DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 随着时代的发展，数学教育已经成为社会生活的重要组成部分，对人类社会的生存和发展所产生的影响不言而喻。在素质教育背景下，数学教育不能仅仅满足于系统的数学科学文化知识的传授，更要着眼于培养学生的数学观与数学思维能力。而这有赖于数学文化教育对于学生科学的价值观、辩证的思维方式的形成等方面的影响。因此在数学教学中渗透数学文化是真正意义上改善数学教育质量，保障教育事业可持续发展至关重要的途径与措施。 2014年教育部颁布的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中指出：各级各类学校要从实际情况和学生特点出发，把核心素养和学业质量要求落实到各学科教学中 [ 1 ]。这充分说明各学科教学需要将学业质量要求与学科素养培养相结合，数学教育应摆脱传统应试教育的桎梏，加强数学文化教育以及数学文化在数学教学中的渗透，提高学生个人的数学文化素养，促进学生的全面发展。迄今为止，国内对于数学文化在数学教学中的渗透研究尚未形成系统科学的研究体系，本研究希望借助可视化知识图谱，清晰展现数学文化在数学教学中的渗透的研究现状，为未来此领域的研究提供研究参考。
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user: 2. 研究方法与文献分布 (一) 研究方法 在中国知网(CNKI)中检索到主题为“数学文化在数学教学中的渗透”的相关文献625篇，检索时间为2019年12月4日。删除不符合要求的文献后，得到339篇有效文献。再以BICOMB书目分析软件为工具生成高频关键词以及词篇矩阵，然后用SPSS20统计分析软件对高频关键词词篇矩阵进行聚类分析，生成高频关键词的相似矩阵及树状图，并对生成的相似矩阵进行多维尺度分析，最终得出数学文化在数学教学中的渗透研究领域的热点知识图谱。 (二) 文献年度分布 如图1所示，数学文化在数学教学中的渗透研究的相关文献呈逐年递增的趋势，说明我国教育领域对于数学文化的研究关注度也在逐年攀升。相较于国外数学教育工作者对数学文化的研究，我国学者接触数学文化研究的时间更晚，于上个世纪末才有相关学者注意到数学文化，进入21世纪后数学文化的研究才更加深入。因此在知网中检索到关于数学文化在数学教学中的渗透的相关文献从2003年开始分布，且文献数量极少，自2013年开始，文献数量呈快速的增长。2003年颁布的《普通高中数学课程标准(实验)》指出普通高中课程应适应社会需求的多样化和学生全面而有个性的发展，构建重基础、多样化、综合性的课程结构，为数学课程教学的改革提供了良好开端。2013年教育部出台《教育部关于2013年深化教育领域综合改革的意见》，其中明确提出改革人才培养模式，挖掘各门课程蕴含的德育资源，深化课程内容改革。这反映出各学科教学都要深化课程改革，深入挖掘学科背后所蕴含的文化价值、德育资源。2017年出台的《普通高中数学课程标准(2017年版)》强调在高中数学的课堂教学中应该体现数学文化价值。2019年中共中央国务院印发的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》要求优化教学方式，加强教学管理，切实提高课堂教学质量 [ 2 ]。这一系列文件的出台与2013年至2019年文献数量的快速增加有紧密联系。由此可见，国家关于教育教学改革颁布的政策性文件是推动教育科研工作发展的催化剂，也为数学文化的渗透研究发展奠定了坚实的基础。 图1. 数学文化在数学教学中的渗透研究相关文献年度分布
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user: 3. 研究过程 (一) 确定高频关键词 利用BICOMB书目分析软件提取统计关键词，其中关键词共408个，总频次为1259次。合并修改相似关键词，如将“对策”合并为“策略”，“初中数学”、“高中数学”合并为“中学数学”等。取频次大于等于5的前25个关键词为高频关键词并依次排序，详情见表1。 Table 1 Ranking of the top 25 high frequency keyword 序号 关键词 频次 序号 关键词 频次 1 数学文化 276 16 数学素养 9 2 数学教学 72 17 高职数学 8 3 渗透 63 18 文化渗透 8 4 中学数学 41 19 微积分 7 5 数学课堂教学 35 20 小学 7 6 小学数学 31 21 数学思想方法 6 7 数学教育 25 22 数学文化教育 6 8 数学史 22 23 高职数学教学 5 9 高中数学教学 19 24 教学渗透 5 10 策略 15 25 数学观 5 11 大学数学 10 12 数学课堂 10 13 教学策略 10 14 文化 9 15 小学数学教学 9 合计 713 表1. 前25位高频关键词排序 对前25个高频词进行分析，发现数学文化在数学教学中的渗透研究主要以数学文化在数学课堂教学中的渗透、数学教育、数学史为主，其次小学数学教学、教学策略、数学素养也是此领域的研究热点。 (二) 构建高频关键词Ochiai系数相似矩阵 为了更好探索关键词之间的关系，用BICOMB共词分析软件对前25个高频关键词进行共词分析，将生成的词篇矩阵导入SPSS20，选取Ochiai系数将其转化为一个28 × 28的相似矩阵，详情见表2。 Table 2 High frequency keywords Ochiai coefficient similarity matrix (part 数学文化 数学教学 渗透 中学数学 数学课堂教学 小学数学 数学教育 数学史 数学文化 1.000 0.397 0.417 0.310 0.336 0.281 0.265 0.192 数学教学 0.397 1.000 0.282 0.184 0.020 0.064 0.000 0.101 渗透 0.417 0.282 1.000 0.157 0.128 0.204 0.076 0.027 中学数学 0.310 0.184 0.157 1.000 0.079 0.000 0.031 0.067 数学课堂教学 0.336 0.020 0.128 0.079 1.000 0.243 0.034 0.072 小学数学 0.281 0.064 0.204 0.000 0.243 1.000 0.000 0.000 数学教育 0.265 0.000 0.076 0.031 0.034 0.000 1.000 0.171 数学史 0.192 0.101 0.027 0.067 0.072 0.000 0.171 1.000 表2. 高频关键词Ochiai系数相似矩阵(部分) 相似矩阵中的数值越接近1，表明两关键词之间的距离越近，相似度越高；相似矩阵中的数值越接近0，表明两关键词之间的距离越远，相似度越低。从表2可以看出，各个关键词距离数学文化由近及远的顺序依次为：渗透(0.417)、数学教学(0.397)、数学课堂教学(0.336)、中学数学(0.310)、小学数学(0.281)、数学教育(0.265)、数学史(0.192)。 (三) 生成高频关键词聚类图 将表2的高频关键词Ochiai系数相似矩阵导入SPSS20进行聚类分析，生成高频关键词聚类图，如图2。 图2中，纵轴数字表示与之相应的高频关键词，横轴数字表示关键词之间的距离，数字越小表明距离越近。从图2可以直观看出高频关键词被分为四类，分布详情见表3。 从表3可以清晰的看出高频关键词聚类后可划分为四个研究领域：种类1为数学文化在数学教学中的渗透策略研究；种类2为数学史与数学文化教育研究；种类3为大学数学教育中的数学素养培养与教学策略研究；种类4为高职数学教学与微积分研究。 (四) 绘制数学文化在数学教学中的渗透研究热点的可视化图谱 将生成的相似矩阵导入SPSS20进行多维尺度分析，标准化方法选择Z得分，在多维尺度分析图中绘制出数学文化在数学教学中的渗透研究热点知识图谱，如图3。 从图3可知，主要位于第一象限和第四象限的数学文化在数学教学中的渗透策略研究(领域1)具有较高的向心度，各个关键词之间联系紧密，其中位于第一象限的数学文化在数学教学中的渗透研究成果较为丰富，也是目前国内此领域研究中的热点，但位于第四象限的文化渗透、数学课堂在整体研究中处于边缘地位，尚未能引起该领域研究的足够重视。主要位于第三象限的数学史与数学文化教育研究(领域2)领域内部连接紧密，研究目的明确，并且有研究机构在对其进行系统研究。处于第二象限的大学数学教育中的数学素养培养与教学策略研究(领域3)研究比较活跃，但此领域内的几个关键词距离较远，对它们的研究不稳定。该领域的研究工作有进一步的发展空间，在整个研究网络中具有较大的潜在重要性。高职数学教学与微积分研究(领域4)位于第一象限，研究较为活跃，但它的相关研究成果数量较少，研究力度有待提高。 图2. 数学文化在数学教学中的渗透高频关键词聚类图 Table 3 Analysis table of high-frequency keyword clustering result 种类 名称 关键词 1 数学文化在数学教学中的 渗透策略研究 数学文化、渗透、数学教学、中学数学、策略、数学课堂教学、小学数学、高职数学、教学渗透、文化、小学、小学数学教学、文化渗透、数学课堂 2 数学史与数学文化教育研究 数学教育、数学观、高中数学教学、数学史、数学思想方法、数学文化教育 3 大学数学教育中的数学素养培养与教学策略研究 大学数学、数学素养、教学策略 4 高职数学教学与微积分研究 微积分、高职数学教学 表3. 高频关键词聚类结果分析表 图3. 数学文化在数学教学中的渗透研究热点知识图谱
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user: 4. 数学文化在数学教学中的渗透研究发展趋势分析 (一) 数学文化在数学教学中的渗透策略已逐渐成为此领域的研究热点 从图3领域1可以看出，数学文化在各个教育阶段数学教学中的渗透策略研究已逐渐成为研究热点。随着教育改革的不断推进与素质教育的深入实施，数学教育界逐渐意识到在数学课堂教学中渗透数学文化也是提升学生数学素养的一项必要举措。 国内最早注意数学文化的学者是北京大学的教授孙小礼，她与邓东皋等合编的《数学与文化》，汇集了一些数学名家的有关论述，拉开了国内学者研究数学文化的序幕。对于数学文化在教学中的渗透策略研究主要从2004年开始，大家开始讨论数学文化教育观下的教学设计，2008年以后，研究者们的研究视角又着重放在了数学文化融入课堂教学的策略和教学模式构建 [ 3 ]。数学文化在数学教学中的渗透策略大致可以分为以下几个方向:通过教学设计渗透数学文化；借助数学载体渗透数学文化；开展数学史教学渗透数学文化；引导学生感受数学美渗透数学文化。但数学文化在数学教学中的渗透现状却不容乐观：其一，目前国内系统研究数学文化的机构较少，对其展开研究的高校分布也不均衡。其二，通过查阅各类文献，根据相关文献中对于数学文化的渗透现状的调查结果，发现影响数学文化渗透的因素形形色色，不仅与学校以及社会等外部环境因素的制约有关，教师自身的数学文化知识储备也决定了数学文化渗透的深度。鉴于此，我国数学文化在数学教学中的渗透研究需进一步扩大研究规模，同时，教育改革要落到实处，教师应更加注重数学文化知识的储备，提升自身的数学文化素养，推动教师队伍的专业化建设。 (二) 数学文化的渗透应注重数学史教学，加强数学文化教育 领域2中的数学史、数学观、数学思想方法研究均是对加强数学文化教育的积极探索。“数学史”除了描述数学相关分支的发展、介绍数学成果外，更重要的是介绍了数学家的思维方式和研究方法。由此，数学史教育有更好的数学教育价值，能更好地发挥数学文化的教育功能。虽然在目前我国进行的中小学基础教育课程改革中，已有将数学史融入数学教材的做法，但是中小学阶段的数学教育基本忽视了数学史的教学。一方面由于教育制度及人才选拔体系等外部因素的制约，教师一般都以提高应试成绩为教育目标，以知识灌输为教育方法，忽视了通过数学史教学拓展学生的数学视野。另一方面教师自身对于数学史教学的重视度也不高，认为数学史就是简单介绍一些数学定理的发现过程、发展历史，没有详细讲解的必要，因此没有系统了解数学史及其教学方法。 数学史作为培养学生人文素质的载体，不仅使学生了解数学科学的发展沿革，更有助于学生具备均衡的文化素质和与时代相适应的知识结构 [ 4 ]，为数学文化教育的加强及数学文化的渗透提供有力支持。各类教育机构应更加重视数学史课程设置，提高数学史课程地位。研究者今后应关注如何在教育改革大发展趋势的引导下进一步深化数学史教学，以加强数学文化教育为导向开发适合不同教育阶段、不同层次学生的数学史教学体系，以切实提升学生的数学文化素养。 (三) 深入探寻大学数学培养学生数学素养的教学策略 领域3中大学数学、数学素养、教学策略等领域的研究工作有进一步的发展空间，在整体研究网络中具有较大的潜在重要性。也就是说，“数学文化在数学教学中的渗透”的研究重点不应仅仅是在基础教育阶段，大学数学教育中数学文化的渗透以及数学素养的培养应当引起研究者及相关研究机构的重视。渗透数学文化作为培养学生数学素养的有效途径，为深入探寻大学数学教育中学生数学素养的培养提供了研究导向。王昕关于培养学生数学素养的研究表明，影响学生数学素养的因素除了个体主观因素和环境因素之外，更重要的还有数学文化因素的影响 [ 5 ]。黄秦安认为，实现数学素养教育目标的关键在于充分体现数学文化的本质，把数学文化的基本观念内化为个体的主体性心理特征，这样的过程就是数学素养教育的过程 [ 6 ]。由此可见，大学数学培养学生数学素养的教学策略探究与数学文化的传播与渗透存在密不可分的联系。尹文运、边军辉等人的研究指出，培养大学生数学素养的教学策略主要有教学要突出数学学科特点、加强数学思想方法的渗透以及注重数学文化的教学 [ 7 ]；综上所述，深入探寻大学数学培养学生数学素养的教学策略进一步深化了数学文化在数学教学中的渗透研究，提高大学生的数学素养为大学生适应社会发展要求以及实现自我价值奠定了坚实的基础。 领域3的热点研究作为整体研究领域的一个分支，有很大的发展空间，但是通过搜索相关文献期刊发现此领域的研究成果较少，相关研究者今后要加强此领域的研究力度，力求建立一个系统完整的研究体系。 (四) 数学文化在数学教学中的渗透研究应更加关注高职数学教学 在我国高职教育体系中，数学教育属于一门重要的公共基础学科，高职数学教育都是以应用为目的，使用的数学教材也是尽量化繁为简，没有引入过于高深的数学理论，但这并不意味着高职数学教学不需要渗透数学文化，反之，数学文化在数学教学中的渗透研究应更加关注高职数学教学。吴小艳在其关于高职数学微积分教学中渗透数学文化的研究中对高职院校学生的微积分学习现状进行了研究调查，调查发现高职院校学生微积分学习积极性不高，数学成绩普遍不太理想 [ 8 ]。主要原因是因为高职学生本身数学基础就相对薄弱，而微积分又是一门具有较高抽象性且对学生逻辑思维能力要求较高的学科，如果进行固定僵化的理论知识灌输学生一定觉得晦涩难懂。因此，在高职微积分教学中渗透数学文化是优化课堂教学、改善高职数学教育质量的重要途径。孙颖在其研究中指出：“在以微积分为知识载体的基础上，寻求数学文化教育的介入方式，进而增进对高职阶段数学课程新定位的认识，以便有效进行相应的教学改革” [ 9 ]。在微积分教学中渗透数学文化有利于学生从思想高度把握微积分，剖析微积分思想背后所蕴含的人类思维发展的曲折过程。强化高职数学教学中的数学文化渗透在使学生重新认识数学价值、完善人格、促进学生从更深层次思考人类和自然等方面都具有积极意义。
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user: 5. 结论 通过对数学文化在数学教学中的渗透研究热点知识图谱进行定性分析，直观展现了我国关于数学文化的渗透的研究热点，也一定程度地预测了此领域未来的研究发展趋势。在新时代教育改革大发展背景的影响下，渗透数学文化对于深化教育改革、推动教育体系更高水平的发展的意义愈发重要。加大各教育阶段数学文化在数学教学中的渗透力度，以及改革数学课程体系，注重数学史教学，深化数学文化在数学教学中的渗透研究，丰富学生的数学文化内涵，以促进学生个体实现自我价值以及全面发展。
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user: 摘 要 以废玻璃和废陶瓷为主要原材料，同时加入粉煤灰、煤矸石，高温焙烧发泡后，最终生成泡沫陶瓷材料。以泡沫陶瓷为保温层，两边复合钢丝网片、水泥砂浆形成夹芯外墙板，开展了抗弯性能试验，并对其微观结构、元素、导热、抗压抗冻、干燥收缩进行性能表征。结果表明，随着孔隙率的增加，泡沫陶瓷密度降低，其导热系数以及抗压强度也随之降低，该产品的结构性能符合设计要求。 关键词 :泡沫陶瓷，复合外墙板，物理性能，力学性能，抗弯承载力 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着“墙改”的实施，我国近30年来，已从实心黏土砖向空心砖及其他各种轻质、多功能新型墙体材料转变，这些新材料也更能适应钢结构主体 [ 1 ]。现在的研究热点是利用工业废渣、粉煤灰、煤矸石等工业废料，采用蒸压养护、发泡、板内开孔等生产技术制取新型墙板 [ 2 ]。 作为一种新型建材，泡沫陶瓷频频出现在各种杂志、展览和产品推广会上，这对研究人员不算陌生，但在工程运用上尚少。无机泡沫陶瓷导热系数最低达0.048 W/(m∙K)~0.07 W/(m∙K)，是一种良好的墙体保温材料 [ 3 ] [ 4 ]。而泡沫陶瓷的制备需要用到废玻璃、煤矸石，粉煤灰等工业废渣 [ 5 ]，山西作为一个出煤大省，每年工业废料的堆放造成了对环境的高污染，因此对工业废渣的合理利用及无害化处理迫在眉睫。山西安晟科技发展有限公司投资建设了年产50万平方米泡沫陶瓷板生产线，填补了山西省的空白，也对工业废料的处理提供了解决方案。 本试验应用泡沫陶瓷作为保温芯材，外加钢丝网片、水泥砂浆复合而成新型保温外墙板。按照国家标准《蒸压加气混凝土板》 [ 6 ] 的规定，墙板在设计时应满足芯材基本性能和墙板结构性能的要求，因此本试验对泡沫陶瓷的物理力学性能和复合板的抗弯性能进行试验研究。
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user: 2. 泡沫陶瓷物理力学性能试验 2.1. 试验原料 试验所用的泡沫陶瓷保温板是以陶土尾矿、煤矸石、粉煤灰、陶瓷碎片、废玻璃及其他添加剂，经过原料粉碎→球磨→喷雾干燥→材料入钵→高温焙烧发泡→冷却定型→切割等工艺制成的高气孔率的闭孔陶瓷材料。 2.2. 性能表征 用扫描电镜(SEM)观察泡沫陶瓷芯材微观结构，能谱仪Phenom进行元素分析，利用热常数分析仪测定芯材的导热系数 [ 7 ]，微机控制电液伺服万能试验机测定抗压强度，立式收缩仪测定干燥收缩值，用低温箱进行冷冻后测其冻后强度和冻后质量损失。 2.3. 分析与讨论 2.3.1. 泡沫陶瓷扫描电镜分析 泡沫陶瓷有开孔和闭孔之分 [ 8 ]，开孔泡沫陶瓷已广泛应用于过滤器、催化剂载体和吸声隔音构件等。而闭孔泡沫陶瓷含有大量独立封闭的气孔，因此导热系数小，可用于外墙保温板中，目前国内对闭孔泡沫陶瓷的研究较少 [ 9 ]。 试验中采用含有封闭孔的泡沫陶瓷，为观察样品的表面形貌，采用二次电子探测器观察其微观结构。扫描电镜分析如图1，泡沫陶瓷材料整体由相互不连通的大孔隙构成，其相隔孔壁上分布有大小不均的气泡，可定义其为闭孔材料。 图1. 泡沫陶瓷扫描电镜图 泡沫陶瓷保温效果与成孔效果密切相关，而烧成温度、烧成时间和保温时间都对其微观结构有重要影响。烧成温度越高，烧成时间越短且保温进程的加长，都会使泡沫陶瓷的孔隙率增大 [ 10 ]。泡沫陶瓷中所含封闭孔能有效降低材料的导热系数，通过合理控制烧制保温条件得到气孔均匀，具有良好保温性能的闭孔泡沫陶瓷可在应用中节省材料，降低造价。 2.3.2. 组分分析 通过扫描电镜分析，发现在孔壁上有大小形状不均的孔洞，孔洞里有细碎颗粒，而且在大孔隙壁上附有白色物质，为分析其成分，用能谱仪Phenom进行元素分析，所取点如图2所示。 图2. 取点定位图 进行取点元素分析，如图3~8可知，同位于孔壁上的点2、3、6化学组分接近，氧硅铝占85%~90%；而位于孔壁上小孔内碎屑物质化学组分较复杂，孔1内除氧外，钙含量最多，可知是在生产过程中矿渣反应堆积而成；孔4和5除氧硅元素外，含有废玻璃的钠元素和废陶瓷的镁元素较多，孔洞不规则且含有矿渣及在取样时破碎的孔壁碎屑；可知，在生产中主要成分废玻璃、废陶瓷、煤矸石构成孔壁，而在孔壁内发泡而成的小孔含有矿渣成分。 图3. 点1元素分析图 图4. 点2元素分析图 图5. 点3元素分析图 图6. 点4元素分析图 图7. 点5元素分析图 图8. 点6元素分析图 2.3.3. 密度对泡沫陶瓷导热系数的影响 本试验采用五种不同的体积密度进行测定，分别为250 kg/m³、260 kg/m³、300 kg/m³、350 kg/m³、430 kg/m³，每个样品分别做三组试验取平均值。 根据样品尺寸和探头大致的测试范围，确定热常数分析仪的探头选用聚酰亚胺覆膜探头7577 (R = 2.001 mm)型号。先对电桥进行平衡，然后记录40秒基线，最后开始瞬态测试。试验结束后，温飘记录界面呈现水平离散分布，代表瞬态测试前样品与探头之间温度达到一致。两者温度一致是得到高质量Hot Disk数据所必须的。通过调节起点终点进行标准分析，起点和结束点是选择用于计算的数据量。典型Hot Disk瞬态曲线包含200个数据点，曲线开始部分数据由于接触热阻的影响，不用于热常数计算，需要舍弃。严格说应观察测试结果中的评价参数Mean Deviation平均偏差，使其数值在10 −4 水平或以下较好。 调节加热功率，使模块的温升尽量保持在2~5 K之间，同时调节时间，满足总体比上特征时间(TCT)在0.33~1之间。导热系数越高，加热功率大，测试时间短；导热系数越小，加热功率小，测试时间长。试验中主要控制的两变量的计算方式如下： 探测深度(软件计算) [ 7 ]： Δ p = 2 k t (式1) 式中：k—热扩散系数。 总体比上特征时间，可用于帮助选择探头及测量时间： TCT = k t r 2 (式2) 式中：k—热扩散系数；t—测量的时间；r—试验用探头半径。 图9. 导热系数随密度的变化 由图9可知，随密度的增加，泡沫陶瓷的导热系数总体呈现上升的趋势。在常温下(20℃)空气的导热系数为0.0267 W/(m∙K)，在90℃~100℃时，空气的导热系数变为0.031~0.032 W/(m∙K)，而在常见的一些固体材料中，常温下普通砖的导热系数为0.6 W/(m∙K)，普通粘土的导热系数为0.7 W/(m∙K)，可以看出，普通固体材料的导热系数远大于空气。而本泡沫陶瓷所含气孔为封闭孔，在热流通过材料遇到封闭气孔，气孔对于介质的热传导相当于阻碍作用。同样的固体材料，气孔越多，热流通过材料的障碍越多，对热流的削弱作用越明显。根据公式导热系数 λ = λ s ( 1 − p ) (式中 λ s 是固体的导热率，p是气体的体积分数) [ 10 ]，同样可知，导热系数和气体体积分数是成反比的。因此气孔多密度小的泡沫陶瓷材料有较小的导热系数，这与试验结果相吻合。 参考国家标准《蒸压加气混凝土板》的规定，外墙板在设计时导热系数应满足A3.5级基本性能的要求，即导热系数应小于0.14 W/(m·K)，由所得规律曲线可知，用于外墙保温材料的泡沫陶瓷应选用密度小于350 kg/m³的品类。 2.3.4. 密度对泡沫陶瓷抗压强度的影响 本试验采用三种系列密度等级的材料，按照国家标准GB-T11971-1997进行抗压强度的测定，所取试块的密度等级分别为250 kg/m³、300 kg/m³、350 kg/m³，每个等级分别做三组试验。 图10. 抗压强度随密度的变化 由图10可知，本试验中泡沫陶瓷试块的密度为250 kg/m³时，抗压强度值为2.20 MPa；当泡沫陶瓷的密度达300 kg/m³时，抗压强度值为3.32 MPa；当泡沫陶瓷的密度增加到350 kg/m³时，其抗压强度值达到3.66 MPa；能够看出，随着气孔数量的增多，密度减小，泡沫陶瓷的抗压强度也随之降低。参考国家标准《蒸压加气混凝土板》的规定，外墙板在设计时抗压强度应满足A3.5级基本性能的要求，即抗压强度应大于3.5 MPa，由所得规律曲线可知，用于外墙保温材料的泡沫陶瓷应选用密度大于320 kg/m³的品类。 2.3.5. 抗冻性能和干燥收缩的测定 本试验依据国家标准GB-T11973-1997进行抗冻性的试验，试验取一组三块体积密度为320 kg/m³的试块冻融循环15次，测其冻后性能。试验测得其冻后质量损失为1.6%，冻后强度为3.4 MPa，指标满足标准中A3.5级芯材的规定 [ 6 ]。 依据国家标准GB-T11972-1997进行干燥收缩的试验，取40 mm × 40 mm × 160 mm一组三块密度为320 kg/m 3 的试件进行干燥收缩(快速法)的测定，试验测得泡沫陶瓷干燥收缩为0.12 mm/m，小于国家标准限值0.80的规定 [ 6 ]，符合要求。
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user: 3. 泡沫陶瓷复合板抗弯承载力试验 3.1. 墙板试件 本试验所用墙板为长2100 mm，宽1200 mm，厚度150 mm的试件共3块，其中泡沫陶瓷芯材厚120 mm，两边采用ϕ5的钢丝网片，各15 mm厚的水泥砂浆层抹面。 3.2. 加载设备和加荷方式 本次试验中用于外墙板试件的加载仪器为瑞士摆式压力机AMSLER，加载量程从2 t起共12级别可供选择，精度为所选满量程的1%，本次选择5 t (即精度0.05 t)的量程进行外墙板抗弯承载力试验。 研究中，加载进程为了接近墙板所受风荷载的作用，抗弯装置选用三等分加载模式，试验机千斤顶经过混凝土垫块将荷载传递给加载梁，加载梁经由两根辊轴最终通过垫板将力传递给墙板试件，如图11所示。 图11. 加荷方式图 3.3. 测量仪器 (1) 位移计。为了观测跨中的挠度变形，以及支座处是否有翘曲，在相应位置共设5个位移计，利用应变采集仪实时采集数据观察变形情况。 (2) DH3818Y静态应变测试仪。设置系统采样频率为2 Hz，密集采集，并对加载过程中的变形数据(挠度和砂浆应变)自动记录。 3.4. 加载流程 (1) 预先加载 为了消除表面不平整及安置墙板试件时产生的间隙，也为了检查各部件和仪器是否运行正常，仪器读数是否精确，因此在墙板试件正式加载前，施加荷载2 kN进行预先加载，带稳定后调整各仪器构件并卸载清零各读数。 (2) 分级加载 卸载后将试验机表盘调零，进行正式加载，依据计算荷载的大小，先采用每级增加1 kN的方式进行加载，每施加一级荷载后，将试件持荷1 min，同时稳定加载表盘，待各试验数据基本稳定后，读数记录。 (3) 最大荷载 当所加力达3 kN时，稳定表盘持荷，记录应变采集板上各个位移及应变读数。此后荷载每级增加0.5 kN，直至外墙板试件破坏，如图12所示。 3.5. 结果分析 由三块墙板荷载–挠度图13可知，三块板在加载初期挠度随荷载缓慢增加，第一块板初期较后两块挠度增加快，破坏时板中挠度值稍小，分析可知，是由于第一块板加载速度较快，加载时荷载增加量较后两块板大的原因。三块板都是在挠度8 mm左右出现破坏，且裂缝一出现即可破坏，裂缝出现在加载三分点附近，且从斜下方向上形成接近45˚斜裂缝，可知此外墙板在斜裂缝末端受压区砂浆剪压破坏。 图12. 试件破坏细部图 图13. 荷载与挠度曲线图 本试验破坏荷载为8.5 kN，考虑附加荷载(加载梁、滚轴、加载板)的作用，墙板的实际破坏荷载为9.303 kN。依据国家标准《蒸压加气混凝土板》 [ 6 ] 的规定，当外墙板的结构性能检验结果符合以下公式的要求时，方可判定该批板性能合格。 (1) 外墙板的抗弯承载能力应同时符合公式3和公式4的要求。 W 1 S ≥ W R (式3) W 2 S ≥ r 0 [ r u ] r R W R (式4) 式中： W 1 S —外墙板初裂时的实测荷载，单位为牛顿每平方米(N/m 2 )； W R —工程的荷载设计值，单位为牛顿每平方米(N/m 2 )； W 2 S —破坏时的荷载实测值，单位为牛顿每平方米(N/m 2 )； r 0 —重要性系数，按《蒸压加气混凝土板》GB15762-2008选用； [ r u ] —承载力检验系数允许值，按《蒸压加气混凝土板》GB15762-2008选用； r R —抗力分项系数，取0.75。 根据上式得： W 1 S = F 2 S / ( B × L 0 ) + ρ × D = 4581   N / m 2 W 2 S = F 3 S / ( B × L 0 ) + ρ × D = 4581   N / m 2 W R = 1.4 W k r 0 [ r u ] r R W R = 0.9 × 1.35 0.75 × 1.4 W k = 4581   N / m 2 则墙板所能承受的最大风荷载为2.02 kN/m 2 。 (2) 外墙板的短期挠度值应符合公式5的要求。 α s ≤ α k (式5) 式中： α s —外墙板短期挠度的测量值，单位为毫米(mm)； α k —外墙板短期挠度的特征值，单位为毫米(mm)。 根据上式得： W H = W k − ρ × D = 1387   N / m 2 α k = W H W k × 11 10 × L 0 200 × 1000 = 7.48   mm α s = 0.55   mm 即满足式3、4、5，判定该泡沫陶瓷复合外墙板抗弯承载力符合设计要求。 试验发现：初期泡沫陶瓷复合板加载时，当千斤顶压紧墙板，立即出现滋滋的响声，在板底三分点位置处的砂浆出现开裂破坏时，试验机表盘指针呈现轻微的跳转。当砂浆出现裂缝时，墙板试件立即破坏，开裂荷载即为破坏荷载，并且破坏时水泥砂浆层与钢丝网片整体和陶瓷层分离。经分析发现，拉结上下层钢丝网片的是18#铁丝，在加压过程中，铁丝被拉断，上下层失去整体作用，因此出现承载力较低的情况，但墙板的抗弯承载力满足设计要求。
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user: 4. 结论 (1) 本试验用泡沫陶瓷的导热系数低达0.11 W/(m∙K)，干燥收缩小，抗冻性能优越，密度在320~350 kg/m³的泡沫陶瓷物理性能指标符合GB15762-2008中A3.5级合格品的要求； (2) 泡沫陶瓷具有良好的抗弯性能和抗压强度，密度在320~350 kg/m³材料的力学性能指标符合《蒸压加气混凝土板》中A3.5级基本性能的规定； (3) 随着泡沫陶瓷复合墙板的不断深入研究，构件标准化、加工工厂化和施工装配化的不断推进，其可作为一种新型复合墙板应用于钢结构领域。
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user: 摘 要 基坑周边通常存在着建筑材料、车辆和其他荷载的情况，影响基坑安全。以扬州某项目基坑围护设计为例，基于理正软件进行分析，研究坑外均布荷载对基坑支护结构整体稳定性、坑外地表沉降、以及水平位移的影响。研究结果表明：在三倍基坑深度范围内，坑外均布荷载与基坑支护结构的地表沉降、水平位移呈明显正相关。外荷载低于20 KPa时，基坑整体满足稳定性验算。当外荷载高于30 KPa时，基坑整体不满足稳定性验算，不利于基坑安全稳定。 关键词 :基坑，均布外荷载，桩锚支护，地表沉降，水平位移 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 伴随着城市化进程的进一步深入，新建建筑物与市政设施之间的相互影响越来越紧密，由基坑开挖引起的安全问题和环境污染问题越来越突出。同时基坑工程项目与日俱增，关于该方面的研究也如火如荼，但基坑外荷载对基坑边坡支护的研究相对较少，该研究也越发重要 [ 1 ]。另外城市轨道交通发展迅速，建筑用地位置越来越多元化，使建筑用地旁往往被设置在轨道交通旁边，而轨道交通旁边的基坑，特别是呈现“大–深–紧–近”特点的深基坑工程越来越多 [ 2 ]。随着社会进一步发展城市的建筑用越来越稀少，另外对建筑施工水平的要求越来越严格，为了确保新建工程的安全使用和既有线路的正常运行已经成为了目前重要的研究热点。相比地震传播那样给建筑物带来直接伤害，一般汽车等动荷载造成的伤害相对较弱，然而汽车等荷载具有周期性、持久性等特性，距离公路较近的建筑物在承受较长时间的动荷载后就会发生较大破坏。若基坑处于地面超载且有车辆动荷载时，基坑就会受到极其严重的破坏 [ 3 ]。目前针对车辆重型化发展给基坑工程带来的影响工程建设部门已经引起了高度重视。 本文采用理正软件，研究坑外荷载大小对基坑外地表沉降、水平位移变形、整体稳定性和锚杆轴力的影响，分析基坑工程中出现的重点、难点问题，进一步优化基坑设计方案，不断提升基坑工程的稳定性、安全性、耐久性。
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user: 2. 模型工程概况 2.1. 工程概况 工程位于扬州市运河北路以东，安康路以南，左临运河东路，右临京杭大运河，具体位置如图1所示，由于该项目地理位置特殊，周围有大量居民楼和商铺，且项目外的市政道路均需保持正常运行，另外道路每天通行的人员和车辆非常多，并且相关市政设施(如雨水管道、污水管道、通信电缆等)十分密集。该基坑围护周长800 m，宽23.75 m，开挖深度8.4 m，依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012) [ 4 ] 认定本工程基坑侧壁安全等级为二级。 图1. 工程位置图 2.2. 支护结构选型 基坑支护结构采用钻孔灌注桩加锚索围护联合挂网喷浆支护，支护位置在基坑西侧和北侧，钢筋砼灌注桩作为支护桩，桩直径0.8 m间距1.3 m嵌固深度21 m，整体采用C30混凝土，泊松比0.25，弹性模量28 GPa。一道1 m × 0.8 m的钢筋砼冠梁设在支护桩顶部，冠梁与支护桩桩顶浇筑在一起，且预应力锚索总共设1排，水平间距为2.6 m，竖向间距为0.4 m，详见图2支护结构剖面图，所有锚索均采用一桩一锚的装载形式，用锚索代替内支撑使得施工便捷、降噪环保、造价经济，同时由于本项目基坑暴露时间相对不长，所以未设置内支撑。工况1为在不加支撑的情况下开挖1.9 m，工况2为在0.4 m处加支撑，工况3为开挖至8.4 m。 图2. 支护结构剖面图
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user: 3. 理正计算参数 表1为该工程地基土层概况及计算参数，依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012 [ 4 ]，采用朗肯理论进行土压力计算，模型为弹性支点法土压力模型。 在基坑开挖之前，选取基坑边不同荷载位置的深层水平位移与断面竖向沉降位移监测点进行监测，按照设计开挖工况在0.4 m处增设一道锚索，在养护期结束后再进行开挖下层土方，直至开挖到基坑底标高，当基坑开挖至坑底后对荷载不同位置加密监测，随着基坑外均布荷载逐级增大，基坑围护结构的水平侧位移及断面沉降点沉降值显著增大，局部荷载较大处临时施工道路存在裂缝并呈现发展趋势，随着垫层的封闭浇筑及地下室底板的施工，水平位移及地面沉降量得到控制，在整个施工过程中通过对不同荷载作用下的深层水平位移与断面竖向沉降位移的监测值与计算值的对比分析，其计算结果及发展趋势与实际相近。 Table 1 Overview of soil layers and calculation parameter 层号 土类名称 层厚 m 重度 kN/m 3 浮重度 kN/m 3 粘聚力 KPa 内摩擦角 /° 与锚固体摩 擦阻力kPa 粘聚力 水下/KPa 内摩擦角 水下(度) 1 杂填土 1.40 18.5 --- 10.00 8.00 18.0 --- --- 2 粉土 3.70 18.6 --- 4.00 22.40 50.0 --- --- 3 粉砂 6.80 19.0 9.0 4.00 26.10 50.0 4.00 26.10 4 粉砂 4.60 19.1 9.1 --- --- 50.0 3.00 26.50 5 粉土 9.90 18.9 8.9 --- --- 50.0 4.00 22.20 6 粉土 4.00 18.8 8.8 --- --- 50.0 4.00 25.70 7 粉砂 6.80 18.8 8.8 --- --- 50.0 4.00 26.20 表1. 土层概况及计算参数
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user: 4. 理正计算结果及荷载对基坑影响分析 4.1. 不同载重下锚杆轴力变化分析 图3为不同均布坑外荷载作用下锚索受到的最大轴力图，从图中可以看出，随着基坑外荷载增加锚索的轴力不断增加。通过软件计算坑外均布荷载分别为10 KPa、20 KPa、30 KPa、40 KPa时，对应的最大轴力分别为284.55 KN、329.27 KN、37991 KN、431 KN。载重由1 t/m 2 增加到4 t/m 2 时，锚杆轴力变化值比1 t/m 2 增加到2 t/m 2 时明显要大，其主要原因是载重是影响基坑边坡稳定最主要的因素，随着载重的增加支护结构的内力变化越明显，设计施工时须注意。 4.2. 基坑水平位移变化分析 图4为不同(10 KPa、20 KPa、30 KPa、40 KPa)均布坑外荷载作用下，3种不同工况处，基坑支护结构水平位移对比。从图中可以看出，未加支撑(工况1)情况下基坑水平位移量比在距离基坑顶部0.4 m处加支撑(工况2)大，说明支撑对基坑水平位移有很好约束作用。支撑在距离基坑顶部8.4 m处加支撑(工况3)比在距离基坑顶部0.4 m处加支撑(工况2)大，说明随着开挖深度的增加支撑的约束作用在逐渐减小，故对于较深的基坑需要增加支护结构来保证基坑稳定。 通过软件计算，在分别施加10 KN、20 KN、30 KN、40 KN的均布外荷载后，根据不同工况情景下基坑围护的最大水平侧位移分别为−29.13 mm、−36.5 mm、−45.2 mm、−53.9 mm [ 5 ]，说明随着基坑外所施加均布荷载的逐级增大基坑围护结构的最大水平侧位移也逐步增大。值得注意的是，当坑外均布荷载取值为30 KN时，围护结构不同工况情景下最大水平侧位移比外荷载为20 KN时大9 mm。当坑外均布荷载为40 KN时，围护结构不同工况情景下最大水平侧位移比外荷载为20 KN时大17.4 mm，此两种状况下，基坑整体稳定性安全系数不满足规范要求。 图3. 不同外荷载下锚索最大轴力 图4. 不同外荷载下锚索最大轴力 4.3. 坑外地表沉降变化分析 图5为基坑外不同均布荷载下基坑周边地表沉降量变化图。从图中看出，随着基坑外均布荷载的增加，基坑周边地面沉降量就越大，呈现出明显的线性关系。其中基坑外均布荷载为10 KPa、20 KPa、30 KPa、40 KPa时，基坑周边地面最大沉降量分别为45、42、61、70 cm。从数据可以看出，若坑外荷载超过限定值，基坑会发生较大沉降变形，直接影响基坑稳定性和施工人员的生命安全。 4.4. 基坑整体稳定性分析 设计的基坑支护体系需进行稳定性验算，依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)规定，需对桩锚支护结构的基坑进行整体滑动稳定性的验算 [ 4 ]。 图5. 不同外荷载下地表沉降量 用圆弧滑动分条法对锚拉式支挡结构进行整体稳定性验算，极限平衡法为该法的原理，是我国整体稳定性验算的常用方法，圆弧滑动的稳定安全系数是通过对不同潜在滑动圆弧进行计算得出的 [ 6 ]。 表2为不同外荷载下基坑整体稳定安全系数。外荷载为10 KPa和20 KPa时，基坑整体稳定安全系数Ks均大于1.3，即支护结构在测试范围内较安全，基坑不会发生滑动失稳现象 [ 3 ]。但是，外荷载为30 KN和40 KN时，基坑整体稳定安全系数Ks均小于1.3，即支护结构在测试范围内不安全，基坑整体可能发生滑动失稳现象。 Table 2 Safety factor of overall stability of foundation pit under different external load 外荷载/KPa 基坑整体稳定安全系数Ks 10 1.373 20 1.323 30 1.278 40 1.237 表2. 不同外荷载下基坑整体稳定安全系数
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user: 5. 总结 本文以扬州市某基坑工程为背景，通过理正软件进行分析，探讨了该工程外荷载对锚杆轴力和支护位移的影响。再通过相关文献比对分析，得出该工程基坑支护结构内力及变形的相关规律，结论如下： (1) 基坑外围均布荷载大小对基坑围护结构的水平侧位移有显著影响。3倍基坑开挖深度范围内，均布荷载逐级增大，基坑围护结构的水平侧位移逐步增大。 (2) 基坑外围均布荷载大小对基坑围护结构的坑外地面沉降有显著影响。3倍基坑开挖深度范围内，均布荷载逐级增大，基坑围护结构的坑外地表沉降逐步增大。 (3) 外荷载高于30 KPa时，整体稳定性系数较外荷载20 KPa基坑整体会发生滑动失稳现象，值得相关工作人员注意，避免发生意外事件。
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user: 摘 要 通过估算太师学院的中水使用情况及雨水资源可收集量，研究校园可再生水资源的利用，得出以下结论：1) 太师校园可再生水资源的实际使用量巨大，目前主要集中在如厕(包括保洁)及绿化浇灌用水两方面，其中绿化用水占比约为58%；2) 校园节水灌溉和雨水资源收集潜力巨大，可以节约目前用水成本50%左右；3) 学校目前对水资源的落后管理、用水行为没有得到规范以及校园建设规划不完善等原因是可再生水资源潜力不能充分发挥的主要障碍。 关键词 :校园，可再生水资源，中水，雨水资源 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 作为生态环境的重要组成要素，水资源具有可再生的资源性质，水资源的再生利用是城市水资源有效利用的重要途径 [ 1 ]。目前关于可再生水资源的研究主要集中在两个方面，一是根据水资源可更替周期理论，对区域水资源量的可再生性进行定量研究 [ 2 ]，另一部分则着眼于建立多种自然及社会评价指标体系以评价城市水资源的社会可再生性 [ 3 ]。对于大学校园这个特定区域范围的可再生水资源利用研究很少。高校校园是水资源被大量使用的城市区域之一。由于高素质人才的集中，可持续资源利用的理念深入人心，在这里实施水资源节约使用和科学管理的可行性也最大。在全球水资源危机不断加剧的背景下，研究干旱和半干旱区高校可再生水资源的利用与开发情况，可以为当地集约高效利用水资源以及建设节约型生态校园提供研究基础。 研究对象为太原师范学院新校区，地点位于山西省中部的太原盆地内的晋中市榆次区。本区的气候类型为典型的暖温带半干旱大陆性季风气候，多年平均气温为9.8℃，多年平均降水量为479.6 mm，降水集中在7~9月，占年降水量的60%以上；年平均蒸发量为1718.4 mm。该区多年平均水资源总量为8075万m 3 ，总用水量11，565万m 3 ，其中85%左右的用水量通过开采地下水获得，地下水严重超采，形成了多个漏斗区，因此晋中市资源型缺水情况十分严重 [ 4 ] [ 5 ]。学校占地总面积为104.61万m 2 (1569亩)，建筑总面积为57.2万m 2 (含2.4万m 2 教工宿舍和9.4万m 2 道路用地)，目前绿地面积12.24万m 2 (指绿植、地被和草皮) [ 6 ]。校区所在地属沟壑地貌，沟壑中有干涸多年的黑河和涧河历史河道，于2018年11月份填水，整个校园的生态用水中绿地用水和河道用水量巨大 [ 6 ] [ 7 ]。由于地处缺水地区，校园所在大学城重视可再生水资源的利用，校内中水的使用占很大比例，但雨水资源的利用还没有足够重视。
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user: 2. 校园中水的使用 学校绿地的灌溉用水全部来源于晋中市政提供的中水。校后勤处办公室提供的校园中水使用量(表1)显示，最近三年学校的中水使用量逐年增加，且近两年由于学校各楼宇使用情况和绿地面积基本固定下来，用水量增长变化也逐渐减小。据了解，这部分中水使用有两个用途：校园绿地浇灌用水和楼宇内厕所冲水及洒扫清洁用水两部分。这两部分用水量没有分开统计，因此下文对其分别进行估算，以明确中水具体使用情况。 Table 1 Water usage in campus from 2016 to 201 年份 2017 2018 2019 中水实用量/t 588，898 720，240 723，484 表1. 2016~2018年校园中水使用量 2.1. 楼宇厕所中水使用量 楼宇厕所中水使用量包括如厕冲水和保洁用水两部分。保洁用水量较少，且缺乏实际统计数据，因此首先估算如厕冲水量。采用的计算思路是：统计在校人数及天数，查询蹲式厕所一次使用的冲水量，估算一人一天上厕所的次数，最终计算相乘得出结果。 截止2018年，学院在校学生共24，375人，在册教职工共1336人 [ 7 ]。据研究，蹲式厕所一次冲水量为3~8 L， [ 8 ] 因学校厕所使用洁具冲水量较大，取6L/次进行估算；学生在校天数时间按全年365天去除寒暑假共81天后的在校天数计，为284个整天；教职工在校天数较短，按去除寒暑假、周末和国家法定假日共199天后的在校天数计，共166天，且由于教职工在校时间短，且晚间大部分不住校，故厕所使用频率按减半计。假定学生一天上6次厕所，教职工一天上3次厕所。则计算结果如下：年均学生如厕用水量为249，210.00 t，年均教职工如厕用水量为3991.97 t，二者合计校园如厕中水总使用量253，201.97 t。 将保洁用水按如厕总用水量的20%计，其中将管道渗漏和故障损失水量也相应包含，则如厕用水和保洁用水合计为楼宇厕所中水使用量，为303，842.36 t，约占2019年中水实际使用量的42%。 2.2. 绿地浇灌中水使用量估算 方法一：根据《室外设计给水规范》(GB50013-2006)规定，浇洒绿地用水量可以1.0~3.0 L/m 2 ·d (合0.365~1.095 t/a)计算 [ 8 ]。考虑学校地处干旱半干旱气候区，将浇洒绿地用水量取上限值“3.0 L/m 2 ·d”计；另走访负责浇灌的员工得知，校内绿地每年从3月中旬开始浇水到11月底，共浇水九个月，这九个月中因气温、土壤、降水量不同，浇水的次数也有差异。学校初步统计，每年3月浇水2次，4月浇水3次，5、6月份每周浇水一次，共10次，7、8月份每5天浇水一次，共12次，9月每周浇水一次，共4次，10、11月共浇水5次，一年共浇水36次。因此，学校绿地每年总浇水总量为13，219.2t。 由上述计算结果，如厕用水和保洁用水合计的楼宇厕所中水使用量303，842.36 t与学校绿地每年总浇水总量13，219.2 t之和为317，061.56 t。这一数字与2019年中水实际使用量723，484 t相比少了56.2%，明显存在较大误差。 方法二：由2019年校中水实际使用量723，484 t减去如厕和保洁合计用水的计算结果303，842.36 t，差为419，642 t，即学校绿地每年总浇水总量419，642 t，合绿地每平方米每年浇水量为3.43 t 2 ，但这一数字是国家标准的绿地灌溉定额上限(1.095 t/a)三倍多。 两种方法计算得出的绿地浇水量相差甚远，前者为后者的31.75倍。经观察和走访绿地浇灌实际操作，发现在浇水工作中普遍存在放任漫灌的问题，粗估每次浇水量远超过前述国标《规范》所述定额3.0 L/m 2 ·d的数倍，因此，第二种方法计算所得绿地浇灌中水使用量可信度较高。 此外，如完全按照国家标准规定的绿地浇灌定额上限和正常年均浇灌次数取150次计(春秋一天一次，夏季一天两次，冬季和雨天不浇灌)，则绿地浇水量应为 = 55，071.00 t，仅为目前浇水量的13%，可见目前绿地浇灌的节水潜力巨大。 2.3. 校园雨水资源可收集量 雨水是校园可再生水资源的重要组成部分，如能将地处半干旱地区的校园雨水资源收集起来循环利用，不但可以节约水资源，实现可持续利用，还能减少学校日常开支，提高后勤部门服务管理水平。 晋中市的气候特征是冬夏较长、春秋较短，降水分布不均匀，主要集中在7月、8月份。夏季(6月~8月)受印度洋低压和太平洋副热带高压影响，雨热同季，也是绿地最需要灌溉的时期 [ 5 ]。就自然资源的循环利用而言，雨水资源作为校园绿地灌溉用水的补充是一个非常好的选择。雨水可收集量可由公式W = 10 ψhF (m 3 ) [ 8 ] 计算获得，式中：W为年雨水径流总量，即每年可收集的雨水总量，ψ为雨水径流系数，h为年降水量(研究中取晋中市多年平均降水量479.6 mm [ 9 ])，F为雨水径流面积。 1) 校园内各类用地的雨水径流面积F值如下表2： Table 2 Rainwater runoff area of various types of campus lan 用地类别 总面积 河道 绿地 道路 建筑 其他 面积(10 4 m 2 ) 104.61 8.18 12.24 9.40 57.00 17.76 表2. 校园各类用地的雨水径流面积 2) 校园各种地面的雨水径流系数 不同地面雨水径流系数不同，径流系数主要受集水区的地形、流域特性因子、平均坡度、地表植被情况及土壤特性等的影响 [ 10 ]。按照《建筑给水排水设计规范》GB50015-2009 (2009版)中4.9.6项规定，各种地面径流系数如表3所示，径流系数越大说明降雨越不容易被土壤吸收。 Table 3 Rainwater runoff coefficients on campus ground 地面种类 面积(10 4 m 2 ) 径流系数采用值 屋面 1.2 0.9 沥青道路人行道 0.6 0.9 圆石路面 0.6 0.4 外铺砌石路面 0.8 0.3 绿地 0.8 0.15 合计 4 - 表3. 校园各种地面的雨水径流系数 3) 年雨水径流总量(每年可收集的雨水总量) 采用雨水可收集雨量计算公式得出，校园平均每年可收集的雨水总量为321，010.05 m 3 ，其中绿地直接可收集雨水总量为8804.02 m 3 ，即8804.02吨，为绿地规范浇水量(55，071.00 t)的16%。该占比数字虽然不大，但平均年雨水总收集量可以占2019年全校中水使用量的44%。
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user: 3. 校园可再生水资源经济效益 近三年来，学校中水使用成本随着使用量的增加而增加(表4)，2019年中水使用支付成本为108.52万元，与上一年相比增加了0.4%，基本持平。晋中市在2017年对城区供水价格进行了调整，按照补偿成本的原则，居民用水价格采取“阶梯式”计量水价。即，用水为一级水量：3立方米/人·月(含3立方米/人·月)以下，拟按2.8元/立方米收取；用水为二级水量：3.01立方米/人·月至4.5立方米/人 [ 11 ]。中水使用价格较为低廉，为每吨1.5元，是一级阶梯居民水价的53.6%。如果前述每年校园雨水资源收集量可以实现，则这部分用于浇灌绿地的中水可以节约下来，按每吨中水1.5元/t成本计算，相当于学校后勤部门每年可节约43.4万元，这一数字较为可观。 Table 4 Cost of water use on campus in 2017~201 年份 2017 2018 2019 中水实用量/t 588，898 720，240 723，484 使用成本/元 883，347 1，080，360 1，085，226 表4. 2017~2019年校园中水使用成本
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user: 4. 结论和建议 综合以上分析可以得出以下结论： 1) 太师校园可再生水资源的实际使利用量巨大，以2019年为例，消耗的中水成本为108.5万元。如厕(包括保洁)及绿化浇灌用水共同组成了中水总用水量，其中绿化用水占比较多，约为58%。 2) 校园可再生水资源潜力巨大，体现在灌溉节水潜力开发和雨水资源收集方面。如果严格按照国标规定的绿地浇灌定额上限和正常年均浇灌次数(取150次)进行灌溉，则绿地浇水量仅为目前实际浇水量的13%；而年平均雨水资源收集量可以占全校年中水使用量的44% (同2019年相比)，用水成本较目前可以节约50%左右。 3) 学校目前对水资源使用的管理还有待加强，如需要对校园内各类水源的具体使用情况进行详细统计，日常用水行为也需要得到规范等，此外在校园建设规划中应有完善的雨水收集利用系统。这些都是可再生水资源潜力不能得以充分开发的障碍所在。 鉴于以上结论，提出如下建议： 后勤管理部门应完善校园基本建设数据，对各类水源使用情况和各单位用水情况进行系统科学的记录；定期会同有关专家对水资源使用数据进行研究分析，找出用水中存在的问题和节水潜力所在，并提出针对性的解决办法。 在全校师生中倡导节约用水、科学用水的新风尚，并建立师生监督机制，对浪费水资源的行为进行批评教育；对参与水资源管理的后勤人员定期组织针对性的技术培训，不断优化、规范工作人员的工作方式，提升管理素质，培养生态校园建设意识，严格规范校园用水行为。 学校应会同有关专家，就校内绿植的特性和本地气候特点制定科学灌溉计划；加大校园水利工程投入，完善节水灌溉体系；增加可渗式路面、雨水收集管道系统比重，加大雨水收集力度，并结合校区的实际情况对雨水的利用进行分区的规划。 针对高校青年学生集中住宿，日常个人清洁用水较多的实际情况，还可以参照相关研究结果，改造现有建筑给排水系统设计，尽量将结合“三洗水”(洗澡水、洗漱水、洗衣水)的排放与卫生间排污分开，形成两路单独的排放系统，将三洗水在校园内实现循环使用，从而提高水资源有效利用率 [ 12 ]。
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user: 摘 要 实证研究作为经济学主流研究范式，因其客观性与科学性备受经济学者的关注。该研究方法通过对经济问题的观察统计，基于事实对研究假设进行验证，探讨经济问题或经济现象的内在机制。因此，本文对实证研究的框架进行设计与解析，探讨经济学实证研究中包括的研究问题、文献回顾、研究假设、理论模型、实证过程、研究结论六部分内容，为有效开展经济学研究提供相应借鉴。 关键词 :经济学，实证研究，研究结构，设计与解析 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 经济学是一门研究经济个体行为及如何将有限或者稀缺资源进行合理配置的社会科学，其涉及的经济现象、经济问题纷繁复杂，这就需要借助适用的研究方法对其内在机制进行合理与恰当的解释。经济学研究通常包括实证研究与规范研究两大类，其中实证研究因其特有的客观性和科学性，已成为经济学的主流研究范式 [ 1 ]。 实证主义创始人孔德认为，实证一词具有“实在”、“有用”、“确实”和“精确”等内涵，而实证研究则是通过对经济现象进行观察统计，并通过收集观察资料提出理论假设或检验理论假设的方法，因此更加强调“假设–推论” [ 2 ]。哈维尔莫曾经用浅显的语言说明了实证研究的重要性，他提到许多经济学家有足够深刻的思想，但缺少数量概念，从而使得学术研究的科学意义大打折扣 [ 3 ]。因此，探讨实证研究设计问题对科学和有效开展经济学研究具有重要意义。
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user: 3. 结论 在经济学实证研究中，对研究结构进行合理设计有助于学术研究的顺利开展。本文从研究问题、文献回顾、研究假设、理论模型、实证过程、研究结论六部分对经济学实证研究中的主要结构框架进行解析，为开展经济学实证研究提供借鉴。需要指出的是，经济学实证研究结构和方法具有多样化，而实际研究中需要根据研究问题进行研究方法的正确选择，并通过合理构建研究模型，结合规范的实证检验，对研究结果做出合乎逻辑的解释。但无论如何，规范的、高质量的经济学实证研究仍然离不开新颖的研究选题、明晰的文献综述、合理的研究假设、恰当的理论模型、严谨的实证检验、简要的研究结论等，所以，在进行经济学研究、尤其是对刚步入研究初级阶段的学生或学者而言，应接受一些规范的学术训练，学习有关写论文、做研究的方法论，有意识地提高学术思维能力，这些都将有助于未来学术研究的顺利开展。