DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. CRTSIII型板式轨道结构中自密实混凝土 自2008年9月至今，研究、设计、施工单位联合攻关，研发出了我国拥有完全自主知识产权的无砟轨道结构——CRTSIII型板式无砟轨道，CRTSIII型板式无砟轨道采用路桥隧轨道结构单元、轨道板与自密实混凝土形成复合板结构、利用可调模板进行轨道结构几何形位控制等先进技术，在成灌铁路工程首次成功应用，经优化改进后推广应用于武汉城轨铁路、沈丹、盘营客专、郑徐客运专线、京沈、成贵、成绵乐等客运专线。 作为轨道板和底座板间的填充层，自密实混凝土起到支持、限位、调整标高等功能，其施工质量决定整个无砟轨道结构运营的安全性与耐久性。由于CRTSIII型板式无砟轨道充填层属于狭长的封闭板腔，针对CRTSIII型无砟轨道结构自密实混凝土填充层的研究主要集中在：自密实混凝土材料研究、无砟轨道施工质量控制研究、无砟轨道结构动力性能研究和层间离缝伤损研究方面。 首先针对自密实混凝土材料自身性能方面，从近几年的最新文献显示，马昆林 [ 1 ] 等针对CRTSIII型板式无砟轨道结构的混凝土材料碳化性能，进行了试验测试。中国铁道科学研究院谭盐宾 [ 2 ] 等针对充填层的封闭结构空间和承载功能，并结合设计和无砟轨道结构对自密实混凝土的要求，制备了C30、C40和C50三种强度等级自密实混凝土，进行体积稳定性试验、氯离子渗透试验和单边冻融试验，研究其工作性能、体积稳定性和耐久性能。李林香 [ 3 ] [ 4 ] 等针对自密实混凝土坍落扩展度、含气量和胶凝材料用量对自密实混凝土与轨道板粘接性能的影响。黄法礼 [ 5 ] 从提升自密实混凝土稳健性，确保施工质量，研究原材料、配合比及搅拌机制等关键参数对自密实混凝土剪切作用下流变行为的影响。 徐文 [ 6 ] 等基于高分子聚合物结构设计与调控原理，研发了一种高稳健性聚竣酸减水组分PCA-W，利用该减水剂制备的新拌水泥基材料对用水量、含泥量波动，以及外界机械扰动等具有最高的稳健性，尤其适用于敏感性强的高速铁路CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土，并在郑徐客运专线得到了成功应用。 楚立署、陈艳朋 [ 7 ] [ 8 ] 等通过对时速350 km京沈客专辽宁段TJ-13标CRTS III型板式无砟轨道自密实混凝土配合比设计及施工，总结了自密实混凝土配合比设计中注意的一些要点。 在CRTSIII型板式无砟轨道自密实混凝土的灌注工装、施工质量控制方面，积累了较为丰富的经验，相关现场施工研究较为丰富。李化建，谭盐宾 [ 9 ] 等结合自密实混凝土在我国高速铁路中的应用，讨论自密实混凝土充填层施工工艺流程，从原材料控制、灌注漏斗、轨道板扣压装置和模板装置方面开展灌注工装研究；从轨道板腔湿润工艺、自密实混凝土灌注工艺改进和拆模与养护方面开展灌注工艺研究。陈孟强 [ 10 ] 针对自密实混凝土充填层设计特点及技术难点，研究了具有灌注施工性好、体积稳定性好、低弹性模量和高耐久性等特点的自密实混凝土配合比设计技术，以及“先铺轨道板，后灌混凝；逐块板精调，逐块板灌注”和“每块板一次连续灌注成形”的自密实混凝土灌注施工技术。 李昌、宁戴、邢雪辉等 [ 11 ] [ 12 ] 通过试验研究，进行轨道板封边固定及排气孔、灌浆口位置选择，灌注漏斗、轨道板扣压装置和模板装置方面开展灌注工装研究，研究轨道板自密实混凝土灌注工艺、精调支座拆除时间等，从一定程度上有效控制混凝土施工缺陷。 图1. 自密实混凝土流动基础 史升亮、谭盐宾、孙彬 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] 等介绍底座板浇筑、轨道板精调、自密实混凝土灌筑(做法构造见图1)等关键工序控制要点，为类似工程提供施工参考。从CRTS III型板式无砟轨道复合结构特点出发，针对充填材料的特殊要求、自密实混凝土性能指标、施工关键工艺等关键工序控制进行了研究。 李季佩等 [ 18 ] 以沈阳至丹东铁路客运专线TJ-3标段四工区CRTS III型板式无砟轨道自密实混凝土的施工为例，通过对自密实混凝土配合比优化设计和施工控制，解决了混凝土灌注轨道板上浮问题，且通过不同的施工条件下采用不同的灌筑方式，解决了沿线路、桥、隧工点分散，施工交叉严重等复杂环境条件下自密实硅灌注施工的难题。 针对无砟轨道在列车循环荷载作用下结构动力性能方面的研究，目前相对比较匮乏。何燕平 [ 19 ] 基于有限元方法和疲劳损伤理论，对CRTSIII型板式无砟轨道结构的疲劳特性进行了初步的分析。王成晓 [ 20 ] 以武汉城市圈城际铁路为依托工程，建立了CRTS III型板式无砟轨道空间耦合静、动力学计算模型，对轨道结构选型的相关因素进行了研究。刘伟斌 [ 21 ] 等学者针对复合轨道板自密实混凝土的收缩应力、温度翘曲应力及复合轨道板动应力等进行了一系列试验研究。 吕天航 [ 22 ] 利用包含板边离缝的CRTSIII型板式无砟轨道–路基系统实尺模型和落轴试验车，开展了不同落轴高度的落轴冲击试验，测量统计了CRTSIII型板式轨道板边离缝的几何分布特征，并开展了落轴冲击试验研究，测试了落轴冲击荷载作用下离缝区域轨道–路基结构的垂向位移、速度、加速度、动应力等相关振动响应时程曲线，得到了不同加载工况下轨道和路基结构离缝区域处各点的藕合动力响应的时空分布规律。 在CRTSIII无砟轨道层间离缝、伤损研究方面，刘恒辉、杨政、洪康、刘学毅等 [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]，基于现场调查，针对III型板式轨道伤损特征进行了总结，其伤损主要有预应力钢棒断裂窜出、自密实混凝土层与支承层/底座板或轨道板间离缝冒浆、承轨台挡肩裂纹等。从混凝土层裂结构理论和新老混凝土粘结界面薄弱等方面，初步阐述了离缝的成因。建立III型板式轨道静力学分析模型，针对不同位置和长度的层间离缝对轨道结构受力的影响进行研究。刘少飞 [ 26 ] 针对CRTSIII型板式无砟轨道结构轨道板与自密实混凝土层之间的离缝问题，建立有限元模型，分析在温度、自密实混凝土收缩、列车荷载和基础变形作用下的层间受力情况。王继军等 [ 27 ] 针对现浇道床开裂、沥青砂浆充填层与钢筋混凝土主体结构寿命不匹配、连续结构温度变形等问题，进行了分析。蒋付林 [ 28 ] 结合郑徐铁路客运专线无砟轨道出现的底座板裂纹、自密实棍凝土离缝，对修补材料进行了研究，提出修补措施。 除此外，有关CRTSIII型无砟轨道的研究，针对门型钢筋的合理布置研究，全毅、刘学毅 [ 29 ] 等针对CRTSIII型板式轨道结构特点，建立包含钢轨、轨道板、门型连接钢筋、自密实混凝土和混凝土底座的轨道结构受力分析模型，分析不同荷载作用下层间离缝位置和长度对门型筋受力和连接效果的影响。
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user: 3. 存在的问题和研究展望 综上国内外研究现状所述，尽管国内外已在自密实混凝土材料的工作性能、力学性能、及其与环境的动、静荷载耦合问题等方面做了大量的研究，但是CRTSIII无砟轨道基础结构动态演化机制仍缺乏研究。 在无砟轨道动态性能演变与失效机理研究方面，针对我国无砟轨道结构疲劳动荷载与环境荷载耦合作用机制，开展无砟轨道结构累积损伤演变过程及其破坏形态的理论与试验，确定列车疲劳载荷载作用下SCC部件的动态力学性能本构关系和破坏临界值；列车疲劳荷载与多种不利因素耦合重复作用下SCC部件动态性能的演变和劣化行为；确定层间失效、结构损伤开裂、疲劳裂纹扩展等结构安全服役限值，目前还缺乏系统研究。
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user: 摘要 我们在使用互联网的同时，互联网也会反作用于我们的学习和记忆。当我们面临知识差距时，会马上想到向互联网求助，这一现象称为“谷歌效应”。本文从谷歌效应入手透视互联网对记忆的影响。互联网不仅是外部记忆媒介，也是我们的交互记忆伙伴，组成了交互记忆系统的一部分；从认知卸载的角度解释谷歌效应是当前普遍承认的观点，即人类的认知资源有限，会把一部分信息从内部认知资源转移到互联网上，从而减轻认知负荷。然而，该理论尚有局限，不能解释互联网环境下的绩效提升。后续的研究需要我们进一步探究谷歌效应发生的边界条件以及如何抵消谷歌效应带来的消极影响。
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user: 1. 什么是谷歌效应 随着科技的迅猛发展，我们对网络越来越依赖，对搜索引擎的使用越来越频繁，互联网也在潜移默化地改变我们解决问题的方式，我们会依赖互联网解决我们不熟悉的问题。Betsy Sparrow等人最先对此类现象进行实验研究，并将其命名为“谷歌效应”(Sparrow， Liu， & Wegner， 2011)，即人们正在把互联网当作个人的记忆库，遇到不熟悉的问题会马上向互联网求助。 谷歌效应最经典的研究是哥伦比亚大学心理学系教授B. Sparrow等人的四个实验，Sparrow研究小组从互联网搜索引擎对个人记忆的影响角度切入，通过一系列精巧的实验，证明了人们倾向于运用搜索引擎进行网络搜索来解决问题(Sparrow， Liu， & Wegner， 2011)。实验结果表明：当我们面临知识差距时，我们已经准备好求助互联网来解决我们的困境；当人们认为某些信息将来还可以找到时，就不会努力记住它，因为当需要这些信息的时候，人们还可以通过搜索引擎等工具很方便地获取；回忆信息的位置比回忆信息本身更好，当人们期望信息能够持续保持可用的状态时，相比于记住信息的细节被试更容易记住在哪里可以找到它。在互联网时代，手机、搜索引擎、维基百科等外部记忆媒体正在影响个体的记忆模式，人们只需要知道信息保存的路径，就可以从这些外部记忆媒体获取想要的信息，而不需要记忆信息具体的内容(祝倩萌，2015)。
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user: 2. 谷歌效应的理论解释 在互联网的使用还没有这么普遍以前，我们是怎样解决自己不熟悉的问题的呢？可能会去图书馆查阅资料，也可能去询问亲朋好友。但随着互联网发展的日新月异，它逐渐取代了朋友师长的地位，成为我们最信任的伙伴。互联网不像我们以前见过的任何人，它总是在线，随时存在，几乎知道一切，可以用互联网获取的信息要比任何一个人甚至一个群体储存的范围要大得多。这种便利和快捷也在相当程度地改变着我们的学习和记忆。互联网为何会影响我们的记忆呢？从交互记忆的角度来讲，互联网是我们的交互记忆伙伴；从认知方面，谷歌效应的产生可能是由于认知卸载。 2.1. 交互记忆的角度 Wenger在1985年提出了交互记忆这个概念，用来描述亲密的人们是怎样进行认知分工来解决问题的(Wenger， 1987)。他通过对团队的持续观察发现：在长期存续的团队中，团队成员依赖向同伴获取、处理和沟通不同领域的专长和知识。他将团队成员之间形成的这种彼此依赖的，用以编码、存储、提取不同领域知识的合作性分工系统称为交互记忆系统。 以往研究表明，交互记忆系统为团队成员的内部知识分工和协调过程提供了指导(Akgun， Byrne， Keskin， & Lynn， 2006)。因为在团队工作中，个体想要记住工作所需的全部知识是不现实的，交互记忆系统可以使每个成员各司其职，减轻认知负荷，避免重复学习，集中精力做自己擅长的工作。同样地，人的认知资源有限，面对不熟悉的领域我们会选择求助这方面的专家而不是自己苦心钻研。 因此，和文献书籍、朋友师长一样，互联网和我们也组成了一个交互记忆系统，我们会自然地把互联网当作交互记忆伙伴，遇到自己不擅长的知识领域会立即向互联网求助。由于这个伙伴过于强大，存储和提取能力够强，我们很容易对它产生依赖，从而对自己的学习和记忆有所松懈。 2.2. 认知卸载的角度 人类大脑的认知能力是有限的，在短时记忆中人们仅能记住7 ± 2个组块的记忆项目，而认知卸载能够扩大内部认知空间，有效地延伸有限的认知能力(娄颖颖，2018)。人们利用身体或者是环境资源，帮助我们减轻认知负担、拓展认知能力，比如我们将重要的记忆内容记录在笔记本上，避免遗忘，使大脑能够继续学习新的知识；我们用望远镜扩展视野范围，观察遥远的星空，这些资源和工具使得个体能够面对更复杂的认知场景，可以使用更少的认知努力去完成更高难度的认知目标。当我们利用外界工具来节省内部认知资源，减轻内部认知负荷时，认知卸载就发生了。 认知卸载可能是导致谷歌效应产生的原因之一。互联网拥有人类无法比拟的强大的存储能力和高效的信息传递能力，因此人们可以将更多的认知资源转移到互联网上。在我们使用过互联网搜素引擎之后，相应的知识内容可能没有保存在大脑里，却在网页上留下了痕迹，使我们清楚地知道知识保存的位置和路径。在回忆时如果失去了互联网环境，就会表现出互联网对记忆的损坏效应。同时，发生认知卸载后，部分信息被转移，导致内部记忆容量增加，对随后记忆加工的效率就会提升。我们把一部分信息交给互联网存储，减轻自身的认知负担，也就有更多认知资源从事一些创造性的工作。 在认知卸载的过程中，并不是所有的记忆内容都发生了转移。Ward认为互联网承担了大部分的内容记忆，所以人们不必要记忆信息内容，个体的记忆重点也有可能发生转移(Ward， 2013)。这个观点和Sparrow的实验结论相一致，我们记住信息保存的位置优于记住信息内容本身。
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user: 3. 互联网对个体的影响 随着互联网上信息的获取变得更加普遍、移动和即时，人们对其如何改变认知产生了新的兴趣，一个主要的研究领域是获取信息如何影响我们的记忆和一个人对自己认知能力的感知(Seta， 2015)。当一个人相信他们将来可以获得信息时，他们不太可能记住它。这就是“谷歌效应对记忆的影响”；而当人们相信他们有现成的信息时(例如通过搜索引擎)，他们对自己的智力、记忆和能力有更大的信心。这种自信被称为“认知自尊”。互联网不仅影响我们的认知和学习模式，影响我们的记忆过程和结果，同时也影响我们的认知自尊。 3.1. 互联网对记忆的影响 Sparrow等人的实验发现被试对电脑保存信息记忆表现更差，这说明当被试认为信息持续可用但实际不可用的情况下，记忆表现变差了。这是因为在信息编码阶段互联网可得，我们的加工方式和认知策略会发生改变，而一旦提取时互联网不可得，就会发生互联网对记忆的损害(Henkel， 2014)。这种损害效应可能无意识地发生，有研究发现参观博物馆时拍照的被试相对于仅仅观察物体的人来说记忆表现更糟糕(Soares & Storm， 2018)。在这个实验中，实验人员并没有告知被试那些拍摄的照片是可得的，但仍然发现拍照会使被试的记忆表现变差。 此外，这种效应还可能会损害空间记忆。GPS技术的发展使得越来越多的人利用导航寻路和到达目的地。有研究发现，使用导航的被试在测试中对沿途风景的记忆更差，随后在无导航帮助的情况下再次驾驶相同路线也表现出更差的任务绩效(Henkel， 2014)。 然而，对互联网等外部记忆媒介的依赖并不一定会损害我们的记忆。Barasch等认为人们在日常生活中，我们会主动记录一些有意义或感兴趣的事(Barasch et al.， 2017)。研究发现，当被试可以自主选择拍摄物体时，对物体的记忆表现反而得到了提升。这说明动机可能是一个重要的影响因素，动机水平的不同会造成不同的记忆表现。此外，另有研究发现使用外部记忆媒介可能有利于未来的信息记忆。这意味着使用互联网可能降低了个体内部认知负荷，从而有更多的认知资源进行后续的学习和记忆。 互联网作为交互记忆系统的重要组成部分，会对我们的记忆结果产生影响。大部分研究显示互联网对个体记忆的损害效应，也有少量研究发现使用互联网可能表现出记忆增强效应以及对后续信息加工的记忆优势(Barasch， Diehl， Silverman et al.， 2017)。这表明了互联网对记忆结果产生影响，是由于记忆过程发生了变化，互联网是否持续可用这一条件会使我们的认知加工方式发生相应的调整。 3.2. 互联网对认知自尊的影响 互联网不仅会改变我们的记忆模式，也会提高我们的认知自尊，让我们变得更加“自信”。哈佛大学心理学教授D. M. Wegner领导的研究团队在2013年通过实验测试互联网对个人认知自尊的影响，证明使用谷歌的受试者会认为自己更聪明(Wenger & Ward， 2013)。当一个人因为相信自己以后可以获得信息(例如，使用谷歌这样的搜索引擎)而导致记忆受损时，互联网会错误地夸大一个人对自己知识的信念，因为这些信息可以通过互联网获得，这种轻易的获得感会增加认知自尊(Kahn & Martinez， 2020)。 互联网之所以能提高人们的认知自尊，其基础是互联网与个人学习和记忆活动的无缝对接。当我们需要回忆或者查找信息时，询问别人、翻阅书籍等方式更加费时费力，也无法保证其答案的正确性，而互联网则可以快速且较准确地帮助我们解决问题。有时候通过手机从互联网搜索信息的速度比我们从自身的记忆系统中提取信息的速度更快，我们会产生一种错觉：可以查到的知识就是我自己拥有的知识。正因为如此，个体记忆与互联网信息之间的界限越来越模糊，人们会理所当然地把互联网上的信息当做自己的信息。 尽管互联网提高了我们的认知自尊，但这种认知自尊是虚假错误的夸大，受其影响我们会降低认知努力，能否真正提高我们在后续学习工作中的绩效还需要用更多的实验研究来证明。 3.3. 互联网对记忆影响的利与弊 互联网就像我们忠诚的朋友，他学识渊博，忠心耿耿，为我们解决困难，节省了我们的认知资源，以便于我们进行一些更有创造性的工作。互联网搜索引擎的使用大大扩展了我们的认知范围，加快了我们获取答案的速度，给我们的生活带来诸多便利。此外，互联网还会增加我们对后续记忆任务的效率。 毫无疑问，互联网持续存在和高效便捷的特点让我们对他信任有加，但这种信任也会消减我们对学习的热情，降低学习和记忆时的认知努力。由于我们对互联网过度依赖，会使自身对信息纳入记忆系统的冲动和欲望降低。这是互联网会损害我们的记忆的证据(李明，2014)。此外，互联网持续可得而提升的认知自尊并不是真实有效的，这让互联网信息和我们真实掌握的知识之间的界限变得模糊，我们对自己掌握知识的能力越自信，在后续的学习中就会付出越少的认知努力，如何抵消掉谷歌效应对个体记忆的消极影响，是今后研究应该解决的问题。
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user: 4. 谷歌效应的研究展望 已有研究证明了谷歌效应的存在，并探讨了互联网对记忆的影响(Sparrow， Liu， & Wegner， 2011)。现有的研究表明，互联网会损害我们的记忆，提高我们的认知自尊(Wenger & Ward， 2013)。但是要更深入地认识谷歌效应，寻找其存在的边界条件，探索缓解谷歌效应对记忆消极影响的解决方案，还需要我们进一步研究和探讨。 4.1. 谷歌效应的理论解释存在局限 现有理论对谷歌效应作了不同的解释，当前比较主流的观点是认知卸载。但是，认知卸载不能完全解释互联网对记忆的影响。只有当记忆被可靠地存储于外部媒介时，认知卸载才会发生，但Soares的实验发现，没有发生认知卸载的情况下，仍会导致记忆表现的下降(Soares & Storm， 2018)。其次，认知卸载无法解释在互联网环境下的记忆提升。在Barasch等人的实验中，被试主动存储照片的记忆绩效比仅观察照片的记忆绩效更好(Barasch， Diehl， Silverman et al.， 2017)。对此，研究者的解释是，拍照不是为了减轻认知负担而是为了记录下来，人们通过相机去捕捉有意义的瞬间。 认知卸载虽然可以在很大程度上解释谷歌效应的产生，但是仍有其局限性。动机、情绪、提取方式、特异性编码等因素是否会影响到记忆过程导致认知卸载不会发生呢？ 4.2. 谷歌效应发生的边界条件 已有研究发现，谷歌效应是否会发生会受到动机的影响，如果在使用互联网时有很强的学习动机，互联网对记忆的损害效应或许不会发生。因此，查询内容的必要性和重要性或许会影响谷歌效应的产生及程度。当前的研究大多以外文词对等文本性知识为实验材料，少有对操作性知识进行研究。而操作性知识需要在学习之后进行操作，这一步骤可能会加强记忆编码，是否会抵消谷歌效应带来的认知努力下降需要我们进一步去探讨。 4.3. 互联网对记忆影响过程的脑机制 互联网对记忆结果的影响是由于记忆过程发生变化的结果，其本质是认知努力下降。但互联网对个体记忆过程的哪个阶段产生影响？是编码阶段还是整合阶段？对提取过程是怎样发生作用的？针对这些问题，单一的行为实验或许存在局限，在后续研究中可以利用眼动、近红外等设备检测眼脑的活动，为互联网对记忆影响的内在机制提供更多有力的证据。 4.4. 如何缓解谷歌效应对记忆的消极影响 通过以上的分析和讨论，谷歌效应产生是由于人们将内部认知资源转移到互联网，其核心是认知努力下降。如果能够提高使用互联网搜索引擎时的认知努力，可能会抵消掉谷歌效应带来的消极影响。那么，提取练习或许提供了一个解决方案。提取练习效应(retrieval practice effect)指与重复学习且相比，在同等时间内对所学内容进行一次或多次提取练习，之后即使不提供相关反馈也能更好地提高记忆和增强学习(张锦坤，白学军，杨丽娴，2008)。因此，提取练习是增强学习和促进记忆保持的有效方式。如果我们在使用互联网搜索引擎查找问题之后，能够有意识地提取练习，会不会增强记忆效果呢？
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user: 摘要 基于某城区电缆隧道工程，采用有限元模型模拟了隧道开挖施工的全过程，对施工过程中周边已有建构筑物及电缆隧道本身的位移变形趋势均进行了计算分析。结果表明，电缆隧道侧穿已有建构筑物时，已有结构主要发生向下的沉降变形和靠近隧道的水平位移，针对变形趋势建议采用相应地面注浆加固以及增加同步注浆和二次注浆量的措施来保证工程的安全推进。
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user: 1. 前言 近年来中国城市化发展正在快步进行，而随着城市的快速发展，已有的电网系统容量将无法满足发展的需要，需要结合城市规划对原电网系统进行扩容改造或者新建。根据目前的城市发展要求，越来越多的电网线路工程需要结合综合管廊进行入地敷设，以节省地面宝贵的城市土地资源。在城区建设暗挖电缆隧道多采用盾构法或者顶管法 [ 1 ] [ 2 ]，而盾构法隧道施工速度快，能适应各类复杂环境，并且对周围建构筑物影响小，加之施工方便快捷，因此在城市电缆隧道中得到了越来越多的应用 [ 3 ] [ 4 ]。 而在城区建设电缆隧道，势必需要穿越各类已有建构筑物，如若设计方案不合理或施工参数控制不当，将会造成较大的土层位移从而引起已有建构筑物的开裂甚至坍塌 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]，近年来由于地下工程施工造成的工程事故不在少数。因此如何在电缆隧道施工时尽量减小对周边建构筑物的影响一直是工程界普遍关心的问题 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]。 目前在电缆入地方案中运用盾构隧道技术的工程实例并不多见，本文基于某城区电缆盾构隧道工程，对其中关键节点进行了沉降变形分析，并针对变形位移趋势给出了相应的加固措施 [ 12 ]，对未来工程有一定参考价值。
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user: 2. 工程概况 本工程位于中心城区，沿线路路径电缆敷设在城市地下电缆隧道内。隧道沿线需穿越已有地铁线路、高架桥、河道、沿线房屋等各类已有建构筑物。结构形式采用盾构法隧道，隧道断面内径5.5 m，外径6.2 m，壁厚350 mm，错缝拼装，管片宽度1.2 m，电缆隧道断面如图1所示。 图1. 电缆隧道横断面图
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user: 3. 工程地质 本工程场地内盾构穿越的主要地层及主要力学指标见表1： Table 1 Physical and mechanical properties of soil layer 编号 名称 重力密度(kN/m 3 ) 内摩擦角(度) 粘聚力(kPa) 压缩模量(MPa) ③ 1 淤泥 16.5 7.0 14.3 3.6 ④ 粉质黏土 19.6 17.3 23.5 9.4 ⑤ 1 淤泥质黏土 17.7 9.4 15.7 5.4 ⑮ 1 全风化凝灰熔岩 20.5 11.5 ⑮ 2 散体状强风化凝灰熔岩 21.5 14 表1. 各土层物理力学性质指标
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user: 4. 电缆隧道施工沉降变形分析 根据以往工程经验，电缆隧道施工过程中侧穿建构筑物比正下方穿越更为危险，容易造成建构筑的倾斜和不均匀沉降，本工程电缆隧道线路有一处同时侧穿已有桥梁及地面房屋，需要重点关注。 已有桥梁采用钻孔灌注桩，桩长23.5 m，桩底在隧道底以约15 m。已有房屋为浅基础，基础埋深约2 m。新建电缆隧道侧穿本节点时距离桥涵桩基最近处水平距离不足2 m，距离浅基础水平距离约2 m。 4.1. 计算模型 采用有限元建模对电缆隧道施工过程进行开挖模拟，以计算分析施工对桥涵及房屋造成的沉降变形影响。 盾构电缆隧道外径为6.2 m，管片厚度为0.35 m，环宽1.2 m，与桥涵桩基最小平面净距2 m，与电信办公房最小平面净距2.03 m。盾构电缆隧道埋深约12 m，掌子面水土静压力经计算约为160 kpa，正面顶推力设置为140 kpa。管片侧摩阻力取10 kpa/m计算。盾构机长度为8.32 m，盾构机自重荷载为340 t，随盾构施工前进。施工过程中土层损失率一般按2%控制。 有限元模型宽度方向取200 m，长度取100 m，厚度取至基岩面。网格划分后整体有限元模型如图2所示。模型中桥涵、电缆隧道、浅基础房屋之间的相互位置关系如图3、图4所示。 图2. 整体有限元模型 图3. 盾构电缆隧道与桥涵及电信办公房模型轴测图 图4. 盾构电缆隧道与桥涵及电信办公房空间位置关系 4.2. 计算工况 模型中共分86个施工步进行计算。 具体步骤为：位移清零1→位移清零2→盾构施工1 (S1)→盾构施工2 (S2)→盾构施工3 (S3)→……→盾构施工83 (S83)→盾构施工84 (S84)。 其中位移清零1为全土层的地应力平衡步，位移清零2为激活桥涵和房屋后的地应力平衡步。从盾构施工1 (S1)开始，每一个施工步都是开挖一环土体，同时激活当前步的管片结构，直至模型内管片全部激活完毕。对每一个施工步的位移变形及结构受力进行计算。 4.3. 结果分析 本节只列出变形较大方向的位移云图。 桥涵基础在电缆隧道盾构施工结束后的Z方向位移云图如图5所示。 电缆隧道盾构施工结束后，桥涵的最大纵向水平位移为0.571 mm，最大横向水平位移为0.193 mm，最大竖向位移为1.74 mm。可见，在下方进行电缆隧道开挖施工时，由于土层存在开挖变形并且存在一定程度的土层损失，上部土层逐渐向隧道方向发生位移，从而带动桥涵产生了向下的沉降变形和靠近电缆隧道的水平变形。 图5. 盾构电缆隧道侧穿桥涵的竖直方向(Z方向)位移云图 桥涵桩基在电缆隧道盾构施工结束后X方向的位移云图如图6所示。 电缆隧道盾构施工结束后，桩基的最大横向水平位移为1.89 mm，最大值出现在桩身靠近隧道下方；最大纵向水平位移为0.916 mm，最大值出现在桩身靠近隧道上方；最大竖向位移为0.322 mm。桥桩主要出现向隧道开挖区域的水平和竖向变形。相比于桥涵而言，桩基的水平位移较竖向位移更大，这是由于桩端位于隧道下方，而隧道开挖主要在桩基中部标高位置，对桩端影响较小；而在中部位置的土层向隧道方向位移，带动桩基产生水平变形。 图6. 盾构电缆隧道侧穿桥涵后桩基的水平方向(X方向)位移云图 桥涵基础在电缆隧道盾构施工的各阶段，其最大位移变化曲线图如图7所示。随着盾构施工不断推进，桥涵基础的水平变形不断增大，当盾构推进经过基础所在区域后，水平变形又逐渐减小；随着盾构施工不断推进，桥涵基础的竖向沉降变形持续增大，当盾构推进经过桥涵所在区域后，竖向沉降变形又缓慢减小，之后基本保持不变。在整个施工过程中，桥涵基础的最大横向水平位移为0.225 mm，最大纵向水平位移为0.476 mm，最大竖向位移为1.147 mm。可见由于桥涵桩基较深，桥涵本体的抗变形能力较强。 图7. 桥涵在电缆隧道盾构掘进过程中各方向最大变形值曲线图 桥涵桩基在电缆隧道盾构施工的各阶段，其最大位移变化曲线图如图8所示。随着盾构施工不断推进，桩基的水平变形不断增大，当盾构推进经过桩基所在区域后，水平变形又缓慢减小，最终趋于平稳；随着盾构施工不断推进，桩基的竖向沉降变形持续增大，盾构推进经过桩基所在区域后，竖向沉降变形又缓慢减小，之后基本保持不变。在整个施工过程中，桩基的最大横向水平位移为1.89 mm，最大纵向水平位移为0.916 mm，最大竖向位移为0.322 mm。 图8. 桥涵桩基在电缆隧道盾构掘进过程中各方向最大变形值曲线 电信办公房基础在电缆隧道盾构施工结束后Z方向的位移云图如图9所示。 电缆隧道盾构施工结束后，电信办公房基础的最大横向水平位移为1.18 mm，最大纵向水平位移为0.178 mm，最大竖向位移为3.387 mm。可见浅基础的抵御变形能力明显弱于桩基础，电信办公房基础主要出现向下的沉降变形和靠近电缆隧道的水平变形。下方隧道开挖时会引起地表土层向隧道中心发生类似碗状的沉降变形，受土体变形影响，浅基础构筑物在靠近隧道一侧的竖向变形较大，同时还有一定程度的水平位移。 图9. 盾构电缆隧道侧穿房屋的竖向方向(Z方向)位移云图 电信局办公房最外侧基础边线在电缆隧道盾构施工的各阶段，其最大位移变化曲线图如图10所示。随着盾构施工不断推进，基础的水平位移不断增大，当盾构推进经过房屋所在区域后，水平位移又逐渐减小；随着盾构施工不断推进，基础的竖向沉降不断增大，盾构推进经过基础所在区域后，竖向沉降变形基本趋于平稳。 图10. 电信办公房基础在电缆隧道盾构掘进过程中各方向最大变形值曲线 图11给出了盾构电缆隧道纵向位移曲线。计算模型模拟了100 m长的电缆隧道，则管片结构纵向最大差异变形为(7.42 − 5.40)/36 = 0.56 mm/10 m，满足结构安全控制指标要求。由隧道沉降变形曲线可看出，隧道本体也会收到周围已有建构筑物的影响，对本模型而言，在桥涵桩基位置，由于桥涵加桩基的结构形式刚度较大，因此抵御了一部分土层变形，使得此区域内的隧道变形也相对较小。 图11. 盾构电缆隧道纵向位移云图
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user: 5. 侧穿建构筑物的加固措施 根据上述分析可知，电缆隧道侧穿已有建构筑物时，已有结构主要发生向下的沉降变形和靠近隧道的水平位移。为确保工程安全，减小建构筑物朝向隧道方向的变形，对桥涵桩基采用垂直袖阀管注浆加固，对浅基础房屋采用斜向袖阀管注浆加固以加固浅基础下方区域，如图12所示。同时在穿越区段内采用工后隧道内径向注浆，并且增加同步注浆及二次注浆量。 图12. 房屋加固示意图
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user: 6. 结语 电力隧道施工过程中需要重点关注沿线已有建构筑物产生的沉降变形问题，本文对隧道侧穿桥涵及房屋等关键节点处各结构在施工过程中的位移变形进行了计算分析。 结果表明： 下方隧道的开挖将引起上部土层逐渐向隧道方向发生位移变形，并带动上部已有建构筑物发生相应方向的变形，当隧道穿越之后变形基本趋于稳定；隧道开挖影响区域主要在开挖深度以上，对于较深的桩基而言，开挖对其造成的竖向变形影响不大，主要是水平方向的变形影响；同时隧道本体结构的变形也会受到已有建构筑物刚度的影响，在刚度较大区域，隧道本体产生的变形较小。 本工程电缆隧道盾构施工结束后，桥涵本体产生最大竖向位移为1.74 mm；桥涵桩基的最大横向水平位移为1.89 mm；电信办公房基础的最大横向水平位移为1.18 mm，最大竖向位移为3.387 mm；电缆隧道管片结构纵向最大差异变形为(7.42 − 5.40)/36 = 0.56 mm/10 m。 盾构隧道及已有建构筑物的变形均满足结构安全控制指标要求。
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user: 摘要 近年来，思想政治教育成了课堂教学研究的热点之一。本文从有机化学史，著名化学家的故事，典型有机合成，有机化合物的结构、性质和用途，生产、生活和学习中的典型事件等五方面，探讨了有机化学课程中所蕴含的思政元素，从而培养学生的创新意识，团结协作、科学奉献精神，辩证唯物主义的哲学思想，健康、安全和环保意识，社会责任感，塑造健全高尚的人格。为专业课程开展思政教育提供有益的参考。
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user: 1. 引言 最近几年来，思想政治教育一直是教育界的热门话题。2016年12月8日习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人” [ 1 ]。当前国内外形势错综复杂，互联网技术广泛应用，信息来源日益多元化，有些学生受不良思潮的影响，价值观念出现偏差，政治站位模糊不清。大学阶段正是大学生形成世界观、人生观、价值观的关键时期。因此，对大学生进行思想政治教育势在必行，而思政教育不仅是思想政治课程的任务，其他专业课程也应同向同行，实现全程育人，全方位育人。 有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的科学 [ 2 ]。有机化学作为高校化学、药学、材料、食品、环境和生物等专业的一门基础课，蕴含着丰富的思想政治元素，为该课程的教学中进行思想政治教育创造了条件。根据有机化学教学的特点和思想政治教育的规律，教师可以找到二者之间的结合点，运用各种教学方法、手段和载体途径，把有机化学教学中的思想政治教育落到实处，力求发掘其蕴含的思想政治元素，并融入教案和课堂教学的各个环节，使思想政治教育与有机化学的教学有机地结合起来，发挥有机化学课程的育人功能，以期取得较好的教学效果。在有机化学课程的教学中，我们通过以下几方面去挖掘该课程中蕴含的思政元素。
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user: 2. 有机化学课程中蕴含的思想政治元素 2.1. 以有机化学发展史为例，弘扬科学精神 以史为鉴，可以知兴替。以有机化学课程的开篇绪论部分为例，介绍了有机化学的产生和发展的历史 [ 3 ]。从有机物的认识、利用，到有机化学概念的提出，生命力学说的兴起、抛弃，再到有机化学基本理论的建立和日趋完善，经历了漫长曲折的发展历史，正是德国化学家维勒等一大批科学家不盲从权威，不唯上，不畏艰难困苦，求真务实，发扬勇于探索、孜孜以求的科学精神，才逐步建立起现代有机化学的大厦，这是后来者学习的榜样。又如糖化学的发展史中，德国著名化学家艾米尔·费歇尔做出了突出的贡献，被誉为“糖化学之父”，1902年他获得了诺贝尔化学奖。英国化学家Armstrong勇于突破自己的导师艾米尔·费歇尔对单糖结构的认识局限，提出了单糖半缩醛环式结构，并成功地解释了成苷反应、变旋现象等问题。英国化学家Haworth发现了糖分子可呈环状结构，并测定了淀粉和纤维素的化学结构，大大推动了糖化学的发展，1937年他获得了诺贝尔化学奖。Armstrong和Haworth那种不畏权威、勇破迷信和勇于探索的科学精神永远活在后辈化学工作者的心中。 2.2. 以著名化学家的故事为例，增强自信心，培养为科学奉献的精神 以凯库勒和苯的结构式发现为例，介绍了苯的结构式发现的过程。尽管凯库勒是受梦中的启示提出了苯分子的结构式，但也是他长时间研究，苦苦冥想的结果。说明科学的发现不是一挥而就的，而是需要有准备的大脑，不畏艰难，为科学奉献的精神。以格氏试剂的发明人法国有机化学家维克多·格林尼亚如何从“花花公子”成长为“诺贝尔化学奖”获得者为典型案例 [ 4 ]，剖析格林尼亚成长的心路历程，以增强学生学习的自信心。以我国药物化学家屠呦呦与抗疟疾药物青蒿素的故事为案例，披露其寻找抗疟疾药物青蒿素的艰难曲折过程，因此而挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命 [ 5 ]。她没有博士学位、留洋背景和院士头衔，被当时的媒体报道称为“三无”科学家，但通过自身的不懈努力，最终获得国际生物医学大奖“拉斯克”奖和诺贝尔生理学或医学奖。勉励学生做事要有吃苦耐劳的奉献精神，以此提高民族的自信心；也说明妇女能顶半边天，女性也能在科学上大有作为，大放异彩。 2.3. 以典型有机合成为例，培养科学创新意识，发扬团结协作的精神 现代有机合成之父、诺贝尔化学奖获得者罗伯特·伯恩斯·伍德沃德从1981年组织14个国家110位化学家协同攻关，历时11年完成了有机合成领域的经典之作——复杂生物分子维生素B12的人工全合成 [ 4 ]，再到世界最杰出的有机化学家之一，哈佛大学化学系Yoshito Kishi教授研究小组历经8年，于1989年完成了在化学史上具有里程碑意义的复杂天然产物海葵毒素的全合成，这涉及到多种有机合成方法和有机化学理论的创新，同时昭示着科学研究道路的艰巨性和长期性，体现了创新、团结协作、求实的奉献精神。讲授有机合成路线设计时，介绍当代有机合成大师E. J. Corey发展的有机逆合成分析理论。从合成目标分子出发，利用切割技术，巧妙地将目标分子分解成若干合成子，从而找到简单易得的原料，这样使得有机物的人工合成有章可循。这不仅需要有扎实的有机化学基础知识和基本理论知识，而且要有创新思维的能力，能够灵活运用所学知识的能力。 2.4. 以有机化合物的结构、性质和用途为例，培养辩证唯物主义的哲学思想 有机化合物的结构、性质和用途是进行有机化学课程教学的主线。结构决定性质，性质是结构的反映，性质决定用途，这蕴含着内因与外因辩证关系的哲学思想。比如：在浓硫酸的催化作用下，乙醇在140℃时发生分子间的脱水反应，生成乙醚，而在170℃时发生分子内的脱水反应生成乙烯，其结果是由乙醇的分子结构(内因)决定的，不同的反应温度(外因)影响其产物的变化，说明外因是变化的条件，内因才是变化的根据，外因通过内因而起作用。乙酰乙酸乙酯能够与活泼金属钠反应生成盐和释放出氢气，说明其含有活泼的氢；能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明其含有碳碳不饱和键；能与三氯化铁溶液发生显色反应变为紫色，表明其含有烯醇式结构；能与羟胺反应生成肟，与苯肼反应生成苯腙，与氰酸或亚硫酸氢钠反应，说明其含有羰基。这些性质均是其结构的反映。对苯二酚具有被弱氧化剂氧化生成对苯醌的性质，可以在摄影胶片显影处理时做显影剂来使用。又如许多酚类化合物有杀菌作用，可用作消毒杀菌剂。医院内常用作杀菌剂的来苏儿，就是甲酚与肥皂液的混合物；医用漱口水中的一种有效成分百里酚也有杀菌作用；五氯酚的钠盐可杀灭血吸虫疫区的登螺；某些酚类衍生物还可以用作木材或食物的防腐剂等 [ 3 ]。这些都是由酚的性质所决定的，反映了性质决定用途。 2.5. 以生产、生活和学习中的典型事件为例，培养社会责任感，构建健全高尚的人格， 培养健康、安全和环保意识 在教学过程中，穿插生产、生活和学习中碰到的化学问题为案例。在讲解卤代烃、醇、酚、醚、醛和酮时，介绍有机卤化物、二噁英、甲醛与环境污染的关系，培养学生的社会责任感，增强学生的环保意识。酒驾简易分析仪器的设计是根据酸性重铬酸钾氧化乙醇后变绿色的反应原理制造出来的，告诫学生遵纪守法，珍惜生命，谨防醉驾。葡萄酒中含有诸多二苯乙烯类化合物，特别是白藜芦醇。大量研究表明白藜芦醇具有很强的抗癌效果，对乳腺癌、口腔癌、胃癌、肝癌、前列腺癌以及结肠癌等都有一定的效果。白藜芦醇的这种抗癌作用被誉为“20世纪末本领域最新的科学发现” [ 6 ]，这就是饮用适量葡萄酒的好处。以此类案例为例引导学生多关注日常生活中的化学问题，做到学以致用，又能增强学生的健康意识。又如吗啡、海洛因可以在医学上作镇痛药来使用，但具有成瘾性，又是毒品，说明事物具有两面性，告诫学生珍爱生命，远离毒品。再如廋肉精，三聚氰胺事件，复旦大学医学院的投毒案等案例 [ 7 ]，引导学生在解决化学问题的同时，培养其社会责任感，遵守职业操守，遵纪守法，建立健全的人格，树立正确的世界观、人生观和价值观。
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user: 3. 总结 我们正是通过上述五方面去挖掘有机化学课程中蕴含的思想政治内容的，教学的时候做到润物细无声，既增加了课堂教学的情趣，活跃了气氛，又发挥了课堂思想政治教育的作用，为专业课程开展思政教育提供有益的借鉴。
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user: 摘要 钢筋混凝土结构在日常运营中，由于裂缝的出现，会导致内部渗水、钢筋锈蚀等问题，从而破坏结构的安全性。因此，钢筋混凝土结构的裂缝监测是评估建筑结构的重要依据，本文采用分布式光纤应变/温度传感技术(BOTDA)，将传感光缆铺设在混凝土内部和表面，实现了对混凝土裂缝的监测，并且通过钢筋混凝土梁的静载试验，验证了对裂缝宽度跟踪监测的有效性，对结构健康监测有重要意义。
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user: 1. 引言 随着我国经济的快速发展，大型土木工程结构日益增多，如超大桥梁、大型水利工程、隧道、大型边坡等，但土木工程结构在环境腐蚀、材料老化、疲劳效应和突发效应的作用下会产生损伤积累和安全隐患。特别是对于混凝土结构，现在仍以人工巡检和传统的点式电学传感器为主要的检测手段，只能观察混凝土表面结构异常位置，对于混凝土内部的缺陷和异常变化很难感知。为了保障结构安全健康，急需要一种切实有效的监测手段对大型结构进行实时连续在线监测。 基于新型的光纤传感技术以本质安全、抗电磁干扰、灵敏度高、空间连续测量、长距离、大范围等优点成为结构健康监测的重要选择之一。而分布式光纤传感技术以其测量精度高，测量距离远而备受关注，利用光纤中的光散射信号可以实现被测结构物的温度、应变、振动信号的测量，并结合其信号传输特点，可以将光纤路径上的任何一点看作是一个传感元件，从而测量出光纤上任一点的结构响应，最后实现长距离结构响应的分布式测量。 本文采用分布式光纤传感技术，从理论到试验模型研究了分布式传感光纤应用于混凝土裂缝监测的可行性，证明了裂缝大小与应变变化的线性关系，将传感光缆布设于混凝土结构内部和表面，不仅可以测量混凝土结构内部连续的应变变化，还可以准确定位裂缝发生位置及裂缝的大小，对预防结构建筑灾害的发生有重要意义。
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user: 2. 技术原理 光纤中的散射主要有拉曼散射、布里渊散射和瑞利散射三种，如图1所示。其中瑞利散射是一种弹性散射，对振动敏感；布里渊散射是一种非弹性散射，对温度和应变敏感；拉曼散射也是非弹性散射，只对温度敏感。 BOTDA (Brillouin optical time domain analysis)是基于受激布里渊散射效应的光纤传感技术。如图2所示，当从光纤两端入射的相向传输的泵浦脉冲光和连续光的频率差在光纤固有布里渊增益范围内，满足受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering (SBS))放大条件时，这两束光将通过声波场发生SBS作用，产生能量转移，发生受激布里渊放大。待测光纤温度或者应变发生变化时，光纤的固有BFS会发生改变，当两束光的频差等于光纤固有的BFS时，能量转移最大。据此，通过扫描在BFS附近的泵浦脉冲光和探测光的频率偏移可得到传感光纤的布里渊散射谱，并利用BFS与温度和应变之间的线性关系来实现分布式温度和应变解调 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。 图1. 光纤中的散射光谱 图2. BOTDA原理图 在光纤中存在着热光效应和弹光效应，温度和应变分别通过热光效应和弹光效应使光纤折射率发生变化，而温度和应变对声速的影响则是通过对E (杨氏模量)，k (泊松比)，n (折射率)，ρ (密度)的变化而变化，可以得到布里渊频移公式如下。 f B ( ε ， T ) = 2 v p C n ( ε ， T ) [ 1 − k ( ε ， T ) ] E ( ε ， T ) [ 1 + k ( ε ， T ) ]   [ 1 − 2 k ( ε ， T ) ] ρ ( ε ， T ) (1) 在实际工程应用中，传感光纤检测的也是小应变，因而可将式(1)右边各项与ε有关各项的变量在零点作泰勒展开，并精确到一次项。 f B ( ε ， T 0 ) = f B ( 0 ， T 0 ) { 1 + n ′ ε n ( 0 ， T 0 ) ε + E ′ ε 2 E ( 0 ， T 0 ) ε − ρ ′ ε 2 ρ ( 0 ， T 0 ) ε + k ′ ε k ( 0 ， T 0 ) [ 2 − k ( 0 ， T 0 ) ] [ 1 − k 2 ( 0 ， T 0 ) ] [ 1 − 2 k ( 0 ， T 0 ) ] ε } (2) 上式可简写为： f B ( ε ， T 0 ) = f B ( 0 ， T 0 ) [ 1 + ( Δ n ε + Δ E ε + Δ ρ ε + Δ k ε ) ε ] (3) 同理可得温度与应变的关系式可推导为： f B ( ε 0 ， T ) = f B ( ε 0 ， 0 ) [ 1 + ( Δ n T + Δ E T + Δ ρ T + Δ k T ) T ] (4) 以上系数均与光纤本身性质有关， Δ n ε 、 Δ E ε 、 Δ ρ ε 、 Δ k ε 、 Δ n T 、 Δ E T 、 Δ ρ T 、 Δ k T 为常数，所以总结可得，增益谱峰处的频移(布里渊频移)与光纤所受应变成正比关系，所以测得光纤各点的布里渊频移值，可由下式得到光纤各点所受应变： Δ f = C 11 × Δ ε + C 12 × Δ T (5) 其中 Δ f 是布里渊频移变化量， Δ ε 是应变变化量， Δ T 是温度变化量，C 11 及C 12 分别是布里渊频移/应变系数和频移/温度系数，通常情况下两个系数分别为0.05 MHz/με和1 MHz/℃，即布里渊频移1 MHz对应20 με或者1℃。 近十几年来，随着BOTDA传感技术的兴起，主要针对大型、长距离的基础工程进行健康监测，已在桥梁、隧道、大坝等工程应变监测中应用 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]，将其应用于结构裂缝监测相对较少，本文通过分布式光纤裂缝试验，验证了该技术的可行性。
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user: 3. 裂缝标定试验 本文中实验所采用的是日本NEUBREX公司的NBX-7000分布式光纤应变分析仪，该设备采用脉冲预泵浦光时域分析DPP-BOTDA (Pulse-Pre-Pump Optical Time Domain Analysis)技术，可以实现最高空间分辨率2 cm的测量精度。试验中为了研究裂缝大小与应变变化量直接的关系，自制裂缝控制器，该装置由2块300 mm × 300 mm × 3 mm铝板组成，通过螺旋测微计顶推调整裂缝宽度，裂缝控制精度为0.01 mm，如图3所示。将0.9 mm直径的紧包传感光纤粘贴固定在铝板上，然后引线熔接跳线头接入解调设备。再将裂缝间距控制器通过螺钉固定在钢板上，旋转两个间距控制器上螺钉的位置，即可调节两块铝板的间距，同步测量光纤的应变。 图3. 裂缝测量装置图 设置空间分辨率为10 cm情况下，测量段光缆长度为20 cm，测量初始应变。逐级增大裂缝宽度，每级增加0.01 mm，共六级，该分辨率情况下的光缆应变变化，如图4所示。 图4. 不同空间分辨率裂缝测试结果 从图可得，0.16 m的距离内，有明显的应变变化，而且逐级加载呈现线性增加的趋势，选择应变最大位置点0.1 m处做裂缝与应变的变化图，如图5所示。 图5. 10 cm分辨率裂缝宽度标定图 从图5可得，在10 cm空间分辨率情况下，裂缝大小与应变量为线性关系，得到的裂缝与应变的定量系数为：6042 με/mm。对于该应变分析仪的应变测量精度为5 με，反推得到裂缝测量精度最小可达8 × 10 −4 mm，从而说明了分布式光纤应变监测技术具有极高的裂缝测试精度，完全满足实际工程要求。
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user: 4. 混凝土梁裂缝试验 以上分析证明了使用分布式光纤测量表面裂缝的可行性，接下来用分布式光纤传感技术测试混凝土梁在弯矩作用下的受力特性 [ 7 ] [ 8 ]，试验装置如图6所示，混凝土梁长度约2.5 m，在混凝土内部和表面分别安装分布式传感光缆，其中内部布设两根金属铠装应变光缆，外部表面布设一根0.9 mm的紧套分布式光缆。 图6. 光缆布设装置示意图 设置BOTDA空间分辨率为10 cm，对混凝土梁进行逐级荷载试验，共计23级荷载，应变分布如图7所示，其中10~12 m为表面粘贴的紧包光纤，12.5~16 m和18~20 m为内部金属铠装光缆。 图7. 光缆逐级荷载应变变化图 从图7可得，随着荷载逐级加大，表贴式分布式光缆和埋入式分布式光缆应变逐级增大，而且埋入式的两根光缆呈现对称分布。取表贴式分布式光缆11 m处和埋入式分布式光缆14.4 m处的光缆绘制单点应变变化图，如图8所示。 图8. 单点逐级荷载应变变化图 根据现场测量结果，并经过试验分析得到如下结论：1) 混凝土结构表面应变变化比内部大，开裂首先从表面开始，然后裂缝延伸至内部；2) 内部金属铠装光缆由于自身弹性模量较大，在模型加载过程中可能会出现相对位置滑移的情况，所以对于裂缝测量不明显，而表贴式紧包光纤由于弹性模型小，可以较好的与模型表面粘贴，测量表面裂缝开裂信息；3) 加载过程分为3个阶段，弹性阶段、裂缝开展阶段、钢筋屈服和破坏阶段。4) 1~5级加载为弹性阶段，应变曲线呈线性增长，此时没有裂缝产生，此时最大应变为200 με，基本符合混凝土开裂的极限条件；5) 5~22级加载为裂缝开展阶段，随着荷载增加，梁底开裂，应变继续增加；荷载继续增加，裂缝数量增多、宽度增大并向受压区边缘延伸，从图7，图8中可得，表面粘贴的紧包应变光纤明显有两个峰值异常变大的位置点，该位置点即为裂缝展开变大的位置；6) 23级之后为钢筋屈服和破坏阶段，当纵筋屈服，裂缝数量基本不再增加，宽度继续增大，向上延伸加快，应变量迅速增加；继续加载，裂缝扩展明显，中性轴上升，直至受压区被压坏，梁破坏。
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user: 5. 结论 本文通过实验验证了分布式光纤传感技术不仅能够准确定位裂缝的发生位置，还能定量测到裂缝的大小，另外在混凝土梁模型荷载试验过程中，通过粘贴在混凝土结构模型表面的紧包光纤，可以得到随着荷载的增加，表面裂缝逐级增大直到破坏。普通的混凝土结构，极限拉伸应变为150 με，拉断应变为1000 με，分布式光纤可以全程监测混凝土结构从产生裂缝到梁体断裂的全过程，说明了分布式光纤传感不仅量程大，而且能够实现混凝土结构的全过程监测，较传统的点式传感器，不仅可以实现光纤链路的无死角监测，而且测量精度高，抗干扰性强，实时在线监测，体积小易嵌入便于施工，价格经济以及能够适应复杂环境的需求等优良特性，在通信和结构健康监测领域得到广泛的应用，对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力，提升公共安全水平，以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。
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user: 摘要 本研究选取南方某地铁某线路岩土试验测定值(粘聚力值、内摩擦角值、含水量、压缩系数、孔隙率、压缩模量和天然密度)为研究对象，利用统计学理论对测定值总体所服从的概率分布进行拟合分析，分别获得测定值正态分布、伽马分布、瑞利分布、泊松分布和威布尔分布下的分布参数，并利用柯尔莫哥洛夫–斯米洛夫检验对上述分布的拟合优度进行计算，进而获得测定值的最优分布函数，然后通过随机抽取的方式，从总体测定值中随机抽取4组子样，每组子样本含量分别为30个、20个、10个和6个，并在该基础上分析所抽取的子样是否服从与总体相一致的概率分布，再通过方差分析，检测上述子样间的显著性差异，最后分析样本含量对概率分布参数稳定性的影响。结果表明含水量的最优分布为正态分布，天然密度最优分布为威布尔分布，孔隙率最优分布函数为伽马分布，内摩擦角不服从上述任何一种分布，粘聚力值最优分布为伽马分布，压缩模量最优分布为伽马分布。此外，当子样数为6时，7项指标均与总样本空间KS检测结果不相符，即较少的子样数会导致数据服从多种分布模型从而造成土体指标统计值与实际值产生偏差，当子样本数大于等于10时，利用统计学原理得到的土体物理指标值及分布类型愈稳定。本研究成果对于隧道、边坡、基坑等工程勘察中的土工试样试验取值数目的确定具有一定的参考与指导价值。
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user: 1. 前言 岩土物理力学参数取值问题是边坡安全性、硐室安全可靠性和地基稳定性分析的基础问题之一，受化学成分、生成、赋存及沉积环境、固结程度等因素影响，土体物理力学特性通常表现出较大的变异性和不确定性 [ 1 ] [ 2 ]。此外，试验条件、人为因素、统计误差和偏差是导致土体物理力学指标参数不确定的另一因素，属于系统误差 [ 1 ]。 目前，针对岩土物理力学特性参数研究常采用的分析方法多为基于数理统计的可靠性理论 [ 3 ] - [ 9 ]。如刘春(2005) [ 10 ] 通过随机–模糊理论分析了黄麦岭磷矿边坡岩体抗剪强度参数；陈立宏等(2005) [ 8 ] 分析了土体抗剪强度指标的概率分布类型，认为土体抗剪强度指标分布服从正态分布和对数正态分布；张文生等(2017) [ 11 ] 分析了岩土参数置信水平取值对边坡稳定性的影响；陈祖煜(2018) [ 9 ] 探讨建立在相对安全率准则基础上的岩土工程可靠度分析与安全判据；综上所述，上述文献集中探讨了各种类型岩土体力学参数(粘聚力值和内摩擦角值)的分布模型以及小样本条件下，借助于先验理论对岩土体力学参数指标的估计等研究内容。在实际工况中，受工期、采样条件、工程预算等诸多因素的影响，采样数通常难以达到统计学所规定的样本数，这在一定程度上导致上述通过统计理论得到的力学指标值缺乏与实际值的对比性，这在一定程度上限制了上述方法的实际应用，同时，较小的物理样本数也导致通过样本数据获得的概率分布参数与实际分布参数不符，甚至失真，且样本数愈少，上述失真的概率显著性愈高(赵晶等，2016) [ 3 ]，从而导致工程人员在实际工况的评断中采用错误的参数，这给相关工程的安全性和经济性带来巨大隐患。因此选取合适的样本数对于提高工程的安全性和经济性的意义不言而喻。 目前，相关规范中对于岩土体样本数的规定如下：每层岩土体主要指标的样本数量为：对于土层不应少于6个，岩石抗压强度不应少于9个。然而根据文献 [ 1 ] 关于“按规范样本数取6的条件下得到的边坡破坏概率偏小”的观点，样本数取6个亦是不合适的。基于上述论述可知，合理确定岩土体样本数的多少对于提高岩土体物理力学参数计算准确度，准确判断岩土体工程特性具有至关重要的作用。由此，本研究选取某地铁隧道土体7项物理力学指标为总体，采用统计学理论对这7项指标总体所服从的分布进行拟合分析，分别获得这7项指标总体在正态分布、伽马分布、瑞利分布、泊松分布和威布尔分布下的分布参数，并利用柯尔莫哥洛夫–斯米洛夫检验(Kolmogorovu-Sminov test， KS test)对上述分布的拟合优度进行计算，并通过随机抽取的方式，从总体指标中随机抽取4组子样，并分析所抽取的子样是否服从与总体相一致的概率分布，然后通过方差分析，检测上述子样间的显著性差异，最后分析样本含量对概率分布参数稳定性的影响。该研究结果可用于隧洞、边坡等设施施工中岩土试样的物理力学指标检测结果的分析。
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user: 2. 研究理论与方法 1) 正态分布、伽马分布、泊松分布、瑞利分布和威布尔分布可见文献 [ 10 ]。 2) 柯尔莫哥洛夫–斯米洛夫检验 本研究采用柯尔莫哥洛夫–斯米洛夫检验(KS test)检验对抗剪强度指标进行检验，具体形式可见文献 [ 10 ]。 3) 试验数据 表1为某地铁隧道土体物理力学指标测定结果，由该表可知土体压缩系数为0.25，其标准差为0.03，变异系数为11.07%，含水率为26.60%，标准差为1.46%，变异系数为5.51%，天然密度为1.98 g/cm 3 ，标准差为0.02 g/cm 3 ，变异系数为1.13%，孔隙率为0.75，标准差为0.04，变异系数为4.70%，内摩擦角为15.41˚，标准差为3.06˚，变异系数为19.85%，压缩模量为15.41 MPa，标准差为3.06 MPa，变异系数为19.85%，粘聚力值为48.90 kPa，标准差为8.57 MPa，变异系数为17.53%。总之，上述7项指标中，内摩擦角值、压缩模量、粘聚力值和压缩系数离散性较大，含水率、天然密度和孔隙率离散性较小。 Table 1 Physical and mechanical indices of soil in subway of Changzho 物理力学指标 压缩系数 含水率(%) 天然密度(g/cm 3 ) 孔隙率 内摩擦角值(˚) 压缩模量 (MPa) 粘聚力值(kPa) 平均值 0.25 26.60 1.98 0.75 15.41 15.41 48.90 标准差 0.03 1.46 0.02 0.04 3.06 3.06 8.57 变异系数 11.07 5.51 1.13 4.70 19.85 19.85 17.53 样本数 74 74 92 92 39 74 39 表1. 常州地铁隧道物理力学指标测定结果
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user: 4. 结论 本研究采用统计学理论对南方某地铁隧道开挖过程中土体7项物理力学指标所服从的分布进行拟合分析，分别获得上述指标总体在正态分布、伽马分布、瑞利分布、泊松分布和威布尔分布下的分布参数，进而利用K-S test对上述分布的拟合优度进行计算，并在此基础上通过随机抽取的方式，从总体指标中随机抽取4组子样(每组子样设5个平行试样)，并分析所抽取的子样是否服从与总体相一致的概率分布，然后通过方差分析，检测上述子样间的显著性差异，最后分析样本含量对概率分布参数稳定性的影响，上述研究共取得以下结论： 1) 各项指标中，除内摩擦角外，其余6种分布总体上均服从正态分布、伽马分布以及威布尔分布，但其最优分布函数各不相同。其中，压缩系数和含水量最优分布函数均为正态分布，天然密度最优分布为威布尔函数，孔隙率、粘聚力值和压缩模量的最优分布函数为伽马分布，内摩擦角不服从上述任何一种分布。 2) 当子样数为6时，7项指标均与总样本空间KS检测结果不相符，较少的子样数会导致所分析的数据服从多种分布模型从而造成土体指标统计值与实际值产生偏差，当子样本数大于等于10时，利用统计学原理计算得到的土体物理指标值及分布类型愈稳定。