DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 山茶属(Camellia)总共有280余种植物，中国有238种 [ 1 ] ，其中部分种的种子因油脂含量较高，所以将它们统称为油茶 [ 2 ] 。茶油即从茶籽中提取的油脂，被誉为“油中珍品”。油茶与橄榄，油棕和椰子共称为世界四大木本油料植物。中国从古至今一直都是世界上最大的油茶产区 [ 3 ] ，早在2300多年前，中国就已有油茶的栽培利用记录 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] ，尤其在我国南方，油茶是最重要的木本食用油来源。目前中国大规模油茶种植产区，主要种植白花油茶(Camellia oleosa Rehd.)基础品种及高产种 [ 5 ] ，以及少量山茶属的红花油茶(Camelliachekiangoleosa Hu.) [ 2 ] ，种植产区分布于湖南，江西，广西，广东等地 [ 3 ] 。大果红花油茶(Camellia semiserrata Chi.)为山茶科、山茶属、红山茶组、滇山茶亚组植物 [ 6 ] ，原产地在中国，广泛分布于中国南岭山区，目前作为新兴油茶品种，逐渐受到人们的重视。该种油茶果硕大，形状似柚子，茶籽含油量极高，部分可达40%，有“中国油茶王”的美誉 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 。此外，由于其株型美观，花朵大，花色鲜艳，自20世纪70年代，在湖南，江西，浙江等部分地区就引进大果红花油茶作为景观树种 [ 10 ] 。 鉴于大果红花油茶在油料、观赏及绿化方面存在的巨大开发价值，本文对大果红花油茶的生物学特性、栽培技术、油品品质等方面的最近研究进展进行了总结，为今后大果红花油茶的后续研究和开发及产业发展提供参考。
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user: 2. 基本生物学特性 大果红花油茶为常绿乔木，高4 m~8 m [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] ，早花型，异花授粉，霜降籽，叶片呈大叶类如图1，富革质、硬脆，特大果型，果壳厚约2.5 cm、出籽率相对较低，茶籽含油率较白花油茶籽次之，但单株结实量大，单果质量大如图2，产量高。正常生长环境下，其5年株高5米，平均冠幅1.5 m，地径3 cm~4 cm，野生幼苗8年始花挂果，单株结实50~200个，单果重0.5 kg~1.5 kg，果皮平均厚度2.5 cm，每亩可产茶油40 kg~100 kg [ 11 ] [ 12 ] ，其适应性强，能忍受40度高温，在10℃以下亦能正常开花结实，结实生长周期长，接近40年依然枝繁叶茂，产果出油量不减，挂果生长周期长达200年 [ 13 ] ，其他茶树种无法与之媲美；此外，其茶花红艳、朵大，并极具观赏价值 [ 5 ] 。 大果红花油茶自然分布区主要集中于我国北回归线附近的南岭山区，如广东、广西、湘南、赣南，一般生长在海拔800 m以下山丘或半山丘，海拔高于1000 m地区也能适度生长。大果红花油茶喜好年均气温在14℃~21℃的温暖湿润气候，年有效积温在4000℃上下，冬天最低气温不得低于0℃，最适开花气温14℃~18℃；其对土壤要求不严，植株最适生长PH：5~6.5，PH值在4.5~7均能生长 [ 11 ] [ 12 ] 。
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user: 3. 繁育研究进展 目前我国已通过杂交技术和诱变育种技术，选育出了一批优良油茶农家品种，优良家系，优良无性系杂交组合等。目前应用于生产的选育品种有200余个，其中经国家林业局审定和认定的油茶优良种70个，大都以白花小果油茶、中果油茶为主。而大果红花油茶基本属于野外资源的引种种植，尚未开展系统的品种选育 [ 14 ] [ 15 ] 。 图1. 左为大果红花油茶茶树，右为白花油茶茶树 图2. 下方为大果红花油茶茶果，上方为白花油茶茶果 目前大果红花油茶的繁殖主要依靠种子繁殖、扦插及嫁接。何东霞 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 黄雪娟 [ 12 ] 等对大果红花油茶的种子繁殖技术进行了研究，发现秋季为最佳繁殖时间，也可沙藏到第二年春季播种，保湿催芽后20 d~30 d即可发芽，一般每平米播种2000粒为宜，一年后即可用于定植。胡小三和蒋艳华研究了大果红花油茶扦插技术，发现扦插应在当年的6~8月进行，60天后即可发芽，一年后即可用于定植 [ 20 ] 。我国目前已有少部分地方应用此法略见成效，在江西，广东，福建等地栽种的大果红花油茶利用的便是短穗带叶插扦技术为主导育苗技术，促成了“一年种植、两年定杆、三年育冠成型、五年挂果”的速成效果体系 [ 13 ] 。目前关于大果红花油茶的嫁接方案还需优化，嫁接得到的大果红花油茶茶树，与正常苗木相比，其成活率较低，根部发育较差，叶片生长质量较差，植株整体素质不如扦插和传统育种 [ 3 ] [ 5 ] [ 9 ] [ 11 ] 。
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user: 4. 栽培技术研究 目前对于大果红花油茶的栽培技术研究主要涉及建园、常规管理、病害防治等方面。 大果红花油茶建园选择在海拔低于800 m的土地或山丘，年气温不低于0℃，年均气温在19℃~23℃，种植前进行整地施工，保证土地坡度小于15˚。目前对大多数油茶以60~90株每亩种植为宜 [ 21 ] ，但大果红花油茶树形较大，树种冠幅较大，有别于其他油茶品种，其最佳种植密度为50棵每亩 [ 11 ] ，最适移植时节在清明节前后和冬季11月上下。定植要点包括扶直、回土、轻提、踩实、浇定根水 [ 12 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 。大果红花油茶是以采收茶果榨油为目的，种植密度太高，容易造成植株间的竞争，促使树体向上徒长，植株不能形成良好的结果冠幅，会导致光照、养分匮乏，同时还会创造良好病虫滋生条件，引发病虫害从而降低果实的产量和质量。一年期大果红花油茶苗遵循以上移植步骤，具体规范立地条件、还应根据冠幅类型，树龄大小及是否间种的不同适宜调整，对于大果红花油茶栽培模式目前仍然处于研究探索优化中。 此外，研究者发现大果红花油茶对花椒树的生长有显著促进作用，还能提高花椒树防冻能力，目前已有地区采用大果红花油茶与花椒树套作的种植方法，此法能显著提高花椒产量，加强花椒树的抗性 [ 12 ] 。还有学者对大果红花油茶与锥栗套种进行相关研究，结果表示此方法亦能提高锥栗10%的年产量 [ 22 ] 。 大果红花油茶的常规管理中幼苗时期主要施加氮肥和磷钾肥，促新梢生长；成年苗木在春季施加氮肥，夏初开展除草及施肥，冬季清林后还可适当补施一次磷钾肥，可促进茶树抗寒能力。施肥方式可以根据植株当年具体生长状况适当调整 [ 20 ] [ 23 ] [ 24 ] 。两年期苗木株高达到1.5米以上，此时应该适当剪顶，还应剪除油茶树体上的病虫枝、寄生树、徒长枝、干枯枝、老化枝。修剪宜在秋末冬初油茶果实成熟采收之后进行，可结合清林开展，清林可在每年采摘后的冬季进行；修剪要因树制宜，剪密留疏，去弱留强，弱树轻剪，强树重剪。在农历的3~4月将茶树的病果，畸形果剪掉，第一年茶树果可不留或少留，避免植株过多营养消耗 [ 25 ] 。 通常大果红花油茶野生植株或种子繁育苗第8年始花结果，然而通过加强管理措施可提早2~3年开花挂果。大果红花油茶主要靠蜂、蚁等昆虫授粉，因此要注意保护种植区有益的授粉昆虫，同时可以在林地周围放养蜜蜂，满足油茶授粉的需要，既提高油茶结实率，又能增加经济收入 [ 25 ] 。 大果红花油茶的病害主要有：炭疽病、白粉病、软腐病、烟煤病等。虫害主要有蚧壳虫、红蜘蛛、蛀茎蛾、茶梢蛾、茶毛虫、金龟子、叶蜂等。茶树虫害管理以“预防为主、综合防治”。以营林保健种植技术为基础，以能控制病虫害在适当范围内为度，尽量采用生物防治方法控制病虫害的发生和蔓延，如对害虫进行黑光灯诱捕，性引诱剂诱捕等方式防治，或者适量引入当地灭虫生物控制虫害。提倡使用无公害农药，生产无公害茶果及产品。例如，幼苗期可能会患炭疽病，可用翠贝、中生菌素等进行防治，翠贝稀释3000~4000倍，每间隔1~3个月施喷一次；白粉病、软腐病、烟煤病用露森娜2000~4000倍液施喷防治；幼苗嫩梢还可能会有蚜虫蛀食，用苦参碱60 g~90 g每公顷预防或者消灭蚜虫，同时还能对蚧壳虫、叶娥、天牛、尺蠖等害虫有良好防治效果 [ 12 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] 。
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user: 5. 加工利用研究 大果红花油茶籽含油率较高，野生大果红花油茶鲜果含油率在2.80%，鲜果出仁率15.70%，干出籽率8.80%，干籽出仁率54.90%，种仁含油率57.15%，干籽含油率31.30% [ 2 ] [ 26 ] 。纯野生大果红花油茶17年成树每株产籽3.695 kg，亩产鲜茶籽185 kg，扣除水分30%得干茶籽130 kg，扣除籽壳26%，每亩产籽仁94 kg，按照54%出油率，按照每亩50株计算，每亩可产茶油50 kg [ 11 ] [ 12 ] [ 27 ] 。 对野生大果红花油茶籽油脂肪酸含量进行测定，大果红花油茶脂肪酸组成为10－十五碳烯酸占比2.650%，棕榈酸占比7.641%，油酸占比69.760%，反亚油酸占比1.396%，亚油酸占比11.267%，α－亚麻酸占比0.239%，花生酸占比0.387%，不饱和脂肪酸占比85.312%，野生大果红花油茶籽油脂碘值84%，利用Rancimat法由实验数据显示大果红花油茶籽油储藏期为340天 [ 28 ] 。经典油茶品种如博白大果油茶( Camellia gigantocarapa Hu.)其不饱和脂肪酸含量80.675%，碘值82%；普通油茶不饱和脂肪酸含量84.280%，碘值82%；越南油茶( Camellia vietnamensis Huang ex Hu.)不饱和脂肪酸含量87.242%，碘值82%；浙江红花油茶(Camellia cheklangoleosa Hu.)不饱和脂肪酸含量87.536%，碘值80%；橄榄油不饱和脂肪酸含量最高83%，碘值80% [ 5 ] [ 29 ] 。以上结果显示，大果红花油茶籽出油率在同等茶籽油料品种中属于中上水平，不饱和脂肪酸高于橄榄油，大果红花油茶各项油品指标一级，且较耐储藏，其茶油具有良好的市场发展前景。 大果红花油籽壳一般占茶籽干重的20%~30%，其含丰富的蛋白质，还含有大量羧甲基纤维素，皂素，多缩戊糖，茶多酚等物质，油茶籽饼中有丰富的茶皂素，用途广泛，不仅可以入药，还是一种优良的啤酒发泡剂，也是一种被广泛认可的环保生物农药，被广泛用于化工，医药等行业。大果红花油茶茶皂素含量为油茶最高，使用甲醇，乙醇和异丙醇为溶剂可萃取得到粗皂素，再经加热沉淀便能制成纯皂素，此法能在大果红花油茶粕中得到10%工业皂素 [ 30 ] ；大果红花油茶茶粕中有丰富的多酚物质，茶多酚具有解毒和抗辐射作用，能有效的阻止放射性物质侵入骨髓，被称作“辐射克星”广泛应用于医药行业。可用60%乙醇浸提，提取时间3.5 h，提取温度70℃，油料比1:15，此法对茶籽粕多酚有2.160%的最佳提取效率 [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] 。 此外油茶粕因其特殊的物理颗粒结构，还能被制成抛光粉，性能优于目前已有的抛光粉，因此其国内外需求量日益上升 [ 31 ] 。大果红花油茶果壳占茶果鲜重的70%~80%，为茶果中之最，果壳中含有高量的纤维素，多缩戊糖，活性炭和食用菌培养基料等 [ 11 ] [ 31 ] 。
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user: 6. 问题与展望 目前对大果红花油茶的研究十分零散，研究深度也不够，对大果红花油茶产业的发展十分不利。例如，缺乏育种相关的应用基础研究，对我国大果红花油茶的资源分布，遗传多样性和生态适应性都缺乏基础数据；大果红花油茶栽培管理模式尚未成熟，目前仍处于探索阶段，特别是速成栽培技术缺乏，导致经济产出较慢，影响农民栽培积极性；大果红花油茶茶油缺乏国家标准，制约了其商品化和市场化；对大果红花油茶粕、茶壳等生物质资源尚未充分开发利用等。 大果红花油茶寿命长，株型高大，花形美观，同时茶籽产量高、含油率高、油品品质好，具有极大的开发价值。针对目前大果红花油茶的研究现状，必须以市场需求为导向，抓住制约产业发展的瓶颈问题，从育种、栽培及加工全产业链开展研究，特别是需要加快选育适应度广的高产速成新品种 [ 35 ] 、研究绿色高效栽培技术，研发茶油及副产品的新型加工技术，同时开展大果红花油茶茶油在医学保健及营养领域的应用研究。中国非常重视农业的可持续发展，发展大果红花油茶产业，可成为我国山区农业产业结构调整，农民增收致富的重要途径。
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user: 摘 要 本文以四丁基六氟磷酸铵(TBAPF 6 )为支持电解质，在二氯甲烷:乙腈(V:V = 1:19)溶剂中对单体3-吡啶基-2，5-二噻基噻吩(M3)进行电化学聚合获得了聚(2，5-二噻基-3-吡啶基噻吩)均聚物薄膜(P1)，并且分别以纯单体(M3)与3，4-乙撑二氧噻吩(EDOT)单体按照以(M3:EDOT = 1:1/1:3/3:1， c/c， (mmoL/L))为比例通过电化学聚合制备了聚(2，5-二噻基-3-吡啶基噻吩-3，4-乙撑二氧噻吩) P2 (1:1)、P3 (1:3)和P4 (3:1)等共聚物薄膜。使用核磁共振氢谱( 1 H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对单体M3进行了表征测试以及利用紫外-可见光谱(UV-Vis)对聚合物P1、P2、P3、P4薄膜的光学性能进行了研究。根据(UV-Vis)和(CV)分析所得的均聚物P1和共聚物P2、P3和P4的薄膜光学能隙依次为2.05 eV、2.02 eV、1.89 eV和2.06 eV，电化学能隙分别为3.56 eV、3.39 eV、3.77 eV和3.22eV。电化学均聚物P1薄膜和共轭聚合物P2、P3、P4薄膜均具有p-型掺杂和n-型掺杂行为。聚合物薄膜除了P2表现出(深紫灰色)以外P1、P3、P4由深棕色(还原)到浅灰色(氧化) (而P4为浅黄棕色)的电致变色转换。P2在440 nm处的光学对比度为42.9%，响应时间为1.1 s，具有良好的电致变色性能。 关键词 :吡啶基噻吩，电聚合，光谱电化学，电致变色性能 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 过去20年中，因为噻吩及其衍生物在环境中的稳定性、高导电性以及易于形成独立的、高强度的薄膜性等显著的特点而引起了人们广泛的关注 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。为了使共轭聚合物实现高效率性，需要拓宽其光谱吸收的范围和提高空穴迁移率 [ 6 ] 。因为有些共轭聚合物在高电位下，其材料在沉积过程中会发生过度氧化导致聚合物膜难溶和难处理 [ 7 ] [ 8 ] ，有文献记载，噻吩类的电化学聚合性良好，在多联噻吩的电化学聚合电位较低，避免了过度氧化现象的发生 [ 3 ] 。低氧化电位化合物可在电化学聚合过程中产生高质量的聚合物薄膜 [ 9 ] 。为了提高聚合物薄膜的n-型掺杂态的稳定性需要在聚合物主链中加入给体–受体(D-A)性的EDOT共聚单体，使降低聚合物薄膜的氧化电位 [ 10 ] 。主链含缺电子芳环的聚3，4-乙撑二氧噻吩(EDOT)和聚噻吩类共轭聚合物已被报道 [ 11 ] [ 12 ] ，但是侧链含缺电子芳环的噻吩类共轭聚合物的研究尚未报道或报道极少 [ 13 ] ，需要更进一步研究并设计结构规整和共轭程度高的噻吩类聚合物，发现其潜在的应用价值 [ 14 ] 。 基于以上思路本文报道了用Stille交叉偶联反应合成D-A-D共单体3-吡啶基-2，5-二噻基噻吩(M3)。纯单体M3在0.1 M四丁基六氟磷酸铵(Bu 4 PNF 6 )作为电解质的混合溶液中进行(混合溶液为乙腈:二氯甲烷 = 19:1 V:V)电聚合法获得均聚物以及M3和3，4-乙撑二氧噻吩(EDOT)按比例(M3:EDOT = 3:1， 1:1， 1:3 c/c (mmoL/L))进行共聚得到聚合物薄膜P1、P2、P3、P4，并且研究聚合物薄膜的光、电性能和电致变色敏感性变化。所得的这类聚合物薄膜在双掺杂电致变色器件设计中具有很大的吸引力。
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user: 2. 实验部分 2.1. 主要试剂与测试仪器 3-溴吡啶：(99%)，上海毕得医药科技有限公司；三丁基锡基噻吩，阿达玛斯试剂有限公司；3-噻吩硼酸：98%，麦克林；3，4-乙撑二氧噻吩，Alfa Aesar；乙腈(ACN)和二氯甲烷(DCM)：分析纯，使用通过除氧和除水处理； 核磁共振测试( 1 H-NMR)：采用美国Varian公司(Inova-400 MHz型核磁共振波谱仪) (内标为Me 4 Si，溶剂为DMSO)；红外光谱分析：采用KBr压片，使用德国BRUKER公司(EQUINOX-55型红外光谱仪)，扫描波数范围为400 cm −1 ~4000 cm −1 ；紫外–可见吸收光谱分析(UV-Vis)：日本岛津，UV-1800分光光度计；循环伏安分析(CV)：上海辰华公司CHI660C电化学工作站，(0.1 mol/L Bu 4 NPF 6 的乙腈溶液作为电解质，ITO玻璃为工作电极，甘汞电极(SCE)为参比电极，铂电极为辅助电极)，N 2 保护，扫描范围为−2~2 V，扫描速度为50 mV/s。 2.2. 单体的合成 2.2.1. 3-吡啶基噻吩(M1)的合成 在室温，N 2 气保护下，于100 mL三口瓶中先加入12.15 g (94.95 mmol)3-硼酸噻吩，10 g (63.29 mmol) 3-溴吡啶，150 mL的无水THF，搅拌，后将13.1 g无水(K 2 CO 3 )和33 mL蒸馏水加入该反应体系里，抽真空后，将2.74 g自制的四(三苯基膦)钯[Pd(PPh 3 ) 2 Cl 2 ]催化剂倒入到上述反应体系中，90℃时反应20 h以上。反应结束后，液冷却至室温，放入碎冰里，二氯甲烷和水萃取，无水MgSO 4 干燥，用柱层析分离纯化(乙酸乙酯:石油醚 = 1:4 V:V)。浓缩，得9.6 g白色产品(略带黄色)，产率为94%。FT-IR (KBr， cm −1 ): 3079， 3025， 1568， 1476， 1430， 1325， 867， 778， 697; 1 H-NMR (400 MHz， DMSO): δ (ppm): 8.925 (Py-H， 1H)， 8.492 (Py-H， 1H)， 8.119 (Py-H， 1H)， 8.033 (Th-H， 1H)， 7.702 (Py-H， 1H)， 7.647 (Th-H， 1H)， 7.435 (Th-H， 1H)。 2.2.2. 2，5-二溴-3-吡啶基噻吩的(M2)的合成 在N 2 气保护和冰浴条件下，称取3-吡啶基噻吩(M1) (3.5 g， 21.73 mmol)加入到盛有40 mL (CHCl 3 :CH 2 COOH = 1:1)混合溶液的150 mL的双口瓶中，电磁搅拌，抽真空后，将N-溴代丁二酰亚胺(8.12 g， 45.61 mmol)分批加入到上述反应体系里，反应4~6 h。反应液置于碎冰中，用(Na 2 CO 3 )溶液中和，二氯甲烷和水洗涤，(MgSO 4 )干燥，用硅胶柱层析分离纯化(乙酸乙酯:石油醚 = 1:3.5 V:V)，得2.26 g白色固体。FT-IR (KBr， cm −1 ): 3086， 3029， 1572， 1483， 1426， 1322， 983， 882， 805， 701; 1 H-NMR (400 MHz， DMSO): δ (ppm): 8.732 (Py-H， 1 H)， δ 8.567 (Py-H， 1 H)， δ 7.960 (Py-H， 1 H)， δ 7.495 (Py-H， 1 H)， δ 7.474 (Th-H， 1 H)。 2.2.3. 3-吡啶基-2，5-二噻基噻吩(M3)的合成 在N 2 气保护下，称取2，5-二溴-3-吡啶基噻吩(M2) (3.92 g， 12.37 mmol)和三丁锡基噻吩(11.80 g、31.54 mmol)加入到盛有90 mL甲苯溶液的250 mL的双口瓶中，搅拌条件下，抽真空后，将二(三苯基膦)二氯化钯(1.32 g， 1.88 mmol)分批加入到上述反应体系里，在反应温度110℃~120℃范围内回流反应14 h。最终产物通过柱层析硅胶分离纯化(乙酸乙酯:石油醚 = 3:5 V:V)，得深棕色液体。FT-IR (KBr， cm −1 ): 3071， 3036， 2952， 2921， 1572， 1483， 1422， 1229， 1079， 1048， 898， 840， 713，624; 1 H-NMR (400 MHz， DMSO): δ (ppm): 8.891 (Py-H， 1H)， δ 8.874~8.866 (Py-H， 1H)， δ 7.839~7.819 (Py-H， 1H)， δ 7.458 (Py-H， 1H)， δ 7.432~7.420 (Th-H， 1H)， δ 7.182~7.150 (Th-H， 1H)， δ 7.152~7.111 (Th-H， 2H)， δ 7.067~7.045 (Th-H， 2H)。 2.3. 聚合物的合成 2.3.1. 聚[2，5-二噻基-3-吡啶基噻吩]的薄膜(P1)的制备 P1聚合物薄膜在CH166C电化学三电极系统中，以工作电极由ITO玻璃制成，铂电极用作对电极，饱和甘汞电极用作参比电极来，在室温下DCM:ACN (V:V = 1:19)作为溶剂，四丁基铵六氟磷酸盐(TBAPF 6 )作为支持电解质，单体浓度(6 mM)，在−0.5~1.25 v电位区间内，扫速为20 mV/s下，通过30次扫描使用电化学法聚合获得了ITO上堆积的聚合物膜记为P1 (6:0)，并依次用乙腈、丙酮冲洗数次。 2.3.2. 聚含[2，5-二噻基-3-吡啶基噻吩-3，4-乙撑二氧噻吩]薄膜(P2， P3， P4)的制备 按照与2.3.1相同的制备条件和方法，以单体M3与EDOT的物质的量比分别为1:1、1:3、3:1共聚获得三种类型的聚合物薄膜，分别记为P2(1:1)、P3 (1:3)、P4 (3:1) (图1)。 图1. 目标单体和目标聚合的合成路线
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user: 4. 结论 本文通过Stille偶联反应合成了一种新型单体，含有吡啶基三噻吩的M3，单体M3与EDOT的比例为6:0、1:1、1:3、3:1通过电化学聚合得四种类型聚合物薄膜，分别记为P1 (6:0)、P2 (1:1)、P3 (1:3)、P4 (3:1)，并通过UV-Vis与CV图计算它们的光学能隙分别为2.05 eV、2.02 eV、1.89 eV和2.06 eV，电化学能隙分别为3.56 eV、3.39 eV、3.77 eV和3.22 eV。聚合物薄膜具有较好的p-型和n-型掺杂行为。其光谱电化学分析可知，聚合物薄膜除了P2(显示深紫灰色)以外其他薄膜P1、P3、P4表现出由深棕色(还原)到浅灰色(氧化) (其中，P4的氧化为浅黄棕色)的电致变色转换。根据实验紫外可见分光度计测量聚合物P2薄膜的透光率(%T)显示，共聚物P2在440 nm处的光学对比度为42.9%，响应时间为1.1 s，并且具有良好的电致变色性能，所得的这类材料在电子和光电器件中具有很高的潜在应用性。
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user: 摘 要 通过观察玉米杂交种在干旱环境下的生长性状表现，用玉米幼苗期的萌发抗旱指数来评价玉米的抗旱性，为抗旱品种选育提供借鉴。本试验采用PEG-6000水溶液模拟干旱环境，比较4个玉米品种在幼苗期的发芽率、萌发性状的变化。研究表明，随着天数的增加，4个品种的发芽率都表现为先增加后降低，在4%~6%的PEG-6000水溶液浓度下玉米品种的发芽率高于其它浓度；TN1在干旱胁迫下种子萌发指数相对较高，从萌发抗旱指数的差异分析来看，TN1同NT2、TN3、TN4相比差异极显著(p < 0.01)。试验材料的萌发性状表现同抗旱指数差异性表现一致，可以用来鉴定玉米萌发期的抗旱性强弱。 关键词 :PEG-6000水溶液，水分胁迫，苗期 Copyright © 2019 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 现代玉米育种已经进入到飞速发展阶段，基因工程等技术运用相应地提升了行业的科技创新能力 [ 1 ]。近些年来，随着国家关于种子管理的相关法律的落地与实施，科技投入的加大，玉米的生产也呈现出新态势 [ 2 ] [ 3 ] ，但是无论怎样变化，育种工作在提高玉米产量和质量中占据着不可估量的地位，而近些年干旱气象灾害频发，这对玉米育种工作提出了严峻的挑战。干旱不仅影响玉米的生长发育，也会直接影响到玉米的产量和收获质量 [ 4 ] ，据研究标明，玉米因为干旱致中度减产可达10%~25%，最直接的表现是植株的外部形态的变化，而内在生理的反映更多体现在根系吸水能力的强弱方面。选育抗旱性强的玉米品种，不仅是玉米育种中的重要任务，更关系到干旱地区玉米产量的提高和抵御旱灾风险能力的提升 [ 5 ] [ 6 ] ，对玉米选择适宜的干旱鉴定指标进行抗旱研究，可以鉴别不同品种的抗旱适应性，从而进行不同级别的抗旱性评价，这对玉米产区特别是干旱地区玉米的生产具有现实指导意义 [ 7 ] [ 8 ]。 玉米不同品种对土壤和大气干旱条件所具有的适应性和抵御能力是不同的，它们在形态结构特征、生理生化特性、生长发育等方面，形成了一系列抗御干旱的机制和对逆境的适应反应，而对玉米萌芽期抗旱性的鉴定方法和指标的研究仅有零星的报道 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]。Bouslama [ 12 ] 等根据种子在高渗溶液或在不同渗透势的土壤中的发芽势和发芽率来评价萌发期的抗旱性，并提出了用种子萌发抗旱指数来反映种子在高渗溶液中的发芽势和发芽率，认为种子萌发抗旱指数是评价种子萌芽期抗旱性的可靠指标。大量研究结果也表明，用高渗溶液进行干旱模拟可代替土壤水分胁迫处理获得比较可靠的结果。发芽率、发芽势、渗透胁迫下的幼苗、根长和干重的伤害率及贮藏物质运转率均与萌发抗旱指数有较强的相关性 [ 13 ] [ 14 ]。本试验以4个杂交种为测试对象，研究4个PEG-6000水溶液浓度(4%、6%、7.5%、8.75%)胁迫下玉米幼苗期的发芽率、萌发性状的变化，采用萌发抗旱指数来评价玉米品种的抗旱性，比较出抗旱性较强的玉米品种，为当地选育抗旱品种提供借鉴。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 试验材料 以4个玉米杂交种为试验材料，各品种名称及本试验代码见表1。 2.2. 试验方法 每个品种选取大小均匀，籽粒饱满的种子各500粒，用75%的酒精消毒10分钟，再用蒸馏水冲洗3次。在准备好的长20 cm、宽10 cm发芽盒中铺上一定质量的细沙，按照处理分别倒入配置好的浓度分别为4%、6%、7.5%和8.75%的PEG-6000水溶液，之后按照一定间距均匀将玉米种子摆放在发芽盒中，每个处理50粒，3次重复，以蒸馏水作为对照，共计200粒种子。并将发芽盒置于SPX-250B-G型光照培养箱中，昼/夜温度为26℃/25℃。采用早晚喷水的方法控制湿度在60%~70%，设定好数值，将光照时间调至白天/夜晚为12 h/12 h，光照强度为2500 lux，连续培养10 d。 Table 1 Test varietie 序号 品种名称 本试验所用编号 1 先风金糯 NT2 2 神狮甜加糯 TN1 3 弘大甜白糯 TN3 4 北甜玉1号 TN4 表1. 试验品种 2.3. 测定项目及方法 2.3.1. 种子发芽及活力测定 发芽率：在第2、4、6、8天调查发芽数，计算发芽率。 发芽势：G 4 /Gn × 100% (G 4 为第6天发芽种子数，Gn为供试种子数) [ 15 ]。 萌发指数 = 1.00 × nd2 + 0.75 × nd4 + 0.5 × nd6 + 0.25 × nd8 (nd2、nd4、nd6、nd8分别表示第2、4、6、8天的种子发芽率)。 种子萌发抗旱指数 = 水分胁迫下种子萌发指数/对照种子萌发指数。 发芽指数(GI) = ∑Gt/Dt (Gt：发芽开始后第t天的发芽数；Dt：相对应的发芽天数) [ 16 ]。 活力指数(VI) = GI × S (S：平均根长 (cm)) [ 16 ]。 2.3.2. 生长指标 待生长到3叶1心时开始测定如下生长指标：根系长度、根系条数、幼苗高度；幼苗鲜重和根鲜重，测定方法，用吸水纸吸取植株表面水分，用电子天平分别测定 [ 17 ]。 2.3.3. 数据分析方法 实验数据采用wps2019作图、表整理，采用SPSS18.0进行统计分析。
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user: 4. 结论与讨论 很多研究人员发现，在玉米遭受干旱胁迫条件下，能科学地对其抗旱性指标进行鉴定，并采取相应的方法来进行评价，在筛选玉米新品种特别是对选育抗旱性品种具有重要的现实意义。对于大多数植物来说，在自然条件下，种子萌发期受到水分胁迫，会使植物体内循环、代谢受到影响，更严重的会抑制植物生长并致死。PEG-6000模拟干旱胁迫，是通过降低植物生长环境中的水势，从而对植物生长产生影响 [ 5 ]。袁志伟 [ 18 ] 等研究发现，采用形态和萌发指标来鉴定作物的抗旱性是较为有效的，在作物种子萌发时可以采用抗旱指数来进行评价。 本研究表明，随着PEG-6000水溶液浓度的升高，4个品种根系长度、根系条数、幼苗高度、根系鲜重、幼苗鲜重、发芽势、发芽指数、活力指数呈现出不同程度的下降，使用此浓度梯度来检验玉米种子在干旱条件下的萌发是可行的。从上述性状指标的表现来看，干旱抑制了玉米的萌发，从不同品种来看，TN4的定根系长度、根系条数的数值高于其它两个品种，并且在干旱胁迫下数值下降较小。TN3的幼苗高度优于其它品种，TN3的根系鲜重随着干旱胁迫的加强，下降幅度缓慢，NT2在各浓度下的数值大于其它品种。NT2和TN4两个品种的幼苗鲜重随着干旱程度的加剧，数值相差较小，在不同浓度梯度下的数值差别较小。可见，利用抗旱剂对玉米种子进行处理，有效提高了种子萌发及苗期抗旱能力，可改善干旱胁迫下玉米幼苗生长状况，从而筛选出抗旱能力较强的玉米品种，这与王学智，石汝杰，王军辉等人 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] 的研究一致。从活力指标方面来看，TN1与NT2、TN3和TN4相比，发芽势在4%浓度下达到最大值。NT2的发芽指数在8.75%浓度下数值最小。TN4在活力指数在4%浓度下最高。综合分析抗旱性状来看，TN1的幼苗期间萌发的抗旱性要优于NT2、TN3和TN4，品种的萌发性状、活力指标表现同抗旱指数差异性表现一致，在试验范围内可以作为评价鉴定玉米萌发期的抗旱性，由此可以为选出抗旱性强的品种提供依据。 玉米生产中，苗期是实现苗全、苗齐、苗壮的关键时期 [ 22 ]。玉米种子萌发期抗旱性评价是节水农业研究中的热点问题之一。通过简便、快速而准确的萌发期抗旱性鉴定分析方法，筛选出萌发期抗旱性强的品种，对指导生产品种布局具有重要参考和指导意义。鉴于本试验仅从玉米苗期宏观生长状态下进行调查研究，为了更深入地探究待测品种的抗旱机理，今后可结合玉米体内渗透调节物质的变化及蛋白质编码基因的诱导，不断地改进玉米抗旱性鉴定指标及评价方法，使之更能准确、高效地反映玉米在干旱条件下的生长状态及内部生理变化，为玉米抗旱育种的研究提供支持。
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user: 心理测评在大学生心理健康状况调查中的应用
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user: 摘 要 目的：本研究调查湖北大学某学院大学生心理健康状况，为今后大学生的心理健康相关研究提供依据。方法：采用症状自评量表(SCL-90)和抑郁自评量表(SDS)对该院大二和大三学生进行线上测评。结果：两个量表得分均高于常模，男女生在SCL-90测试中，在人际敏感因子上有显著性差异，在其他方面均无显著性差异。建议：各高校应该持续关注大学生心理健康问题，使心理测评常态化，并有针对性地选择合适的心理测评工具，测评结束后根据测评结果建立完善的心理档案。 关键词 :心理测评，心理健康，心理健康教育，大学生 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 大学时期，是青年学生身心迅速发展的重要时期。这一时期，大学生容易经历一些比较强烈的生活事件，例如人际交往不顺或失恋，同时承受着来自家庭、学校和社会等各方面的压力。心理尚未完全发育成熟的大学生有时难以自主处理一些压力事件，较容易出现不同程度的心理问题，如过度焦虑、抑郁、心境障碍等，严重的可能会导致自杀。 近年来，大学生自杀的事件时有发生。有研究者调查发现，大学生非正常死亡原因中，自杀死亡所占的比例最高，约为47.2% (杨振斌&李焰，2015)。但实际上，由于各种原因，相关部门不会把大学生自杀的事件数据对外公布，而是当作内部资料收集起来(吴才智，江光荣，&段文婷，2018)，使得很多研究调查得不到完整的数据。总体来说，我国大学生自杀的比率仍居高位，这也就进一步说明了深入关注大学生心理健康状态并开展相关教育活动的重要性与紧迫性。 党和国家一直以来都高度重视大学生心理健康教育问题。2002年教育部颁布《加强普通高等学校大学生心理健康教育工作实施纲要(试性)》，要求高校注重大学生心理健康教育。2011年，教育部印发《普通高等学校学生心理健康教育工作基本建设标准(试行)》，对大学生自杀预防工作有具体明确的部署。再到2016年国家卫生计生委、教育部等22个部门联合印发《关于加强心理健康服务的指导意见》，再次强调“高等院校要积极开设心理健康教育课程，开展心理健康教育活动；重视提升大学生的心理调试能力，保持良好的适应能力，重视自杀预防，开展心理危机干预”。由此可见，我国对大学生心理健康教育的重视程度已经提升到国家战略层面。 目前高校应对大学生心理健康问题的方法有很多，最常见的是开设相关的心理健康教育课程、开展新生心理普查、建立心理咨询室等，均在学生心理健康教育中发挥了积极的作用。然而，这些举措也各有利弊，心理健康教育课虽然受众面广，但针对性不强。心理咨询与辅导虽然针对性强，但受众面较小。大学生心理普查采用的是心理测评的手段，心理测评是指依据一定的心理学理论，使用一定的操作程序，给人的能力、人格及心理健康等心理特性和行为确定初数量化的价值。心理测验可以帮助学校及时发现学生的心理问题，并对其进行有关的心理辅导或干预。目前，心理测评常用的人格量表可以大致了解个体的人格特点，判断某种环境是否适合于测试者，预测某些心理疾病的发生，早期发现这些可能不适应某种环境的大学生，再适当地心理辅导和干预，或者引导大学生适应环境，在即将出现心理问题或已有心理问题的初期把其遏制住(牟新博，2010)。近年来，绝大部分高校会在新生进校不久开展新生心理普查，方式有问卷作答和上机作答，对于排查出心理疾患学生起到了积极作用。但是心理测评只反映了学生近期的心理状态，很难做到排查无遗漏、无失误。因此，定期开展心理测评工作尤为必要。湖北大学某学院在学校心理健康教育中心组织的新生入校心理测评的基础上，每年组织学生进行一次测评，把心理测评作为宣传心理健康教育、获取学生心理健康状况信息、排查隐患的重要手段。 本研究拟通过线上量表测评的方式来调查湖北大学某学院大学生心理健康状况，分析数据结果，初步得到一个大学生心理健康的现状，参考现有文献和该学院已有的做法，提供一些合理的建议，为今后开展大学生心理健康工作提供依据。
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user: 2. 对象/资料来源与方法 2.1. 对象/资料来源 选取湖北省武汉市湖北大学某学院大二和大三学生为调查对象，共344人。其中男生126人(36.63%)，女生218人(63.37%)，大二学生167人(48.55%)，大三学生177人(51.45%)，年龄19~23岁。 2.2. 方法 2.2.1. 研究程序 以班级为单位，统一到学院机房进行测评。施测者采用统一指导语，学生独立完成线上测评。 2.2.2. 研究工具 1) 症状自评量表(Self-Reporting Inventory， SCL-90)。现版本由Derogatis编制于1973年，各症状的效度系数在0.77~0.90之间(Kass et al.， 1983)。该量表由90道题目组成，分为九个因子，即躯体化、强迫症状、人际敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执、精神病性和其他，主要用来测查精神病门诊患者的症状行为及严重程度。1986年金华等人提供了我国正常人的常模，所以该量表也可以帮助正常人初步了解自己心理健康的程度。该量表为五级评分，从“1” (没有症状)到“5” (极度严重)分为五级，要求受测者根据自己的情况作答。 2) 抑郁自评量表(Self-Rating Depression Scale， SDS)，由William W.K. Zung编制于1965年。用于抑郁症状筛选及严重程度的评定。SDS包含20个项目，评分按症状出现频率评定，分为四个等级：1) 为近一周没有或很少出现，2) 为少部分时间，3) 为相当多时间，4) 为绝大部分或全部时间。反映抑郁状态的4组特异性症状：精神性–情感症状，躯体性障碍，精神运动性障碍，抑郁的心理障碍。刘贤臣等人测得SDS的Cronbach α系数为0.864，且重测信度、分半信度和同质信度系数均在0.8以上，SDS与其他抑郁量表的评分成中度或高度相关，说明该量表具有良好的信效度。SDS分数有两种解释，一种是用抑郁严重指数(0.25~1.0)来反映受测者的抑郁程度。受测者根据自己最近一周的感受按1， 2， 3， 4四级评分，累计各条目得分为总粗分。抑郁严重指数 = 总粗分(各条目总分)/80(最高总分)。抑郁程度判断方法：阴性(抑郁严重指数 < 0.5)；轻度抑郁(抑郁严重指数0.5~0.59)；中度抑郁(抑郁严重指数0.6~0.69)；重度抑郁(抑郁严重指数0.7以上)。另一种是用标准总分来判断抑郁程度。总粗分 × 1.25 = 标准分，标准分 ≥ 50为轻度抑郁，≥60为中度抑郁，≥70为重度抑郁(刘贤臣，唐茂芹，陈琨，胡蕾，&王爱祯，1995)。 2.3. 统计学处理 采用SPSS21.0对相关数据进行统计分析。统计方法有t检验。
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user: 3. 结果 1) 该学院大学生与青年常模的SCL-90分数进行比较 有研究显示在使用SCL-90量表的研究中，有一半研究得到的数据是与金华等人所编制的常模进行比较的(金华，吴文源，&张明园，1986；黄艳苹&李玲，2009)，所以将在本研究得到的数据与金华等人所编制的青年常模进行t检验，发现除了在偏执注意因子上没有差异，其他因子上均存在显著性差异，并且该学院大学生的得分均比常模得分高(见表1)。 Table 1 Comparison of SCL-90 scores between the college students and youth nor 2019青年组 (n = 344) 1986青年组 (n = 781) t值 p值 躯体化 1.40 ± 0.40 1.34 ± 0.45 2.777 0.006 强迫症状 2.00 ± 0.62 1.69 ± 0.61 9.279 0.000 人际敏感 1.83 ± 0.61 1.76 ± 0.67 2.127 0.034 抑郁 1.74 ± 0.62 1.57 ± 0.61 5.134 0.000 焦虑 1.65 ± 0.55 1.42 ± 0.43 7.741 0.000 敌对 1.57 ± 0.50 1.50 ± 0.57 2.414 0.016 恐怖 1.44 ± 0.47 1.33 ± 0.47 4.146 0.000 偏执 1.55 ± 0.46 1.52 ± 0.60 1.253 0.211 精神病性 1.55 ± 0.48 1.36 ± 0.47 7.337 0.000 表1. 该学院大学生和青年常模的SCL-90分数对比 2) SCL-90分数的详细情况 该学院大学生SCL-90总分大于或等于160分的检出率为33.14%，在躯体化、强迫症状、人际敏感、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执、精神病性和其他有中度及以上的不适感(因子分 ≥ 3)分别占0.58%、6.67%、5.52%、5.52%、3.78%、2.91%、1.45%、0.58%、1.74%、1.16%，其中强迫因子检出率最高，其次为人际敏感和抑郁。 3) 男女生间SCL-90各因子得分差异 对所有学生的SCL-90各因子得分做性别的独立样本t检验，发现，只有在人际敏感因子上，男女生差异存在显著性，即女生得分(1.89 ± 0.59)显著高于男生(1.73 ± 0.63)。在其他因子上，两者没有显著性差异(见表2)。 4) 该学院大学生与青年常模的SDS分数进行比较 本文采用的是王春芳等人通过对1340正常人施测得到的数据为常模，标准分为41.88 ± 10.57 (王春芳，蔡则环，&徐清，1986)，而本次研究的344名大学生SDS标准平均分为46.98 ± 10.78，两者有显著差异(t = 8.782， p < 0.05)，即该学院大学生的得分均高于常模得分。 5) SDS分数的详细情况 本次测评过程中，采用的是用标准分的判断，在该学院的大学生中，发现标准分 ≥ 50分的有130人，即轻度抑郁症状现患率为37.80%，≥60分的有41人，即中度抑郁症状的现患率为11.91%，≥70分的有8人，即重度抑郁症状的现患率为2.33%。 6) SDS标准分男女差异 男女标准分为46.68 ± 11.64和47.16 ± 10.27，性别之间无显著差异(t = −0.40， p > 0.05)。 Table 2 Differences in scores of each factor of SCL-90 between gender 男生 女生 t值 p值 躯体化 1.41 ± 0.47 1.40 ± 0. 36 0.202 0.840 强迫症状 1.92 ± 0.66 2.05 ± 0.59 −1.818 0.070 人际敏感 1.73 ± 0.63 1.89 ± 0.59 −2.261 0.024 抑郁 1.67 ± 0.67 1.78 ± 0.58 −1.625 0.105 焦虑 1.61 ± 0.60 1.67 ± 0.52 −1.005 0.315 敌对 1.51 ± 0.48 1.60 ± 0.51 −1.471 0.142 恐怖 1.39 ± 0.52 1.46 ± 0.44 −1.431 0.153 偏执 1.52 ± 0.53 1.57 ± 0.42 −0.910 0.364 精神病性 1.54 ± 0.53 1.56 ± 0.45 −0.365 0.715 其他 1.57 ± 0.52 1.59 ± 0.45 −0.492 0.623 表2. 不同性别在SCL-90各因子得分的差异
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user: 4. 讨论 4.1. 该学院学生在SCL-90和SDS上的得分均高于常模 在SCL-90测评中，除了在偏执这一因子上上没有显著差异，其他因子均有显著差异，且均为该学院学生的得分显著高于常模。在SDS测评中，该学院学生得分显著高于常模。这说明当前大学生心理健康问题仍不容乐观。大部分大学生面临考研、就业、学业等压力，部分大学生可能还会经历恋爱不顺、家庭变故等应激事件，不能很好地面对和处理这些事件。虽然学校有心理健康教育中心、学院有二级心理辅导站，均可提供义务心理咨询与辅导服务，但由于部分学生对心理咨询存在偏见、对自身问题认识不清等原因，主动求助意识淡薄。 4.2. 男女生的心理健康水平总体上来说没有显著差异 在SCL-90测评中发现，男女生只有在人际敏感该因子上存在显著差异，即女生得分显著高于男生，在其他因子上并没有显著性差异。女生生性比男生比较敏感、细心，再加上该院的男女比近乎为1:3，女生居多。女生会比较在意一些细节的东西，当人际出现问题时会选择忍受或逃避，很难直接表达。而男生遇到很多事情不会放在心上，说话做事会比较直接，所以问题得到很快的解决。在SDS测评中，发现男女生之间的得分并无显著差异。 4.3. 对大学生心理健康问题的建议 4.3.1. 高度重视大学生心理健康的问题 虽然高校心理健康教育已成体系，机制也日益完善健全，但就本文的调查结果来看，大学生的心理健康问题仍然不容乐观。教育工作者和研究者对大学生心理健康问题不可掉以轻心，依旧要保持高度的警惕及问题意识。学校应加大心理卫生知识宣传力度，让更多的存在心理隐患的学生认识到求助于心理咨询是帮助自己走出困境的重要途径。同时，鼓励二级学院建立心理辅导站，聘请专业心理健康教育教师或者加强辅导员的专业技能训练，扩大求助途径和渠道。此外，要关注全体学生心理健康自我教育能力的提升，通过开展形式多样、内容丰富的心理健康教育活动，提升学生的心理自育、自助能力，从而实现高校心理健康教育“自助助人”的终极目标。 4.3.2. 心理测评常态化 有研究发现，大一和大四的学生抑郁水平显著高于大二和大三的学生，可能是因为大一新生会遇到难以适应新环境的问题，大四学生们面临毕业考研或找工作的焦虑(刘梦楠，2018)。大学四年里，不同的年级会有不同的压力事件。所以，有必要每年进行一次心理测评。心理测评作为了解大学生心理健康状况的重要途径之一，能帮助辅导员和心理健康教育教师及时掌握学生的心理状况，以便早发现问题、早介入干预，并提供相关帮助。 4.3.3. 有针对性地选择合适的心理测评工具 选择合适的测验工具可以帮助教师了解大学生的心理问题，并及时采取相应的应对措施。现在，常用的心理测量量表有很多，主要是两个方面，一方面是与大部分大学生容易出现的像是焦虑、抑郁等情绪问题有关的心理健康评定量表，如症状自评量表(SCL-90)、抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表(SAS)等量表。另一方面是在早期可以使用人格量表，像是大学生人格健康调查量表(UPI)、艾森克人格问卷(EPQ)、卡特尔16种人格因素测验(16PF)等人格测定工具，预测其人格特征在某种压力情境下可能出现的问题，发现可能引起学生不适的因素，并及时介入和干预(闻洋，2017)。 4.3.4. 建立完善心理档案 心理测评之后，要根据测评结果建立大学生的心理档案，并结合工作和学生实际不断完善。根据学生不同的情况，实行分级管理机制。重点关注得分较高的学生，尤其是有自杀倾向的。辅导员和心理健康教育教师要多了解这些学生的家庭情况、近期的学习、生活情况，如了解到学生经历了比较大的负性生活事件，要鼓励他们接受咨询和辅导。对于轻度心理问题的学生，可以多开展相关的心理讲座、团体辅导活动等，教会学生心理自我调节的方法和技能。根据不同程度心理问题的学生采取不同的应对措施，最大程度地优化资源。
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user: 摘 要 由于预应力矮肋T梁桥结构高度小，主梁抗扭刚度小，桥梁在受力时，力在桥梁上的横向分布会与普通T梁不同，横隔梁的力学性能也会发生变化。为了解预应力矮肋T梁桥跨中横隔梁的力学性能以及掌握预应力矮肋T梁桥跨中横隔梁的合理计算方法，本文通过全桥有限元分析方法、偏心压力法理论对预应力混凝土矮肋T梁桥跨中横隔梁进行受力性能分析，然后与现场试验结果进行对比分析。结果表明：横隔梁截面应力沿梁高成线性分布；有限元分析方法的计算结果与试验结果的最大误差为9.4%，最小误差为1.5%；运用偏心压力法的计算结果与试验结果的最大误差为27.7%，最小误差为10.5%；采用偏心压力法计算的中性轴位置与实际中性轴位置有偏差。可见横隔梁受力均匀，工作状态良好；全桥有限元分析方法可很好的模拟预应力矮肋T梁桥横隔梁的受力性能，理论计算的横隔梁的应力与试验结果吻合，误差小于9.4%，计算精度高，可用于实际工程设计当中；采用偏心压力法理论对预应力矮肋T梁桥的横隔梁进行内力计算是不太适用的，计算精度不高，不能真实的反应梁的实际受力情况；偏心压力法理论计算不够精确的原因是受压翼缘板的有效翼缘宽度计算不够合理。 关键词 :矮肋T梁，跨中横隔梁，全桥有限元分析，偏心压力法理论，中性轴 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 预应力混凝土矮肋T梁具有施工方便、受力合理、耐久性好、美观等优点 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。目前我国工程界在不同类型桥梁的横隔梁力学性能及计算方面作了很多理论探讨 [ 6 ] ，并取得了很多成果。但对于这种矮肋T梁结构的横隔梁力学性能及计算方法，还缺少深入的探究。本文运用理论计算与科学试验相结合的方法，对预应力矮肋T梁桥跨中横隔梁的力学性能及合理的计算方法进行探讨。希望能为相似桥型的工程设计提供些许参考。
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user: 2. 试验研究 本文以克山4 × 16 m的简支预应力混凝土矮T梁桥为试验对象，该桥横断面由5片矮肋T梁组成，计算跨径为14.96 m，梁端及跨中设置横隔梁，横梁宽0.3 m，混凝土材料均为C50混凝土。设计荷载等级：公路I级汽车荷载。在确保计算时加载位置及加载力大小与实际加载一致的情况下，对桥梁进行静载试验，采用汽车超-20车队中的55 t重车进行加载，车辆两侧车轮中心间距1.8 m。 2.1. 试验加载工况 将跨中横隔梁视为4跨弹性支撑连续梁。测试车轮荷载作用时横隔梁受力情况，分为两个工况进行加载。工况1：对横隔梁边跨跨中位置进行正弯矩加载，加载时让55 t重车后轴单侧车轮中心压在横隔梁边跨跨中位置，车头朝向桥墩，车尾朝向跨中。工况2：加载时让55 t重车后轴单侧车轮中心压在横隔梁次边跨跨中位置，车头朝向桥墩，车尾朝向跨中。如图1~图3所示。 图1. 试验纵向加载位置 图2. 工况1：荷载横向加载位置 图3. 工况2：荷载横向加载位置 2.2. 测点布置 在车轮荷载作用下，测试横隔梁跨中受力情况时，在横隔梁边跨跨中与次边跨跨中沿竖向各预埋4个应变计，其中HY1南与HY1北表示同一竖向高度的南北两个测点，其他测点编号意义与HY1相同。如图4所示。 图4. 测点布置
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user: 3. 理论分析方法 3.1. 全桥有限元分析 考虑到横隔梁为梁结构，建模时横隔梁采用梁单元的形式分析更加合理准确。采用Midas Civil进行桥梁的建模分析。按照实际结构情况，两端及跨中按实际尺寸设置横隔梁，其余部分采用虚拟横梁进行横向连接，横梁与主梁正交。有限元模型见图5，T梁相关参数见表1、表2，边梁和中梁钢绞线配束见表3。试验研究对应计算荷载以集中荷载形式输入，采用55 t车加载，后轴与中轴重皆为220 KN，前轴重110 KN，计算荷载在模型中的加载位置试验荷载加载位置相同。 图5. 有限元模型 Table 1 Design parameters of T bea 项目 数值 梁长/(m) 15.96 梁高/(m) 0.86 计算跨径/(m) 14.96 桥宽/(m) 7.5 桥面净宽/(m) 6.0 有效翼缘宽度/(m) 1.6 表1. T梁设计参数 Table 2 Geometric characteristic parameters of T beam sectio 项目 中梁 等效截面面积/(m 2 ) 0.489 等效抗弯惯性矩/(m 4 ) 0.0314 等效抗扭惯性矩/(m 4 ) 0.008 中性轴高度/(m) 0.573 表2. T梁截面几何特性参数 Table 3 T beam steel wire bundl 梁位 钢束数量/(束) 单束股数/(股) 单股钢绞线截面直径/(mm) 边梁 2 7 15.2 中梁 2 7 15.2 表3. T梁钢绞线配束 3.2. 偏心压力法 采用偏心压力法理论来计算横隔梁的内力，实际上是运用偏心压力法绘制出横隔梁的内力影响线，然后将求得的横隔梁计算荷载在相应的影响线线上进行加载，得出所求截面内力。偏心压力法适用于桥梁的宽跨比B/L小于或接近0.5的情况，基本前提是：汽车荷载作用下，中间横隔梁可近似地看作一根刚度为无穷大的刚性梁，横隔梁仅发生刚体位移；忽略主梁的抗扭刚度。本文所依托桥梁的宽跨比B/L = 0.501接近于0.5，故可按偏心压力法计算。 3.2.1. 荷载横向分布影响线 根据《桥梁工程》 [ 7 ] [ 8 ] 可知，当各主梁惯性矩相等时，荷载横向分布影响线的竖标值计算公式为： η i k = 1 n ± α i α k ∑ i = 1 n α i 2 (1) η i k ：当P = 1位于第k号主梁轴上时，对i号主梁的总作用。 α i ：各片主梁梁轴到截面形心的距离。 利用公式(1)计算出各片主梁的荷载横向分布影响线竖标值，并绘制出荷载横向分布影响线，见图6、图7。 3.2.2. 横隔梁计算荷载 对于跨中一根横隔梁的桥梁来说，加载时除了直接作用在其上的轮重外，前后的轮重对它也有影响，可以采用假设荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理传布的方法计算。采用55 t车加载，后轴与中轴的轴重为220 KN，前轴重110 KN，所计算的作用在横隔梁上的计算荷载为P0q = 225.5 KN。 图6. 1#梁荷载横向分布影响线 图7. 2#梁荷载横向分布影响线 3.2.3. 横隔梁计算荷载 由《桥梁工程》(第四版)可知，横隔梁任意截面r的内力计算公式为： 荷载P = 1位于截面r的左侧时 M r ∑ 左 R i b i − e (2) 荷载P = 1位于截面r的左侧时 M r ∑ 左 R i b i (3) ∑ 左 R i ：所求截面以左全部支撑反力 R i 的总和，支撑反力 R i 可有2.3.1节绘制的荷载横向分布影响线求得。 b i ：支撑反力 R i 至所求截面距离。 e：荷载P = 1至所求截面距离。 由公式(2)、(3)计算出横隔梁内力影响线的竖标值，绘制出横隔梁边跨跨中与次边跨跨中截面的内力影响线，见图8、图9。 图8. r1断面内力影响线 图9. r2断面内力影响线 在不计入冲击系数的情况下，根据内力影响线及计算荷载的加载位置求出r1、r2截面弯矩内力值为：Mr1 = 140 KN∙m，Mr2 = 272 KN∙m。 3.2.4. 横隔梁截面应力计算 在计算横隔梁应力的时候需考虑剪力滞的影响，横隔梁受力时两侧的翼缘板协同参与受压。经过计算横隔梁上缘参与受压的翼缘板有效宽度λ = 3.0 m，则横隔梁应力计算截面图示见图10，截面应力计算公式为： σ = M ⋅ y I (4) M：截面弯矩，Mr1 = 140 KN∙m，Mr2 = 272 KN∙m。 y：截面中性轴至所求应力点的垂直距离。 I：截面惯性矩。 图10. 横隔梁应力计算截面