废弃物(主要是作物秸秆)作为一种优质燃料，热值高，N、S含量低，在生物质的再生利用过程中，在碳排放协议中享受CO 2 零排放的政策，特别适合燃烧转化。通过生物质成型燃料和垃圾衍生燃料的混合燃烧，既可以节省焚烧过程中为保证燃烧稳定性而使用的煤的用量，又可以使PCDD/PCDF在烟气中的含量低于环保标准，并且减少有机氯化物等污染物的排放，还能够有效增加燃烧时的燃烧温度和燃烧速率，使燃烧更加彻底，减少焚烧炉最终的剩余结渣量，有利于生物质燃料能源的高效利用 [ 6 ]。 本研究以中国西部中心城市——西安市近郊的典型快速城镇化区域作为生活垃圾和农业固废物的产生源，对垃圾和农业固废物的理化特性和发热值进行分类测试，以能值分析法估算不同垃圾处理方法的生态能值并比较其生态效率差异，从生态能量收支平衡的角度评价各种垃圾处理方法的可行性，为城市垃圾减量化和城镇化区域固废物资源利用提供新思路。
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user: 2. 研究内容 2.1. 研究区域 本研究选取西安市临潼区斜口街道、长安区东大街道和蓝田县华胥镇作为典型的快速城镇化区域研究对象，所选区域的生活垃圾收运和末端处理已经纳入城市固废集中处理系统，设有大型生活垃圾填埋场和综合焚烧厂以及配套的废水废气处理设施，城镇化率分别为34.9%、47.7%和34.0%。区域内以现代商贸业、金融业、科技服务业、文化创意及文旅健康业等主导产业，民营经济活跃度较高，环境卫生条件和农业发展水平具有代表性等特征。 2.2. 样品采集与分析 按照我国现行垃圾分析采样方法标准 [ 7 ]，根据研究区域垃圾台收集清运规律，分别在2019年7月和12月各选择7个无降雨自然日作为夏季和冬季代表性采样周期，每日选取10时、13时和16时三个时段对区域生活垃圾集中转运站进行现场采样。每时段随机抽取5辆清运车卸下的垃圾，采用立体对角线法在3个等距点上同步采集获得一次样品，现场测定容重，然后按照塑料橡胶类、纸类、织物类、木竹类、玻璃、金属、有机物(弃置食品、绿化清扫物等)、无机物(灰土砖瓦等)等依次进行粗、细垃圾湿基分捡，称量各组分的湿基重量。农业固废物样品选取玉米秸秆，分别在2019年8~9月在各区域的玉米集中种植区田间以对角线采样法随机采集，秸秆样品密封带回实验室后切成3~5 cm小段，自然风干后置于干燥器中存储。最后将分类获得的生活垃圾和秸秆样品分别用破碎机(Harden TD1300型，广东斯瑞德环保设备公司)破碎至粒径小于25 mm的小块用于后续分析。 将湿基样品平铺于干燥盘内，在105 ± 2℃的条件下烘干至恒重，用质量差法求得含水率 [ 8 ] [ 9 ]。各组分含水率C i ， 水 、总含水率C 总水 和干基组分含量C i ， 干 用质量分数按文献计算 [ 10 ]。各组分样品的干基高位发热值H i ， 干 采用氧弹量热仪(HWR-15D型，上海市检测技术所)测定，样品的干基高位发热值H H ， 干 、湿基高位发热值H H ， 湿 和湿基低位发热值H L ， 湿 采用成都市节能技术服务中心报道的焚烧垃圾热值综合测定法计算 [ 11 ]。 2.3. GHG协同减排估算 本文基于IPCC清单法结合CDM项目的方法学核算各种垃圾处理方法的温室气体协同减排效应 [ 12 ]。填埋气的主要成分是CH 4 和CO 2 ，各占50%左右，其他气体如O 2 、N 2 、H 2 S、烷烃和芳烃等含量极少。由于这部分的CO 2 排放量是源自生物质的碳排放，不计入温室气体排放，基准线情景设定为填埋产生甲烷的量，采用IPCC指南提供的一阶衰减(first-order decay，FOD)方法进行减排量测算，并将其换算成全球变暖潜力(global warming potential， GWP) [ 13 ] [ 14 ]。西安地区平均气温13.2℃，年降水量为650 mm，而蒸发量为900 mm，属于北温带(温度 ≤ 20℃)的较干(年均降水量/蒸发量 < 1)地区。通过IPCC提供的该条件下的缺省半衰期值进行加权平均，统一采用垃圾降解半衰期为12年，换算甲烷产生率常数为0.041，并由此换算各区域垃圾固废物的平均减排当量。
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user: 4. 结论与建议 本研究的主要结论包括：1) 三个快速城镇化区域的生活垃圾热值达到焚烧厂入炉要求，通过样品分析和混合燃料测试发现，采用掺杂秸秆混烧的方式可以有效提高热值且氯释放系数有明显改善，为快速城镇化区域建立生活垃圾–农业固废物混合收运焚烧处理模式提供了数据支持。2) 采用能值分析法发现，卫生填埋–沼气发电处理方法的能值产出最低且造成较大环境压力，而秸秆混烧发电处理方法在提高经济效益和降低环境负荷方面均具有优势，因而具有更高的生态化效率。 为了解决好城镇化区域的垃圾处理问题，发挥废弃生物质能源化产业巨大的环境效益潜力，在考虑本地的城乡一体化收运体系建设及中长期环卫规划以及其他影响垃圾总量的前提下，建议从以下四个方面开展顶层设计：1) 应在城市总体规划和环境保护规划指导下，制订与垃圾处理相关的专业规划，以市域环境卫生控制性规划为切入点，全面进行城镇垃圾处理统筹，突破行政区域的制约，科学决策垃圾焚烧厂的建设规模和布局，全市建设若干个具有经济规模、便于统一管理和有效控制污染的联合处理基地。围绕这些处理基地建立“预处理和收集–中处理(中转)–终处理”的生活垃圾梯次处理模式，依据服务人口数量、垃圾和农业固废物排放量、垃圾理化性质等参数的持续监测数据。2) 在乡镇固体废弃物的处理过程中，逐步实行分级处理的管理模式。在收集环节实现生活垃圾收集的分类化、容器化、密闭化和机械化，对垃圾和固废物分为可回收和不可回收两大类并对其进行分类贮存；在处理环节加快生活垃圾资源化处理项目工程建设，特别是对不可回收的高热值废弃物进行分类收集和预处理并纳入城市综合焚烧处理厂的原料输入体系进行再利用，以城乡一体化方式降低垃圾处理的成本。3) 进一步落实我国《环境资源保护法》对区域环境保护做出的相关规定，使其在城乡融合地区的固废处理中充分发挥指导监督作用，同时建立长久稳定的财税扶持制度，提高生物质能源产业在市场上的经济竞争力 [ 28 ]。4) 有计划地调整城镇化区域产业结构，借鉴绿色生产和低碳生产的模式，使用新能源，从源头上减少固废物的产生，减少对环境的污染和破坏，实现城镇化区域经济的可持续发展。
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user: 摘要 本文利用计算流体动力学(CFD)研究风洞管道中气流驱动的细微颗粒物的扩散分布规律。基于欧拉–拉格朗日方法建立数值模型，使用随机轨道模型来考虑湍流扩散，求解颗粒物的扩散轨迹。分析气流风速和入口颗粒物质量流率变化对颗粒物扩散的影响，研究风洞管道内流场分布规律和颗粒物浓度场分布规律。结果表明，气流通过弯管之后的产生的二次流是影响颗粒物分布均匀性的主要原因。并且发现只改变管道内风速或者颗粒入口质量流率的情况下，颗粒物浓度随着风速增加而降低，随颗粒物质量流率增加而增加。研究结果有助于加深对颗粒物随气流运动规律及机理的研究，为颗粒物排放监控提供更合适的指导策略。
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user: 1. 引言 如今巨大的能源消耗造成污染物的大量排放，严重威胁着人们的身体健康。2013年，世界卫生组织(WHO)将细颗粒物(PM2.5)归为第一类致癌物质，人们对颗粒污染物PM2.5的关注不断增加 [ 1 ]。PM2.5超标是造成雾霾的主要原因，因此许多国家制定了相关标准来管制PM2.5的排放问题。随着环保标准的日益严格，环保局对各工厂烟气排放控制的要求也越来越高，因此监控颗粒物的排放有重要意义。 烟道中颗粒物的运动，从流动方式上来归类为气固两相流，目前国内外的学者做了许多与管道中气固两相流相关的研究。比如：Kliafas和Holt [ 2 ] 使用激光多普勒测速仪测量了90˚弯管方形截面内的气固两相流，并获得了平均流向速度和径向速度。Tsuji等人 [ 3 ] 和Huber、Sommerfeled [ 4 ] 等人发表了从相位多普勒风速测量(PDA)获得的关于粒子速度和粒子尺寸分布的空间发展的信息。Akilli [ 5 ] 等人使用光纤探头在水平管道的不同位置进行了颗粒浓度和颗粒速度的测量。宋勇 [ 6 ] 利用计算流体力学软件FLUENT对CLT/A型旋风分离器进行了数值模拟，验证了优化的可行性。杨瑞昌等人 [ 7 ] 提出了用于模拟多维湍流气固两相流的改进的扩散模型。李剑锋 [ 8 ] 利用Fluent对风机内部的气固两相流进行了数值模拟，与实验结果进行的比较表明模拟结果是可信的。Sa Z等人 [ 9 ] 利用Fluent软件模拟了硐室爆破后20分钟内通风采石场的粉尘浓度变化和不同风速下的粉尘轨迹，对减少采石场粉尘危害具有重要意义。Zhao M等人 [ 10 ] 通过CFD-DEM的方法模拟了流化床中湿颗粒的团聚和沉积现象。Yang D等人 [ 11 ] 针对大于5毫米的大尺寸颗粒，采用基于欧拉–拉格朗日方法和离散相模型的耦合方法进行了模拟研究，预测了大颗粒煤的水平气力输送特性。Bilal F S等人 [ 12 ] 研究了45˚和90˚弯管中颗粒物的侵蚀现象。 多数学者使用实验或数值模拟的方法研究了气固两相流动的运动规律，在颗粒物运动方面取得了大量进展，但很少学者研究管道中颗粒物浓度分布均匀性和稳定性，因此本文研究了颗粒物在风洞管道中的运动规律，分析内部流场和浓度场分布，为颗粒物排放监测提供指导。