DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结果与讨论 沉积物样品P形态分析结果见表1。综合分析表1可以得到：沉积物中HCl-P含量最大，说明沉积物中绝大多数的P在自然环境中无法释放到上覆水体中，因为HCl-P主要为磷灰石和闭蓄态P。BD-P的主要成分为铁锰氧化物(氢氧化物)结合P，这部分P受氧化还原电位的影响显著，能在电位较低的情况下释放出来。沉积物中BD-P含量较大，说明沉积物有很大的潜力向上覆水中释放P，尤其在厌氧条件下。OH-P是沉积物中与铝化合物结合的无机P，这部分P受pH等条件的影响明显。尽管沉积物中loosely-P含量是所有无机P形态中最低的，但是loosely-P是沉积物中最容易释放到上覆水体中的无机P，对水体中P浓度的影响最直接，所以也不能被忽略。 尽管用不同质量的沉积物进行P形态分析得到各无机P形态含量的顺序不变，都是HCl-P > BD-P > OH-P > loosely-P，但是对0.2 g沉积物进行P形态分析时各形态P的含量均小于0.1 g沉积物时的结果，这表明在提取过程中，0.2 g沉积物的总解吸量并没有达到0.1 g沉积物解吸量的2倍，充分说明沉积物P形态分析过程中存在固体浓度效应，而且不同提取剂对应固体浓度效应的程度不同(表1)。其中BD-P受固体浓度效应的影响最大，用0.1 g沉积物进行P形态分析得到的BD-P含量为0.058 mg/g，而用0.2 g沉积物为0.048 mg/g，变化幅度接近20%。HCl-P含量几乎不受固体浓度效应的影响，用0.1 g沉积物进行P形态分析得到HCl-P含量为0.349 mg/g，用0.2 g为0.348 mg/g，差异几乎可以忽略(表1)。 正因为沉积物顺序提取过程中各形态固体浓度效应的程度不同，所以导致各无机P所占的百分比会有所差异。从表2可知：用0.2 g沉积物进行P形态分析时，loosely-P和BD-P所占总无机P百分数都比用0.1 g沉积物得到的结果低；因为用0.2 g沉积物进行P形态分析得到的总无机P含量要比用0.1 g少(表1)，所以用0.2 g沉积物进行P形态分析得到的OH-P所占百分比保持4%未变，HCl-P所占百分比上升到83%。 沉积物P形态分析的固体浓度效应程度和提取剂显著相关，用NaOH和盐酸提取的P受固体浓度效应的影响较小，而NaCl和BD溶液作为提取剂则影响较大(表1)，说明用强碱和强酸溶液作为提取剂可减少因为固体浓度效应的影响而导致的偏差。同时，因为固体浓度效应的存在，沉积物P形态分析的结果应该注明提取过程所采用的固体浓度或沉积物质量，不能将单一固体浓度下得到的各种P形态的数据应用于其它固体浓度。 事实上，沉积物中各形态的P是个定值，不会因为沉积物的固体浓度而变化。但是在P形态分析的 图1. 沉积物P形态分析步骤 Table 1 The data of inorganic P fractionation about 0.1 g and 0.2 g sediment loosely-P含量(mg/g) BD-P含量(mg/g) OH-P含量(mg/g) HCl-P含量(mg/g) 无机P总和(mg/g) 0.1 g 0.011 0.058 0.019 0.349 0.437 0.2 g 0.009 0.048 0.017 0.348 0.422 表1. 0.1 g和0.2 g沉积物进行无机P形态分析的结果 Table 2 The P component percentage in 0.1 g and 0.2 g sediment loosely-P BD-P OH-P HCl-P 0.1 g 3% 13% 4% 80% 0.2 g 2% 11% 4% 83% 表2. 0.1 g和0.2 g沉积物中各形态P所占百分比 时候，液相中的P会与沉积物中这种形态的P达到一个平衡，固相中这种形态的P不会被完全提取出来，进而导致检测到的各形态的P含量会低于沉积物中的实际值，而且固体浓度越大，越偏离实际值。所以，我们不可能得到沉积物中各个形态P含量的准确值，只能无限接近这个定值。Aminot和Andrieux [ 12 ] 采用无限稀释外推法(infinite dilution extrapolation method)估算沉积物中的可交换态P，沉积物P形态分析也可借鉴此方法，通过逐次降低P形态分析过程的固体浓度来外推得到沉积物中个形态P的精确含量，也可以通过多次重复提取来提高P形态分析的精度。
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user: 4. 结论 渤海埕岛油田区沉积物各种形态的P含量大小顺序为：HCl-P > BD-P > OH-P > loosely-P。 沉积物P形态分析过程中存在固体浓度效应，当沉积物固体浓度由0.1 g/50 mL增大到0.2 g/50 mL时，loosely-P含量从0.011 mg/g降低到0.009 mg/g，BD-P含量从0.058 mg/g降低到0.048 mg/g，OH-P含量从0.019 mg/g降低到0.017 mg/g，总无机P含量从0.437 mg/g降低到0.422 mg/g，所以，此过程的固体浓度效应不应该被忽视，尤其是在研究悬浮物浓度可变的区域时； 各无机P形态所占百分比随着固体浓度的变化而发生变化，当沉积物的固体浓度由0.1 g/50 mL增大到0.2 g/50 mL时，loosely-P含量所占百分比由3%降低到2%，BD-P含量由13%降低到11%，HCl-P含量由80%升高到83%，而OH-P所占百分比则保持不变，如果把固体浓度再加大，OH-P所占百分比也有可能发生变化，并且这些变化都是随机的。 当沉积物的固体浓度由0.1 g/50 mL增大到0.2 g/50 mL时，HCl-P和OH-P的含量变化相对较小，说明固体浓度效应的程度和提取剂的选择有关，强碱或者强酸作为提取剂能有效的抑制固体浓度效应，但不能完全消除； 因为固体浓度效应的存在，沉积物P形态分析的结果应当与实验所采用的固体浓度相匹配，不能将单一固体浓度下得到的各种P形态的数据应用于其他固体浓度，更不能作为不同固体浓度下不同P形态相互转化的依据。
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user: 摘 要 为研究循环应力比和频率对不同超固结比的海洋软土动强度的影响，本文对珠江海洋软土进行室内动三轴试验，并对试验结果进行拟合分析。试验结果表明：总应变随着频率和超固结比的增大而减小，随着循环应力比的增大而增大；软化指数随着振次、循环荷载的增大而减小，随着频率的增大而增大；对软化曲线和动强度曲线进行回归分析，分别得到关于超固结比的软化系数和动强度经验公式。 关键词 :海洋软土，超固结，动强度，动三轴 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 随着国家对海洋的不断开发，修建在海洋的建筑物或构筑物越来越多，例如港口、灯塔和机场等。修建在海洋的建(构)筑物的地基除了要承受自重荷载外，还要会受到波浪的作用，波浪荷载是一种循环荷载，在此循环荷载作用下，土颗粒会发生位移及重新排列，从而造成土的软化及地基的失稳。部分海洋土在循环荷载下并不是处于正常固结状态，而是以微超固结或超固结为主 [ 1 ] 。 目前，国内外的学者针对超固结土和动强度做出了以下的研究：孙磊 [ 2 ] 通过对恒定围压与变围压的对比，分析了循环围压与循环偏应力耦合下超固结软土的动力特性；Mayne等 [ 3 ] 通过对116组不同地区土样三轴剪切试验和直剪试验的数据进行分析总结，提出利用土体强度试验确定超固结比的计算公式；Azzouz，AS [ 4 ] 给出了正常固结和超固结土在双向对称不排水循环剪切下的试验结果；Imai G [ 5 ] 提出了超固结土在循环荷载下的本构关系；M Jiang [ 6 ] 研究了循环加载频率对饱和海相软土动力特性的影响研究，结果发现，循环频率对累积轴向应变和孔隙水压力有明显的影响，而频率对累积轴向应变的归一化平均孔隙压力影响不显著，频率是影响退化指数的一个重要因素。 以往的研究基本是针对海洋软土在正常固结状态下的动强度，对超固结土的动强度的研究较少，因此本文通过室内动三轴试验研究循环应力比和频率对不同超固结比的海洋软土动强度的影响。
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user: 2. 试验设备及方案 DDS-700微机控制电磁式振动三轴仪是完成本次试验的主要设备，是水利行业规范《土工试验规程》(SL237-2009)中振动三轴试验选定的设备，可用于测定各种土的动力特性指标。 本试验采用土样为重塑土样，试验制备根据《土工试验规程》(SL237-2009)具体规定执行，其基本物理性质指标见表1。取样深度为10~12 m，通过施加围压模拟其固结程度。正常固结时，土样在围压为100 kPa下等压固结24 h；超固结时让土样在大于100 kPa的围压下等压固结24 h，固结完毕后先卸载至100 kPa，再进行不排水分级加载动弹性模量试验，试验的波形采用正弦波。表2为本试验的分组情况。
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user: 3. 动应变-振次曲线分析 3.1. 循环应力比的影响 图1为不同循环应力比下动应变与振次的关系曲线。图中 为循环应力比，本文定义 ， ，其中 为对应超固结比下土体不排水抗剪强度。本文中不排水抗剪强度定义为总应变达到5%时的抗剪强度。从图1中可以看出，不论是正常固结土还是超固结土，随着循环次数的增加，动应变 不断增大，相同循环次数下，循环应力比越大，动应变越大。同时也能看出，振次-动应变曲线随循环应力比的不同有较大的差异。当循环应力比小于0.5时，在加载初期，动应变增长较慢，随着循环次数的增加，当到达某一振次后，曲线出现转折点，此时动应变迅速增大，当动应变增长到某一值后趋于稳定，此时土样已经破坏；当循环应力比大于0.5时，即使在循环初期，动应变也呈较大幅度增长，在较小的循环次数下曲线就达到转折点，稳定后动应变值也较大。循环应力比越大，达到转折点所需的振次越小，即在较小的振次下土样就发生破坏且破坏时的动应变越大。这是因为，Larew和Leonards [ 7 ] 认为饱和软土存在临界循环应力比，其定义为土体破坏的最大循环应力比。通过图1可以看出，循环应力比大于0.5 Table 1 Physical-mechanical properties of soft soi 风干密度 (g/cm 3 ) 饱和含水率(%) 塑性指数 液性指数 内摩擦角 1.47 29.2 21.5 30.2 21.7 表1. 土样基本物理性质指标 Table 2 Test group conditio 土样编号 振动频率(Hz) 超固结比 循环应力比 Q1-1 1 1 0.3 Q1-2 1 1 0.5 Q1-3 1 1 0.7 Q1-4 1 1 0.9 Q1-5 1 2 0.3 Q1-6 1 2 0.5 Q1-7 1 2 0.7 Q1-8 1 2 0.9 Q1-9 1 4 0.3 Q1-10 1 4 0.5 Q1-11 1 4 0.7 Q1-12 1 4 0.9 Q1-13 1 8 0.3 Q1-14 1 8 0.5 Q1-15 1 8 0.7 Q1-16 1 8 0.9 Q2-1 2 1 0.5 Q2-2 3 1 0.5 Q2-3 2 2 0.5 Q2-4 3 2 0.5 Q2-5 2 4 0.5 Q2-6 3 4 0.5 Q3-1 2 8 0.5 表2. 试验分组情况 图1. 不同循环应力比下动应变与振动周次关系曲线 和小于0.5的曲线有较大的不同，可以认为珠江海洋土的临界循环应力比在0.5左右。 3.2. 频率的影响 图2所示为 时，不同频率比下振动周次与动变关系曲线。从图中可以看出，曲线可以分为三个阶段，三个阶段的分隔点在两个应变转折处。第一个阶段，在振动初期，随着振次的增加，三条曲线的应变均有增长，但增长比较缓慢，三条曲线几乎重叠在一起，这表明循环荷载初期，频率对动应变影响不大。第二阶段，当应变到达第一个转折点时，三条曲线的应变开始快速增加，并开始出现明显的不同，主要表现在：相同振次下，频率越大，动应变越小，即频率越小的土样应变发展越大。这是因为频率越大，应力作用在试样上的时间越短，饱和软土的孔压来不及上升，应力还来不及传递给土颗粒就进 图2. 不同频率比下动应变与振动周次关系曲线 入下一轮加载，这会导致试样变形不完全，从而表现为动应变越小，土样在较大的循环次数下才发生破坏。第三阶段，当应变达到第二个转折点时，此时三条曲线趋于平缓，应变不再随着振次的增加而增加，土样已经破坏，且频率越大，破坏时的应变越大。 3.3. 超固结比的影响 图3为循环应力比为0.5时，不同超固结比下振动周次与动变关系曲线。从图中可以看出，不同超固结比的曲线有明显差异。当超固结比8时，动应变增长速度较慢，基本呈线性增长，且没有明显转折点，土样没有破坏；当超固结比为4和2时，土样的应变随循环次数的增加略大于超固结为8的土样，并且出现明显的转折点，且OCR = 2的曲线转折点后的动应变增长速度大于OCR = 4的曲线；当超固结比为1时，土样在初始阶段应变就最大，其随振次增长速度也最快，其破坏所需的振次也越少。相同振次下，超固结比越大，动应变越小，并且其达到破坏所需的振次越多，这是因为初期固结压力越大的土样越密实，颗粒间的空隙越小，变形所需轴力越大，即弹性模量越大。
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user: 4. 最大动应变分析 图4为相同频率下，试样在不同循环应力比下循环加载至1500次时的动应变随超固结比的变化曲线，从图中可以看出，在相同的频率和振次下，试样在不同循环应力比下产生的最大动应变随超固结比的增大而下降，采用幂函数拟合，公式如下： (1) 表3为参数 和 的拟合结果。 从表中可以看出，参数 和 随着循环应力比的不同有很大差异。图5为参数 与循环应力比关系曲线，图中可以看出，参数 与循环应力比呈线性关系，可以用线性函数来表示，图6为参数a 2 与循环 图3. 不同超固结比下动应变与振动周次关系曲线(f = 1 Hz， ) 图4. 不同循环应力比下第1500圈轴向动应变与超固结比关系曲线 Table 3 Parameter a1 and a2 fitting result 循环应力比 频率(Hz) 0.3 1 1.8334 -0.9971 0.99004 0.5 1 13.746 -1.037 0.91974 0.7 1 19.189 -0.80104 0.97204 表3. 参数a 1 、a 2 拟合结果 图5. 参数a 1 与循环应力比关系曲线 图6. 参数a 2 与循环应力比关系曲线 应力比关系曲线，其关系可以用二次函数表示： (2) (3) 把式(2)和式(3)代入公式(1)可以得出最大动应力和超固结公式： (4)
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user: 5. 振次-动应变模型建立与参数分析 为了明确珠江海洋土的振次与动应变的规律，通过观察图1~图3，即不同循环应力比、频率和超固结比下振次-动应变关系曲线，可以发现在第二个转折点前，振次-动应变曲线可以采用指数函数来表示： (5) 表4为参数a和b的拟合结果。 从上表中可以看出，基本各 参数均在0.9以上，表明拟合度较高，该公式能较好的表示振次与动应变的关系。但是循环应力比为0.3和频率为3 Hz的曲线的 较低，为了找出其原因，观察其曲线发现这些曲线都近似呈线性关系，因而不再适用对数函数来表示，可以用线性函数来表示。 通过观察表4可以发现，参数a和b的值随循环应力比、超固结比和频率的不同而改变，对参数a和b进行数学分析，可得到相应的回归公式。 (1) 关于频率的回归公式 (6) (7) 将上式代入式(5)，得到关于频率的振次-动应变关系方程： Table 4 Parameter a and b fitting result 频率(Hz) 超固结比 循环应力比 a b 1 1 0.3 0.00144 0.32036 0.72173 1 1 0.5 0.00773 0.75521 0.94061 1 1 0.7 0.01601 0.86561 0.96806 1 1 0.9 0.02567 1.2716 0.98844 1 2 0.3 0.00046 0.2367 0.44964 1 2 0.5 0.00391 0.7234 0.90483 1 2 0.7 0.00853 0.82551 0.9729 1 2 0.9 0.02237 0.92846 0.94156 1 4 0.3 0.00024 0.19435 0.64068 1 4 0.5 0.00201 0.7047 0.96283 1 4 0.7 0.00759 0.8247 0.96283 1 4 0.9 0.01991 0.85782 0.90287 1 8 0.3 0.00015 0.10971 0.4046 1 8 0.5 0.00106 0.49345 0.8937 1 8 0.7 0.00587 0.69563 0.9341 1 8 0.9 0.00639 0.75581 0.95642 2 1 0.5 0.00676 0.8245 0.9801 3 1 0.5 0.00545 0.7924 0.9823 2 2 0.5 0.00304 0.6943 0.90565 3 2 0.5 0.00284 0.6229 0.59721 2 4 0.5 0.00219 0.68491 0.90965 3 4 0.5 0.00194 0.6613 0.50204 2 8 0.5 0.00084 0.41453 0.9312 3 8 0.5 0.00079 0.40253 0.47831 表4. 参数a、b拟合结果 (8) (2)关于超固结比的回归公式 (9) (10) 将上式代入式(5)，得到关于超固结比的振次-动应变关系方程： (11) (3)关于循环应力比的回归公式 (12) (13) 将上式代入式5)，得到关于频率的振次-动应变关系方程： (14)
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user: 6. 软化特性分析 动三轴试验中常用软化指数来表示试样动弹模的衰减规律。图7所示为应力控制的循环动三轴仪试验得到的珠江海洋土第1次与第N次循环的滞回曲线。根据Idriss [ 8 ] 的研究，定义软化指数 ，其定义为第N次循环的土动弹性模量与第1次循环的土动弹性模量比值，考虑初始固结剪应力的影响，重新定义软化指数 如下： (15) 上式中： 和 分别为第N次循环最大与最小偏应力； 和 分别为第N次循环最大与最小动应变； 和 分别为第1次循环最大与最小偏应力； 和 分别为第1次循环最大与最小动应变。 6.1. 循环应力比的影响 因为循环应力比为0.3时，应变缓慢增长，试样基本处于弹性状态，软化不明显，因此采用循环应力比大于0.3试样来研究。图8为不同循环应力比时软化指数与振次关系曲线。从图中可以发现，软化指数随着振次的增加而降低，这是因为随着振次的增加，应变累积不断增加，导致动弹性模量不断降低，从而使土体出现软化。在振动初期，软化指数随振次的增加明显降低，当软化指数降低到某一值后趋于稳定，此时土体动弹模不再降低，土样处于破坏状态。相同振次下，循环应力比越大，软化指数越低，即动弹模衰减越快，这是因为循环荷载越大，土体颗粒破坏越严重，土体破坏加剧。 6.2. 频率的影响 图9为不同频率时软化指数与振次关系曲线。从图中可以看出，无论是正常固结土还是超固结土，频率对软化指数的降低影响较小。但仍可看出，在相同振次下，频率越大，软化指数越大，即动弹性模量衰减越小，这是因为，这是因为频率越大，应力作用在试样上的时间越短，应力还来不及传递给土颗 图7. 循环荷载下第1次与第N次应力-应变曲线 图8. 不同循环应力比时软化指数与振次关系曲线 图9. 不同频率时软化指数与振次关系曲线 粒就进入下一轮加载，这会导致试样变形不完全，从而提高土的刚度。 图中还可看出，在振动初期，三条曲线间隔较小，此时频率对软化指数影响较小，随着振次的增加，三条曲线间隔逐渐增大，表明频率的影响逐渐增强，当振次达到一定数值时，三条曲线间隔逐渐减小，最后趋于相同，此时软化指数不再随着振次的增加而降低，趋于稳定。在循环振次达到1000次时，频率1、2和3的曲线软化指数都在0.2左右，此时试样动弹模衰减为原来的20%。 6.3. 超固结比的影响 图10为不同超固结比时软化指数与振次关系曲线。图中可以看出，相同振次下，超固结比越大，软化指数越高，一方面说明了超固结减缓了试样的软化；另一方面说明了超固结比越大的土样强度越高。这是因为初期固结压力越大的土样越密实，颗粒间的空隙越小，前期同样轴向压力下的变形越小，所以动模量越大。
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user: 7. 软化模型建立及参数分析 目前主要有两种经验软化模型，Idriss [ 8 ] 提出的指数表达式 以及Kazuya Yasuhara [ 9 ] 的半对数表达式 ，其中d，D均为软化参数，但是通过观察图8~图10可以发现，珠江海洋土的软化指数与 呈曲线关系，难以用这两种经验模型来描述其关系。因此，本文通过研究发现可以采用王军等 [ 10 ] 提出的二次修正曲线描述软化指数与循环次数的关系： (16) 其中A、B为软化参数，通过对试验结果得出的曲线进行回归分析得出。表5为参数A、B拟合结果。由于频率影响不大，忽略其作用。 由上表可以发现参数A、B随循环应力比的变化而变化，图11和图12分别为不同超固结比下循环应力比与参数A、B的变化曲线。从图中看出，参数A、B与循环应力比可以用二次曲线来描述其关系： (17) (18) 其中：A 1 ，A 2 ，A 3 ，B 1 ，B 2 ，B 3 为曲线参数，通过试验来获得。表6为不同超固结比下试验参数拟合结果。 图10. 不同超固结比时软化指数与振次关系曲线 Table 5 Parameter A and B fitting result 超固结比 循环应力比 A B 1 0.5 0.23313 0.07635 0.98299 1 0.7 0.27927 0.08558 0.99623 1 0.9 0.4627 0.08573 0.99906 2 0.5 0.03243 0.06074 0.9884 2 0.7 0.19324 0.06598 0.99362 2 0.9 0.33738 0.06765 0.99636 4 0.5 0.1043 0.03406 0.99397 4 0.7 0.13434 0.03957 0.99299 4 0.9 0.2149 0.0379 0.99913 8 0.5 0.02806 0.02692 0.98896 8 0.7 0.03073 0.0266 0.99855 8 0.9 0.06705 0.02516 0.99837 表5. 参数A、B拟合结果 图11. 参数A与循环应力比关系曲线 图12. 参数B与循环应力比关系曲线 将公式(17)和(18)带入式(16)，得到不同超固结比的珠江海洋土在循环荷载下的软化模型： (19) Table 6 Parameter A1， A2， A3， B1， B2 and B3 fitting result 超固结比 A1 A2 A3 B1 B2 B3 1 0.71842 −1.8287 1.7161 0.01355 0.18235 −0.1135 2 0.34497 −0.9459 1.0416 0.03202 0.07975 −0.04463 4 0.25022 −0.6076 0.6315 −0.01113 0.13525 −0.08975 8 0.1686 −0.4914 0.42062 0.02282 0.0152 −0.014 表6. 参数A 1 ，A 2 ，A 3 ，B 1 ，B 2 ，B 3 拟合结果
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user: 8. 动强度分析 动强度是指在一定动荷载往返作用次数N下土产生某一指定破坏应变 或满足某一破坏标准所需的动应力。如果破坏标准不同，相应的动强度就会不同，其数值会根据破坏标准的不同而不同，一般情况下取5%或10%应变。 8.1. 破坏准则分析 由前文振次-动应变曲线可以发现，当振次达到一定数值后，曲线会出现明显的转折点，此时的应变增幅急剧增大，并且在不同循环应力比下到达转折点所需的振次也不同，针对这种情况，选取5%应变和该应变转折点作为土样破坏标准，绘出其动强度曲线进行分析。 图13为不同频率下超固结珠江海洋土采用转折点和5%应变为破坏标准的动强度曲线。从图中可以看出，不论采用哪一种破坏标准，破坏振次越大，动强度越低。当破坏振次较小时，两条曲线比较接近，此时两种标准下的动强度相同，随着破坏振次的增加，两条曲线间隔逐渐增大，此时相同破坏振次下，5%标准的动强度明显大于转折点的动强度。此时若采用5%应变为破坏标准的话，的得到的动强度大于采用转折点的动强度，是不安全的，在此之前土体已经出现破坏。因此在岩土工程设计中，采用转折点为破坏标准是偏于安全的。 8.2. 超固结比的影响 图14为不同超固结比的动强度曲线。图中可以看出，超固结比越大，相同破坏振次下动强度越大。这是因为超固结比越大，土样越密实，土体强度越大，越不容易破坏，达到相同破坏振次所需的动强度越大。超固结比越大，曲线越平滑。f = 1时，三条曲线的斜率基本相同，动强度以同样的速率降低；f = 2时，破坏振次较低时，三条曲线间隔较大，此时超固结比对动强度的影响比较明显，随着破坏振次的增加，三条曲线间隔逐渐减小。 8.3. 频率的影响 图15为不同频率的动强度曲线。从图中可以看出频率越大，相同振次下动强度越大，这是因为频率越大，应力作用在试样上的时间越短，导致土样变形不完全，从而提高土体强度。但从图中也能看出，不论是正常固结土还是超固结土，三条曲线间隔都不大，表明频率对动强度有一定的影响，但影响不大。
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user: 9. 动强度模型的建立及参数分析 观察图13和图14可以发现，动强度-振次曲线呈线性关系，可以采用线性公式来表示其内在联系： (20) 式中a和b为拟合参数。 图13. 两种不同应变破坏标准下的动强度曲线 表7所示为a和b参数拟合结果。表中可以发现，参数a和b与超固结比有关，与频率影响关系不大，可以忽略。 图16和图17分别为参数a和b与超固结比关系曲线。观察图可以发现，其参数与超固结比可以用二次线性描述其关系： (21) (22) 图14. 不同超固结比的动强度曲线 图15. 不同频率的动强度曲线 得出参数 、 、 、 、 和 。将这 Table 7 Parameter a and b fitting result 超固结比 频率 a b 1 1 −28.197 118.61 1 2 −27.668 124.51 1 3 −25.835 123.31 2 1 −38.874 184.04 2 2 −45.12 195.08 2 3 −44.174 197.88 4 1 −26.43 170.31 4 2 −26.709 176.86 4 3 −25.267 176.42 表7. 参数a和b拟合结果 图16. 参数a和超固结比关系曲线 图17. 参数b和超固结比关系曲线 些参数带入式(20)得出： (23)
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user: 10. 结论 对不同超固结比的珠江海洋软土进行不同循环应力比和不同频率的动强度试验，可得到以下的结论： (1) 在循环荷载作用下，随着振动次数的增加，土体动应变不断增大，同时变化曲线存在两个应变转折点，加载初期，动应变缓慢增大，达到第一个转折点之后，总应变迅速增大，达到第二个转折点，动应变增长速度减缓，最后趋于稳定。第二个转折点前的曲线可以用指数函数进行拟合。 (2) 在同一振次下，循环应力比越大、动应变越大；超固结比越大、动应变越小；频率越大、动应变也越小。在相同的频率下，试样在不同循环应力比下产生的最大动应变随超固结比的增大而降低，且下降规律相同，可以采用幂函数进行拟合。 (3) 分析软化特性，发现软化指数随着振次的增加而降低，循环应力比越大，软化越快，超固结比越大，软化越慢，但频率对软化指数影响不大。建立软化模型并分析其参数，即可得到其关于振次的公式。 (4) 以第一个应变转折点和总应变5%为破坏标准进行分析，发现用转折点作为破坏标准更安全。以转折点应变作为破坏强度标准，通过绘出不同超固结比和频率的动强度曲线，可以发现，破坏振次越大，动强度越低，超固结比越大，动强度越大，频率越大，动强度也越大，但不明显。建立动强度模型并分析其参数，即可以得到关于超固结比的动强度经验公式。
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user: 摘 要 化学锚栓大量应用于幕墙、机器安装以及建筑物加固、隧道工程、桥梁工程等。火灾情况下，化学锚栓的温度场是研究化学锚栓高温下承载能力的基础。本文按照我国现行的国家标准《建筑构件耐火试验方法第一部分：通用要求》GB/T 9978.1-2008中的标准升温曲线，对化学锚栓在火灾情况下的温度场进行了试验分析，得到在标准升温条件下的化学锚栓温度场情况。 关键词 :化学锚栓，火灾，温度场 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 近年来随着工程建设的多样化，化学锚栓大量应用于幕墙、机器安装以及建筑物加固、隧道工程、桥梁工程等。相较于机械锚栓，化学锚栓具有以下优点：不会诱发基材劈裂，无膨胀应力，不挤压基材；适用范围广泛；施工方便，凝固时间短，固化较快，安装快捷，缩短施工周期；滑移量小等。虽然有很多优点，但是，化学锚栓的关键组件-胶体，高温稳定性差，这可能导致化学锚栓在高温下或者高温后失效，从而导致锚栓的承载力丧失。作为锚固件，安全性是至关重要的一点，化学锚栓的耐火性能越来越受到人们的重视。分析化学锚栓的作用机理可知，化学锚栓主要通过锚固胶粘接剂与混凝土之间的粘接力实现连接。火灾情况下，锚固胶粘接剂与混凝土之间的粘接力取决于受火状态下锚固胶与混凝土沿锚栓埋入混凝土中部分的温度升高状况。 在工程使用中，化学锚栓是埋置在混凝土块中的，全部的胶体和大部分的螺杆在混凝土中，相对而言，只有少量的螺杆在混凝土外部。火灾情况下，在混凝土外部的螺杆会暴露于火场中，受到高温和火焰的侵袭。 由于混凝土具有良好的耐火性能，热导性差，经由混凝土传递给化学锚栓的热量很有限，但是，化学锚栓的螺杆是金属材料，热导性良好，可快速传递热量。因此，本文对化学锚栓在火灾情况下的温度场进行了试验分析，以期得到在标准升温条件下的化学锚栓温度场情况。
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user: 2. 试验设备及仪器 试验在中国建筑科学研究院建筑防火研究所耐火试验室内进行。采用垂直构件耐火试验炉，热电偶采用K型铠装热电偶。
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user: 3. 试件 选用混凝土立方体试块埋置化学锚栓，为了便于对比分析，制作试件时，除了埋置化学锚栓的试件外，另外设计两个不埋置化学锚栓的试件，试件一共20个，分为两组，A组为埋置了化学锚栓的试件，共18个，B组为不埋置化学锚栓的试件，供参考用，共2个。20个素混凝土立方体试块，标号C30，尺寸为150 mm × 150 mm × 250 mm。18个化学锚栓，安装于18个混凝土试块中，为A组。两个参考试件，不安装化学锚栓，为B组。18个化学锚栓直径均为M12，埋深为110 mm。试件详情见表1。热电偶分别预埋在距混凝土表面20 mm，65 mm，110 mm处。
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user: 4. 试验过程 试件制作完毕后，养护时间4个月。耐火试验时，将20个试件砌在试验炉框架内，锚栓裸露面为向 火面，对侧另一面为背火面。按国家标准《建筑构件耐火试验方法第一部分：通用要求》GB/T 9978.1-2008 [ 1 ] 中规定的标准升温曲线升温120 min。120 min后，关闭烧嘴，停止升温。耐火试验结束后，打开炉膛，自然冷却至室温。 标准升温曲线为：T = 345 lg (8t + 1) + 20 其中，T-炉温，单位为摄氏度(℃)； t-时间，单位为分钟(min)。 标准升温曲线及实际升温曲线如图1所示。试验向火面照片如图2所示，试验背火面照片如图3所示。
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user: 5. 试验结果及分析 表2给出了有无锚栓情况下不同受火时间不同位置处的温度值。图4给出了有锚栓和无锚栓情况下不同位置处的温度随受火时间变化情况图。 Table 1 Detail information of the specime 编号 锚栓类型 A-1-1，A-1-2，A-1-3， 品牌1注胶快固型 A-2-1，A-2-2，A-2-3， 品牌1注胶慢固型 A-3-1，A-3-2，A-3-3， 品牌1普通碳素钢药剂包型 A-4-1，A-4-2，A-4-3， 品牌1不锈钢药剂包型 A-5-1，A-5-2，A-5-3， 品牌2普通碳素钢玻璃管型 A-6-1，A-6-2，A-6-3， 品牌3普通碳素钢玻璃管型 B-1-1，B-1-2 素混凝土 表1. 试件详情 图1. 标准升温曲线和实际升温曲线 图2. 试验向火面 图3. 试验背火面 Table 2 Temperatures of different position with Anchor or without Anchor on different tim 时间 埋深 20 mm 65 mm 110 mm 无锚栓 有锚栓 无锚栓 有锚栓 无锚栓 有锚栓 30 min 168℃ 275℃ 79℃ 101℃ 31℃ 42℃ 60 min 313℃ 455℃ 108℃ 173℃ 74℃ 92℃ 90 min 421℃ 577℃ 148℃ 251℃ 102℃ 125℃ 120 min 504℃ 660℃ 207℃ 320℃ 125℃ 160℃ 表2. 不同时间不同位置有无锚栓的温度值 图4. 有无锚栓情况下不同位置的温度-时间曲线 在耐火试验中，热量从耐火炉传入化学锚栓主要经由试件中的三种材料：混凝土、锚杆钢材及胶体。由于胶体所占的比重很小，其对温度场的影响很小，起决定因素的是混凝土和钢材。分析试验结果，可以得出以下结论： (1) 同样的位置，有锚栓情况下，温度明显比无锚栓时高，但这种差异随着埋深的增加而减小； (2) 升温至30 min时，炉温达到840℃，此时，温度最高的是埋深20 mm处有锚栓的位置，为275℃；温度最低的为埋深110 min处无锚栓的位置，为31℃。升温至120 min时，炉温已达1045℃，温度最高的是埋深20 mm处有锚栓的位置，为660℃；温度最低的为埋深110 min处无锚栓的位置，为125℃。可见，对化学锚栓温度场影响最大的是埋置深度，亦即混凝土的传热性能起到了最大的作用。 (3) 升温至120 min时，炉温已达到1000℃以上，埋深110 mm处，有锚栓时，温度为160℃，无锚栓时，温度为125℃；而在埋深20 mm处，不管有无锚栓，温度均超过了500℃。可见，虽然用钢材制作的锚栓螺杆具有良好的导热性能，但混凝土优良的热容性能有效抵抗螺杆的传热。
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user: 摘 要 国学教育必须重建中华精神信仰体系，传承中华核心价值观，发扬经世致用思想传统，致力于中华民族的伟大复兴，这是“文化自觉”精神的本质体现；同时，在全球化背景下，我们还应秉持中华国学的王道精神，致力于建设和谐世界，这是“文化自觉”精神的最高境界。 关键词 :国学教育，文化自觉，中华精神信仰体系，中华核心价值观，经世致用 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 所谓“文化自觉”( [ 1 ] ， p. 160)，此处着重指对中华文化所蕴含的核心价值与精神信仰的觉悟与践行。高度的“文化自觉”是搞好“国学教育”的重要的精神前提，而优质的“国学教育”又是“文化自觉”的深刻体现。越是推进和完善“国学教育”的内容与方法，就越能深化和提升“文化自觉”的内涵与精神。拙文主要探讨蕴涵于国学中的精神信仰、核心价值和经世致用原则。这是国学教育中最深层次的内容，也是文化自觉的精髓所在。
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user: 2. 重建中华精神信仰体系 季羡林先生说，世间万事万物都有它的根源。中国文化也必有其产生的根源，寻找这个根源，其意义无比重大。如今，我国和全人类都处在一个转折关头。在这种关键时刻，为了中国的和平统一，为了中国和世界人民的根本福利，我们必须寻找中华文化之根 [ 2 ] 。 那么，中华民族的精神信仰之根源在哪里呢？荀子说：“礼有三本：天地者，生之本也；先祖者，类之本也；君师者，治之本也。无天地，恶生？无先祖，恶出？无君师，恶治？三者偏亡，焉无安人。故礼、上事天，下事地，尊先祖，而隆君师。是礼之三本也。”(《荀子·礼论》)钱穆先生由此推论，自荀子之后，“天地君亲师”五字深入人心，常挂口头，在中国文化和中国人生中具有重要意义 [ 3 ] 。所以可以说，“天地君亲师”概括地反映了中国传统文化的信仰体系。这种信仰体系可谓源远流长。徐梓先生指出，“天地君亲师”的思想发端于《国语》，形成于《荀子》，在西汉颇为流行。东汉时期，在《太平经》中最早出现了形式整齐的“天地君父师”的说法。北宋初期，“天地君亲师”的表达方式已经正式出现。明末以降，“天地君亲师”作为祭祀对象在民间广为流行。清雍正初年，第一次以帝王和国家的名义，确定“天地君亲师”的次序，并对其意义进行了诠释，特别突出了“师”的地位和作用。从此，“天地君亲师”成为风行全国的祭祀对象 [ 4 ] 。 显然，“天地君亲师”并不完全适合今天的时代精神。我们需要对“天地君亲师”做适当的调整和完善，可改为“天地人亲师”。根据如下：1、《易传》所谓“立天之道曰阴与阳，立地之道曰柔与刚，立人之道曰仁与”，这就把“天地人”并称为“三才之道”。在中国哲学史上，这种“天地人”并称不是一种偶然情况，而是反映了一种普遍的思维模式与价值理念。2、《礼记·礼运》云：“故天生时，而地生财，人其父生，而师教之。”从这句话可以提炼出“天地人亲师”。由此可见，“天地人亲师”这种提法也是有相关历史文献为依据。总而言之，“天地人亲师”这种提法不仅具有文献根据，而且，又能适应今天的时代需要，体现了宗教性与人文性的有机结合。 关于“天地人亲师”，还需要解释两点：其一，关于“天”、“人”的性质、内涵及其内在联系。在国学经典中，“天”有三重属性，即自然性、人文性与宗教性。分别指自然之天(指自然现象及其规律)、人文之天(即心性之天，如孟子所谓“四端”源于“天”)与宗教之天(即天志、天意)。应该注意，“天”的这三种性质与内涵往往又是统一的，不是截然分别的。例如，孔子说“唯天为大”(《论语·泰伯》)，这个“天”恐怕不是单一含义的，很可能就是圆融了上述三种含义。“人”既指人类，又指人道。既突出人类的“类”意识，又彰显天地间的“人文”精神。“天”和“人”之间有着深刻的内在联系，不仅“人”的身体是由“天”派生的，而且“人”的德性也是由“天”所赋予的。所以，中国先哲强调“人”要“敬天”和“法天”。其二，关于“地”、“亲”、“师”的内涵及其意义。“地”即大地，“亲”即亲人，“师”即教师。先哲们之所以推崇“地亲师”，这是他们平时重视“地道”(指大地化育万物的规律)、“孝道”和“师道”的必然结果。总而言之，“天地人亲师”把“天”、 “地”、“人”、“亲”、“师”五个要素联系在一起，成为一个有机统一的信仰体系。这个信仰体系具有丰富内涵和深刻意义。张载所谓“民胞物与”就是基于这种精神信仰而展示出的一种崇高的精神境界。可以说，“天地人亲师”信仰体系是中华文明属性的独特标识。 综上所述，我们应该重建和传承“天地人亲师”这种精神信仰体系。因为一个民族与国家的根本性精神信仰反映了这个民族与国家的最为本质的文明属性。如果这种根本性精神信仰模糊或缺失，那么，这个民族与国家的文明属性也就模糊不清了 [ 5 ] 1 。重建中华精神信仰体系，有利于克服当代中国社会的信仰缺失与道德危机，有利于重新彰显中华文明的精神属性。中华精神信仰体系具有悠久的历史传统、博大的包容意识和浓厚的民族特色，有利于最大限度地凝聚人心、教化人心和鼓舞人心，使得处于转型时期的中国社会有一个精神重心，为实现中华民族的伟大复兴提供一个坚实而深厚的精神信仰与道德根基。
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user: 3. 传承中华核心价值观 国学教育不宜满足于传授国学基本知识，而要自觉传承中华核心价值观。它与社会主义核心价值观是有机统一的，但又相对独立。习近平总书记指出，培育和践行社会主义核心价值观必须立足中华优秀传统文化，因为中华优秀传统文化是涵养社会主义核心价值观的重要源泉 [ 6 ] 。为了更好地发挥这种涵养功能，有必要从中华优秀传统文化中提炼出中华核心价值观。 何谓“中华核心价值观”？可以概括为：“自强不息，厚德载物；天下为公，保合太和”。其中，“自强不息，厚德载物”出自《周易·乾传》“天行健，君子以自强不息”和《周易·坤传》“地势坤，君子以厚德载物”，它把人的道德觉悟与价值理念置于天地之间，彰显了精神境界的恢弘博大。“自强不息”是指君子像天道运行那样刚健不息，独立不倚；“厚德载物”则指君子像大地一样广博宽厚，化育万物。由于《乾》《坤》两卦是《易》之蕴、《易》之门，这一特殊地位决定了“自强不息，厚德载物”在诸德目中的根本地位。这就是说，诸如仁义礼智信等均从“自强不息，厚德载物”中派生出来。例如，关于《乾》的卦辞“元亨利贞”，历代不少注家就解释为“仁礼义信”四种德性。从道德实践意义上讲，《周易》是一部人生指南书。如果说《乾》《坤》两卦是对人生的根本指南，那么，其余六十二卦则是对人生的具体指南。例如，《周易》非常重视婚姻与家庭问题，诸如《咸》《恒》《渐》《归妹》与《家人》等卦就涉及或专门论述了这个问题。其基本精神就是《家人·彖传》所说的：“女正位乎内，男正位乎外；男女正，天地之大义也。家人有严君焉，父母之谓也。父父、子子、兄兄、弟弟、夫夫、妇妇，而家道正；正家而天下定矣。”对于家庭伦理，《家人·象传》还强调“交相爱”——即相互亲爱，和睦融洽。这是值得肯定的 2 。关于“自强不息，厚德载物”的精湛义理，如果联系《周易》的人文宇宙观及其人性论思想，就可以看到，其中主要贯穿了一种“继”的精神 [ 7 ] 。所以，“自强不息，厚德载物”是基于对天道本体和人性本质的深刻体认而获得的一种价值理念和实践精神，因而构成了中华核心价值观的重要内容。 “天下为公”出自《礼记·礼运》：“大道之行也，天下为公。”“保合太和”源于《周易•乾·彖传》：“乾道变化，各正性命，保合太和，乃利贞。”“天下为公”侧重于社会政治领域，“保合太和”着眼于整个宇宙的和谐状态。前者是后者的社会政治基础，而后者则是前者的提高与升华。关于“天下为公”，在《礼记·礼运》中的完整表述是：“大道之行也，天下为公，选贤与能，讲信修睦。故人不独亲其亲，不独子其子，使老有所终，壮有所用，幼有所长，矜寡孤独废疾者皆有所养，男有分，女有归。货恶其弃于地也，不必藏于己；力恶其不出于身也，不必为己。是故谋闭而不兴，盗窃乱贼而不作，故外户而不闭。是谓大同。”可见，“天下为公”反映了一种“大同梦”。这个“大同梦”的基本内涵就是物质文明、精神文明和制度文明(“选贤与能”)都达到了很高水准，可以说是一种理想境界。今天，我们所追求的“中国梦”，与“大同梦”存在相通之处。因此，“天下为公”所呈现的理想境界依然是我们追求的核心价值。当然，我们需要结合时代精神赋予它一些崭新的内容。比如，社会主义核心价值观所讲的“民主”和“法治”等内容，就可以理解为“天下为公”在当代中国的最新内涵 3 。关于“保合太和”，《周易•乾·彖传》说：“乾道变化，各正性命，保合太和，乃利贞。首出庶物，万国咸宁。”这句话具有深刻含义。所谓“各正性命”，是指乾道变化到了利的阶段，“万物即将走向成熟，这时每一物在变化中都获得自己特有的性命、存在的价值和应有的位置。万物各有各的性命，各有各的存在价值，各有各的位置，即各得其正。”( [ 8 ] ， p. 15)所谓“保合太和”，“保谓常存，合谓常和。‘保合太和’，使太和之气常运不息，永远融洽无偏；万物得此气以生以成，至此又保而合之，存而久之，已完满成足，无少欠缺。”( [ 8 ] ， p. 16)简言之，“保合太和”代表了中国文化的最高理想：不仅每个个体正当发展、各得其所，而且人类社会乃至整个宇宙和谐统一、协调发展。 合而言之，“自强不息，厚德载物”与“天下为公，保合太和”构成了一个有机的整体，共同组成了中华核心价值观的基本内涵。其中，“自强不息，厚德载物”是中华核心价值观的逻辑起点，强调个体人格的挺立和发展；“天下为公，保合太和”则指向社会、国家、世界乃至整个宇宙的和谐统一与可持续发展，这是中华核心价值观的至善境界。总之，中华核心价值观是中华民族智慧的结晶 4 ，是中华文明的精髓，是中华儿女安身立命的根基，是治国平天下的魂魄，是协调人与自然、使整个宇宙臻于至善的核心价值理念。
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user: 4. 发扬经世致用传统 中华精神信仰和中华核心价值观是中华民族的灵魂和血脉。在这种灵魂和血脉中，自古至今贯穿了一条经世致用的基本原则。国人应该深刻意识到自己身上的这种灵魂和血脉，发扬经世致用的优良传统，致力于中华民族伟大复兴的各项建设事业。 第一，经济建设。我们必须建立义利统一、义以生利的市场经济伦理原则，转变经济发展方式，实现公平正义和共同富裕。国学教育有助于明辨义利关系，有助于提升国人的“道德情操”，有助于解决在市场经济时代良知迷失、唯利是图的问题，使我们的经济运行始终沿着义利统一的康庄大道持续发展。 第二，政治文明。我们应该继承和发扬“大道之行，天下为公”的精神传统，不断深化改革，攻坚克难，切实地把社会主义核心价值观所倡导的“自由、平等、公正、和谐、民主、法治”等价值理念落实于政治制度之中。另外，也需要继承和创新中国传统礼乐教化制度。这样，我们就能创建集中华文明与人类文明之优秀成果于一身的现代政治文明。 第三，文化教育。我们应当发扬古代重视教育的优良传统，所谓“王者建国君民，教学为先”(《礼记·学记》)、“国将兴，必贵师而重傅”(《荀子·大略》)。教育的宗旨就是培养人才，关键是培养独立健全的君子人格，即“天行健，君子以自强不息”、“地势坤，君子以厚德载物”。我们要培养这种既有中国文化精神同时又有世界眼光、善于创新的现代中国人。只有如此，中华文明的延续和发展才会后继有人。 第四，社会建设。我们应当发扬仁爱、和谐的国学精神，努力解决当前中国社会所存在的诸多矛盾。我们需要建立和健全政府负责、社会协助、公众参与、法治保障的社会管理体系。我们必须强化政府公共服务职能，健全社会保障体系，统筹协调各方利益关系，使得全社会各尽所能、各得其所而又团结稳定、和谐发展。 第五，生态文明。我们需要发扬“天人合一”的精神传统，努力实现人与自然的和谐统一。“天人合一”是整体性的大生命观，它把宇宙看成是一个大生命体，人类是其中有机的但又是相对独立的组成部分，能够自觉意识到人与天具有深刻的关联性。其中蕴涵了宗教、哲学、美学、伦理学、教育学和生态学等多重意义。而能够把这多重意义集于一身的，正是“天地人亲师”这种信仰体系。所以，重建“天地人亲师”精神信仰，才能够从根本上建设好生态文明，使人与自然臻于“保合太和”的理想境界。 综上所述，发扬经世致用思想传统，其实质精神就是把中华精神信仰和中华核心价值观贯彻落实于各项建设事业。发扬经世致用思想传统，其实就是儒家“修身、齐家、治国、平天下”的精神体现。这不仅可以检验国学教育的成效如何，而且也可以在经世致用过程中发展国学和创新国学，使得国学与时俱进。
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user: 5. 结语 先哲云：“国于天下，有与立焉。”(《左传·昭公元年》)这句话在今天全球化背景下，尤其显得内涵丰富、意义深刻。所谓“立”，是一个全方位、立体式的“立”，是一个国家或民族的综合实力的屹立。它包括经济、政治、军事、文化、教育、学术、道德、信仰等诸多方面。其中，精神信仰体系和核心价值观的确立是最为核心的。习近平总书记指出，“无论哪一个国家、哪一个民族，如果不珍惜自己的思想文化，丢掉了思想文化这个灵魂，这个国家、这个民族是立不起来的” [ 9 ] 。因此，国学教育必须重建中华精神信仰体系，传承中华核心价值观，发扬经世致用思想传统，致力于中华民族的伟大复兴，这是“文化自觉”精神的本质体现；同时，在全球化背景下，我们还应秉持中华国学的王道精神，倡导建立一种新的全球价值观：“天下为公，保合太和”，致力于建设和谐世界，让世界人民“各美其美，美人之美，美美与共，世界大同”( [ 1 ] ， p. 161)。这是“文化自觉”精神的最高境界。
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user: 摘 要 肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是最主要的促炎症细胞因子之一，主要是由激活的单核/巨噬细胞分泌，在炎症、免疫调节反应、细胞生长、细胞凋亡中起重要作用。左心室重构可导致心肌病进行性发展，甚至引起恶性心律失常、心力衰竭及心源性猝死的发生，其进展过程中与肿瘤坏死因子-α(TNF-α)密切相关，肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的研究可帮助临床医师及早识别无临床症状患者心室重构的发生，且通过抗肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的治疗对延缓心室重构及改善患者预后发挥着重要作用。本文就肿瘤坏死因子- α(TNF-α)与左心室重构关系的最新研究进展进行综述。 关键词 :肿瘤坏死因子-α，左心室重构，抗肿瘤坏死因子-α，关系 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 肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种最重要的促炎症细胞因子，在炎症、免疫调节反应、细胞增殖、抗病毒反应、细胞生长、细胞凋亡中起作用。主要是由激活的单核/巨噬细胞分泌的。有资料表明TNF-α参与了心室重构的形成，并参与多种心脏疾病如充血性心力衰竭、心肌炎、缺血性心脏病、扩张性心肌病和败血症所致的心肌病的病理生理过程 [ 1 ] 。本文就TNF-α和心室重构近几年研究进展综述如下。
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user: 2. TNF-α的结构及其生物学作用 2.1. 结构 TNF-α由157个氨基酸组成，分子内有一对二硫键，无糖基侧链，相对分子质量为17 kDa，以二聚体、三聚体或五聚体的形式存在于溶液中，以三聚体形式与细胞表面的TNF受体(TNFR)结合，介导多种生物学活性。TNF-α可分为跨膜型TNF-α和分泌型TNF-α，由激活的单核/巨噬细胞产生，跨膜型TNF-α的一级结构有233个氨基酸残基，−76~−1位为引导肽序列，该序列中−1~−70位是连接段，−21~−46位是疏水区域，可形成跨膜段，其余部分为胞内段。在金属蛋白酶TACE作用下，跨膜型TNF-α胞外段1~157位可被水解，脱落为分泌型的TNF-α，分泌型TNF-α释放入血发挥生物学作用。 2.2. TNF-α的生物学作用 TNF-α的生物学作用均是通过与细胞表面的相应受体结合后激活了下游信号传导途径而实现的。TNF-α受体分两型，即TNFR1(p55)和TNFR2(p75)，他们同属于一个受体超家族，即TNF受体超家族。这两种受体亚型均存在于人类的心肌细胞膜上。TNFR1是多数细胞类型中的主要受体亚型，其中包括心肌细胞 [ 2 ] 。实验发现除TNFR2基因的转基因小鼠心衰恶化、死亡率增加，而剔除TNFR1的小鼠心衰延缓、死亡率下降，提示TNFR1信号转导途径可能介导心室重构，对心脏具有毒性作用，而TNFR2信号途径可能拮抗TNFR1的作用，有心脏保护作用，延缓心室重构 [ 2 ] 。 TNF-α可抑制心肌的收缩功能，该作用具有浓度、时间依赖性 [ 3 ] 。TNF-α对心肌收缩功能的作用可分为早期和晚期两个时相。早期效应在TNF-α作用后数分钟内发生，被认为是由TNF-α作用于TNFR1后鞘脂代谢产生的鞘氨醇所介导，鞘氨醇可阻断肌浆网上的ryanodine受体，减少胞浆内钙离子流动从而抑制心肌的收缩功能。晚期效应一般在TNF-α作用数小时后发生并依赖于NO，TNF-α诱导iNOS表达使细胞产生大量NO，引起肌丝对钙离子的脱敏从而导致持续的心肌收缩障碍 [ 3 ] 。
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user: 3. TNF-α引起心室重构 TNF-α参与广泛的生理和病理调控，可导致心肌细胞和内皮功能障碍，引起心肌细胞外基质重构、心肌细胞肥大、心室扩张，使心脏舒张和收缩功能不全，最终导致心室重构。 现已经证明成熟的心肌细胞也可分泌TNF-α，而且心肌细胞膜存在TNF-α受体。因此，心肌既是TNF-α的分泌场所，也是TNF-α作用的靶子 [ 4 ] 。表明TNF-α可在心内合成，并且可能和左心室肥大有关。Stamm等 [ 5 ] 通过结扎兔主动脉诱导左室肥大发现，随着左室肥大的进展，心肌内TNF-α的表达进行性增高，而血浆TNF-α只有在出现心力衰竭后才升高。Satoh等 [ 6 ] 临床研究也发现TNF-α仅出现在衰竭的心肌而不出现在非衰竭的心肌中。龚玮琦等 [ 7 ] 对LVEF正常的CHF患者的研究中发现，TNF-α与心功能分级有明显的相关性，TNF-α对于LVEF正常的CHF患者的早期诊断有重要意义。李代桃等 [ 8 ] 在对风湿性心脏病引起CHF的研究表明，随着心功能的恶化，血清TNF-α水平随之升高，是评价风湿性心脏病心力衰竭治疗及预后的指标。刘娟等 [ 9 ] 在对扩张型心肌病引起CHF患者的研究中发现，扩张型心肌病患者血清中TNF-α水平明显升高。 近年来国内外研究发现，在心室重构的发生、发展过程中TNF-α主要通过以下途径发挥作用：(1) TNF-α可促进内皮素-1的产生，导致细胞增生、分化，炎症、坏死和新血管的形成，可引起血管壁的损伤，促进动脉粥样硬化的形成及斑块的破裂，造成心肌细胞缺血、坏死 [ 10 ] 。(2) TNF-α可增加心肌细胞耗氧量，主要作用于脂蛋白脂肪酶，使其活性增高，导致心肌细胞中由三酰甘油衍生的游离脂肪酸生成及利用度增加，影响心肌细胞的代谢，从而对衰竭的心肌细胞产生损伤。(3) TNF-α使细胞内一氧化碳合成酶mRNA的表达增多，加速心肌细胞内一氧化氮合成增加，造成心肌细胞损伤，使心肌细胞收缩力下降。(4) TNFα增加心肌细胞对钙离子的敏感性，降低心肌收缩力，增加氧自由基的释放，加速心肌细胞的凋亡 [ 11 ] 。 通过动物实验研究提示，过度表达TNF-α和长期输注TNF-α可能导致动物出现心肌炎、心肌肥厚、心室扩张、收缩功能障碍、心肌细胞坏死、心肌纤维化等表现。Kubota等 [ 12 ] 证实，过度表达TNF-α的转基因鼠在24周观察中表现出左室进行性扩张，其机制为TNF-α通过影响基质金属蛋白酶(MMPs)，基质金属蛋白酶组织抑制物(TIMP)等的表达和或活性间接影响细胞外基质的代谢，使胶原含量改变，从而促进心室的重构。Yokoyama [ 13 ] 证实TNF-α对成熟的心肌细胞及乳头肌细胞均有浓度依赖性的负性肌力作用。用TNF-α持续灌注大鼠心脏导致时间依赖性降低心室功能并使心脏扩大 [ 3 ] 。有研究证明，将豚鼠心肌细胞在不同浓度的TNF-α溶液中浸入2~3 min，心肌收缩力呈浓度依赖性减弱，去掉TNF-α后心肌收缩功能还可恢复正常。Pagani等 [ 14 ] 动物实验已证明灌注TNF-α可以产生明显的左室扩大，表现为左室舒张末压力-容积曲线右移，左室舒张末压力-应变曲线的左移。