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期刊信息
创刊：1984年
刊期：月刊
主管：水利部长江水利委员会
主办：长江水利委员会长江科
学院
刊号：ISSN 1001-5485
CN 42-1171/TV
邮发代号：38-147
订购：全国各地邮局
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专家特约稿
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水工结构与材料
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2009年 26卷 12期
刊出日期 2009-12-01
江湖泥沙与治理
水资源与环境
水土保持与生态建设
工程安全与灾害防治
水力学
岩土工程
水工结构与材料
江湖泥沙与治理
1
孙东坡, 李彬, 王鹏涛, 王云峰, 王二平
南水北调倒虹吸工程裹头附近河床变形研究
对白马河倒虹吸工程河段河床演变分析知，人类活动对近期该河段有重要影响。通过动床模型试验得到了倒虹吸工程轴线附近以及两岸裹头的河床冲刷深度，表明倒虹吸埋置深度是安全可靠的。试验数据分析表明裹头工程根部设置铅丝石笼防护带，对保护工程、减轻边岸冲刷非常重要。借助理论与实测资料分析，对裹头附近局部冲刷发展规律进行了研究，提出了裹头附近局部冲刷发展模式，推求了局部冲刷深度随流量变化的模拟方程。
2009 Vol. 26 (12): 1-5 [
摘要
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413
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1373
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6
范北林, 闵凤阳, 黎礼刚, 张九蓉
几种模型沙激光粒度仪测试结果与筛析--沉降法的比较
为了解激光粒度仪法和传统的筛析-沉降法在模型沙粒度测量方面的差异，用这两种方法对几种模型沙样品分别进行了粒度分析。结果表明，激光粒度仪法测试的结果偏粗，分选偏差；上述两种方法获得的平均粒径或分选系数之间均存在显著的线性相关性。激光粒度仪法测定的粗颗粒物质（小于 2.184 Φ）和细颗粒物质（大于 4 Φ）比筛析 - 沉降法偏多。对不同的粒级组分进行了激光法和筛析 - 沉降法的回归分析，粗颗粒物质相关性好，可以进行数据间的转换。
2009 Vol. 26 (12): 6-9 [
摘要
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437
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1524KB] (
1970
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10
章厚玉, 王荣新, 马继建, 储昭诚, 余国莉, 罗媛
泥沙沉降过程与密度变化关系实验研究
为研究水库泥沙淤积与泥沙密度之间的变化关系，采用丹江口水库不同库段、不同粒径的泥沙，进行了不同管径、不同深度和分别加沙的沉降实验，发现了一些特殊的现象。并对这些实验数据和丹江口水库的实测资料，进行了分析。研究结果说明泥沙沉降快慢与泥沙表层水深无关，而泥沙的密度是随泥沙沉降快慢而变的。
2009 Vol. 26 (12): 10-12 [
摘要
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2027
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13
吕丽君, 李振青, 刘小斌
长江马鞍山河段河道演变及整治研究
马鞍山河段是长江中下游典型的顺直分汊河段，其演变过程较为复杂，整治难度较大。分析了该河段的河势特点及历史、近期演变情况，在此基础上结合该河段已实施的整治工程分析了工程的整治效果。并指出了目前马鞍山河段存在的问题，提出了整治措施及建群状丁坝来调整水流的整治思路。为马鞍山河段二期整治工程提供参考。
2009 Vol. 26 (12): 13-16 [
摘要
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427
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水土保持与生态建设
17
姚文艺, 高航, 王玲玲, 李勉
复杂侵蚀环境下分布式土壤流失水动力学模型——以黄河多沙粗沙区为研究实例
以黄河多沙粗沙区为研究对象，基于实体模型试验对黄土坡面沟道系统侵蚀产沙机理的认识，根据侵蚀动力学、水文学、泥沙运动力学的基本理论，以地理信息系统为平台，研发了复杂侵蚀环境下的分布式土壤流失水动力学模型；揭示了植被作用下坡面 - 沟道系统侵蚀产沙耦合规律；认识到坡沟产沙之间具有内在的自调控关系；提出了当量糙率的概念；建立了基于 GIS 的分布式土壤流失水动力学模型；构建了基于 ArcGIS 平台的支持系统，实现了 GIS 与土壤流失模型、产汇流模型与产输沙模型的紧密耦合。通过实例验证了模型对于中尺度流域土壤流失的模拟亦有较满意的精度。
2009 Vol. 26 (12): 17-21 [
摘要
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398
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22
穆军, 李占斌, 李鹏, 薛萐, 郑郁
干热河谷干季土壤水分动态研究
为了开展植被恢复试验，对干热河谷土壤水分的动态变化规律进行初步研究。结果表明随海拔高度增加，干热河谷干季土壤水分呈逐渐增加趋势。干季相同海拔高度不同土地类型土壤含水量均较低，土壤含水量都低于 8% 。层间变化由于受降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发的综合作用基本表现为增长型。利用变异系数对土壤水分的层间变化进行了分析和层次划分。
2009 Vol. 26 (12): 22-25 [
摘要
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水资源与环境
26
曹永强, 游海林, 罗麟, 伊吉美, 邢晓森
AHP 在省界缓冲区水资源保护方案评价中的应用
首先给出省界缓冲区的定义，然后基于层次分析的基本原理，构建省界缓冲区水资源保护方案的指标体系，运用 AHP （层次分析法）确定各个评价指标的权重，对我国省界缓冲区水资源保护方案进行综合评价。分析结果显示污染者付费实施方案力度最为到位，水质污染后修复实施方案最不到位。
2009 Vol. 26 (12): 26-28 [
摘要
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459
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工程安全与灾害防治
29
黄祥, 饶志强, 宁晶
基于电测法的三峡地下厂房天锚荷载应变监测试验研究
三峡地下厂房天锚作为桥式起重机吊装的重要设施，在投入生产之前采用电测法对其安全性进行了荷载试验检查，并对荷载试验过程中的天锚锚杆受力及其变化情况采用电测法进行了应变监测。监测成果显示，电阻应变计实测规律性明显，且测值均未超过设计允许范围，表明天锚是安全的。
2009 Vol. 26 (12): 29-31 [
摘要
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515
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33
王英华, 秦鹏, 陈斌
基于改进变维分形理论的拱坝温度监测数据预测模型
目前用于温度监测数据预测的模型，对数据的长度有较强的依赖性，监测数据量较少时，预测效果不理想，在分形理论的基础上，尝试建立改进的变维分形预测模型，并以白莲崖拱坝温度监测数据为例进行分析、预测。结果证明，这种模型发挥分形理论有相似性的特点，克服了其他模型对数据长度的依赖性和噪声干扰对预测效果的影响，能较好应用于小数据量监测数据的预测，精度较高，有着良好的抗噪性。
2009 Vol. 26 (12): 33-35 [
摘要
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561
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水力学
36
林劲松, 巨江, 张根广, 吕宏兴
水电站长引水渠道水力瞬变过程计算研究
运用水电站长渠道引水水力瞬变过程计算方程，分析计算了白龙江横丹水电站长引水渠道各种工况下的运行情况。在计算正常运行工况的基础上，重点研究了在机组增、甩负荷时，瞬变运行状况下的非恒定流运动。对工程是否采用溢流侧堰，进行了对比计算，得到了最危险工况下的前池最高及最低水位，建议工程采用降低引水渠底高程0.5m，取消侧堰工程的方案。
2009 Vol. 26 (12): 36-40 [
摘要
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483
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41
吕宏兴, 杨岑, 路泽生, 栾维功, 把多铎, 李建雄
引洮供水一期工程总干渠糙率原型观测 (1)——研究方法与水位、流量监测
大型长距离输水工程的糙率是工程设计中的关键参数，随着工程施工技术的进步，工程建成后的实际糙率小于规范值，但设计中如何减小糙率取值则无选择的依据。为了给引洮供水工程优化设计提供依据，甘肃省引洮水利水电有限责任公司于 2006 年立项进行糙率原型观测研究，原型试验工程选择 1995 年建成的甘肃引大灌区总干渠和东二干渠，原型观测隧洞试验段分别在 30 A 隧洞出口与盘道岭隧洞进口修建机翼形量水槽，采用自动监测系统实时监测流量，隧洞水位各设 6 个观测断面，并采用水位自动监测系统实时监测。两处明渠段糙率原型观测试验水位流量采用人工方式进行。本文为该项研究的第一部分。
2009 Vol. 26 (12): 41-45 [
摘要
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472
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50
王继保, 郭红民
大岗山水电站截流模型试验研究
为了保证大岗山水电站截流工程成功实施 , 进行了截流模型试验研究。通过对大岗山水电站工程截流方案的试验研究，获得了截流过程龙口的水流特性，确定了不同龙口宽度时抛投材料的粒径和合理的抛投强度，推荐采用单戗双向截流的较优方案，为工程截流的实施提供了科学依据。
2009 Vol. 26 (12): 50-53 [
摘要
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438
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54
曹命凯, 郑 源, 严继松, 舒依娜
长距离有压输水管道充水过程的研究
为研究长距离有压管道充水过程并保证其运行中的安全，针对长距离有压管道的特点，对其充水过程，采取分段处理、依次充水的策略。对于每一段管道，闸门处采用宽顶堰型闸孔出流形式，结合空气阀的排气性质，运用气体状态方程，按小流量充水原则建立数学模型。在不同充水流量和不同空气阀间距下，计算管道内各特征点气体压强变化。计算表明充水流量越大，空气阀间距越长，特征点的气体压强越大，管道越危险。计算结果可为长距离输水管道充水过程的安全评估提供科学依据。
2009 Vol. 26 (12): 54-57 [
摘要
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449
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岩土工程
58
王 涛, 熊 将, 郭武祥, 李宏明, 胡少华, 李 杨, 胡 楠
地震荷载作用下地下厂房围岩稳定的离散元计算方法研究
对离散元动力计算方法的理论基础进行了探索，主要是离散元动力计算的实现过程，边界条件和动力荷载的输入问题。在此基础上以某大型水电工程的地下厂房为例，计算在静力和地震荷载作用下，围岩的变形破坏情况，并监测了岩体不同时间速度和位移的变化情况。计算方法与成果可以为地下厂房的抗震工程设计提供指导。
2009 Vol. 26 (12): 58-62 [
摘要
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382
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63
左永振, 程展林, 丁红顺, 姜景山, 孔宪勇
堆石料蠕变试验方法研究
堆石料是土石坝的主要填筑材料，其蠕变特性研究是土力学热点之一。蠕变试验的方法主要有三轴试验和单向压缩试验两种。三轴试验是研究堆石料常用的试验方法，其轴向变形主要是偏应力引起的剪切变形。而单向压缩试验，作为一种可以研究 K0 状态下堆石料的蠕变特性的试验方法，目前对此的研究较少。应用大型三轴仪(Ф300mm) 和大型叠环式固结渗透仪(Ф500 mm) ，选用双江口堆石料，分别进行了堆石料的蠕变试验，成果表明两种蠕变试验的剩余蠕变量与时间的关系都可以采用幂函数准确表达。三轴试验成果验证了九参数蠕变模型的通用性，根据单向压缩试验成果提出了简单的经验公式。最后对两种试验成果进行了比较分析，发现单向压缩蠕变可以视为应力水平为 0.4 时的三轴蠕变，其不能反映应力水平对堆石料蠕变特性的影响。因此，要对堆石料进行蠕变研究，宜采用三轴蠕变试验。
2009 Vol. 26 (12): 63-65 [
摘要
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469
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66
张金龙, 徐卫亚
岩石高边坡施工期稳定性综合评价
边坡稳定性评价是边坡施工期的关键问题之一，单一的评价方法具有不充分性和不完善性。锦屏一级水电站左岸边坡地质条件复杂，边坡稳定性问题突出。分析了左岸边坡岩体变形破坏机理和失稳模式，计算了各种失稳模式的安全稳定系数，结合多种监测成果以及参考几个典型人工岩石边坡失稳及监测结果，对锦屏一级水电站左岸岩石高边坡稳定性进行了综合评价。研究结果表明左岸边坡目前基本处于稳定状态，边坡支护设计基本满足边坡稳定性要求。并提出了边坡安全监测建议。
2009 Vol. 26 (12): 66-70 [
摘要
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376
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71
蒋昱州, 徐卫亚, 朱杰兵, 王瑞红, 杨圣奇
断续软弱夹层岩石流变力学特性研究
岩石流变力学特性是岩石力学研究中的重要课题，与岩石工程长期稳定性有着十分密切的联系。基于大型岩土工程分析软件 FLAC（3D），采用黏弹塑性流变本构模型，模拟了非贯通断续软弱夹层的不同间距、不同长度及倾角等因素条件下岩石的弹塑性变形与流变变形情况。研究分析了各种因素对岩体弹塑性变形与流变变形的影响以及各影响因素之间多重相关性。结果表明：夹层长度、夹层厚度与夹层间距两两之间都有着较强的相关性；岩桥倾角和夹层倾角与其他影响因素的相关性较弱。夹层长度、夹层间距和夹层厚度对岩石弹塑性变形以及流变变形量影响较大，岩桥倾角和夹层倾角对岩石变形影响不显著。
2009 Vol. 26 (12): 71-75 [
摘要
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387
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76
付凌云, 刘运飞
高速铁路粉喷桩复合地基临界桩长的测试研究
临界桩长是复合地基的一个重要参数，如何经济、合理地进行设计，是工程应用中极为关注的问题。而影响临界桩长的因素较多，针对如何考虑各个因素对临界桩长的影响程度问题，采用目前复合地基临界桩长研究中常用的计算公式，对影响复合地基临界桩长的相关因素进行了分析。结合高速铁路粉喷桩复合地基现场工程试验，对路堤荷载作用下粉喷桩复合地基临界桩长进行了探讨。研究表明 : 从承载力、沉降的概念出发推导的计算公式，计算得到的临界桩长偏小；采用荷载传递函数法导出临界桩长的计算公式较合理。桩体模量、土体模量、桩侧摩阻力位移值是影响粉喷桩复合地基临界桩长的主要因素，而土体的泊松比对临界桩长的影响较小。提出了粉喷桩复合地基并非都存在临界桩长的新观点。
2009 Vol. 26 (12): 76-80 [
摘要
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340
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1576
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80
李攀峰, 杨建宏, 聂德新
岩体体积节理数的修正研究
首先介绍了岩体体积节理数（JV）的定义，指出 JV 定义中采用节理间距或频率更为恰当。进而讨论了体积节理数计算公式的适用范围，研究表明：该公式仅适用于岩体内分布有不多于3组贯通性正交节理的情况，而一般情况下计算结果偏大。然后，通过体积、连通率修正，使(JV)可适用于贯通性节理岩体和断续节理岩体，客观准确地反映工程岩体完整程度。
2009 Vol. 26 (12): 80-83 [
摘要
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372
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84
黄 玲, 徐 晗, 饶锡保, 黄 斌, 何晓民
砾质土钻孔灌砂工艺三轴试验效果研究
对砾质土心墙料渗透性较差的试样，若按传统方法进行三轴试验，要保证试样饱和、固结、剪切过程中排水充分，试验周期将很长，无论是从大型三轴试验仪设备性能还是试验时间上都是难以接受的。为提高三轴试验效率，研制改进了三轴排水工艺，并进行了三轴 CD 试验的验证。试验成果表明：1 ％～3 ％置换率的“砂井”，对加速三轴试样的饱和、固结排水和孔压消散等过程起到了显著的效果，试验效率提高了2～3倍，但对应力应变基本无影响；从无孔样到有孔样，c值具有离散性，φ值依次增加，但变化幅度不大；试样周边、顶底粘贴滤纸条，再结合试样内部钻孔灌砂，是改善三轴试验排水路径的一种科学合理的、有效简便的好方法，能够获得准确、可靠的抗剪强度指标和E-B模型参数。
2009 Vol. 26 (12): 84-88 [
摘要
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511
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89
何 伟, 刘秀平, 游 萍, 陈科文, 陈向浩
高边坡锚索预应力变化规律浅析
通过对某水电站高边坡锚索预应力的系统监测和综合分析，讨论坡积层边坡中锚索预应力张拉、锁定中的损失及其变化规律的时间效应，探求预应力损失的主要影响因素，得到以下结论：①锚索锁定损失与张拉力有关，张拉荷载的规格越高，损失率越小；②锚索预应力损失分迅速下降、缓慢下降、相对稳定 3 个阶段；③坡积层中锚索预应力损失的主要影响因素是岩（土）体的蠕变，施工、环境因素的影响具有时效性；④本工程区监测数据验证了临时断面监测仪器布置的合理性。
2009 Vol. 26 (12): 89-92 [
摘要
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387
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水工结构与材料
93
林育强, 李家正, 杨华全
磷渣粉替代粉煤灰在水工混凝土中的应用研究
对磷渣粉的化学成分、微观结构和形貌特征，以及磷渣粉和粉煤灰作为掺和料对胶凝材料及水工混凝土性能影响进行了试验研究。结果表明：掺磷渣粉的混凝土绝热温升显著降低，混凝土拌和物有一定程度的缓凝，有利于大体积混凝土的施工、温控和防裂；磷渣粉可提高混凝土后期强度增长率和极限拉伸值，对混凝土的抗渗、抗冻性能无不利影响；磷渣粉可部分或全部替代粉煤灰在水工混凝土中大量应用。
2009 Vol. 26 (12): 93-97 [
摘要
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434
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98
宋 力, 李 鹏, 汤进伟, 薛 松
工程检测中回弹法测强不确定性影响因素分析
建筑施工领域中，常采用回弹法对混凝土进行无损检测，以确定其强度指标。但近几年来，越来越多地出现关于回弹法检测混凝土强度不确定性的争议。在研究利用回弹法测定混凝土结构实体强度的基础上 , 从混凝土强度与硬度的关系、用碳化深度修正回弹值换算强度的偏差、养护条件的影响及 JGJ/T23 2001 规程有关规定方面，对现行工程检测中回弹法测定混凝土强度不确定性影响因素进行了分析，旨在不断完善回弹法在混凝土构件强度检测中的应用。
2009 Vol. 26 (12): 98-101 [
摘要
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481
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1740
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102
刘 民, 陈中学, 胡春林
基于多时间尺度法的桩基轴向振动分析研究
假定桩基及桩周土的材料满足粘弹性本构关系，导出了分析粘弹性桩基轴向振动的偏微分方程。在桩基和土的粘性都比较弱的情况下，用四阶多时间尺度方法求解了边界条件为一端固定、另一端自由的粘弹性桩基轴向自由振动的 n 阶固有频率和振动位移的近似表达式，得到： n 阶固有频率是粘弹性阻尼、阶数 n 和桩周土刚度系数的函数；位移与初始位移、相位、固有频率、时间、桩身位置、阻尼系数等有关；将四阶多时间尺度近似解与精确解进行了对比发现，当阻尼比小于 0.76 时，四阶多时间尺度解与精确解误差很小（小于3%），因此，只要使用较高的阶数，在较低的阻尼比情况下，用多时间尺度法求得的近似解与精确解误差不大，可以用于分析粘弹性桩基轴向振动。
2009 Vol. 26 (12): 102-105 [
摘要
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394
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106
李 珍, 邹 涛, 李晓鄂
丹江口大坝基础帷幕中丙凝胶体耐久性研究
丹江口水利枢纽是南水北调中线水源工程，丹江口大坝河床坝段的防渗帷幕，已运行近 40 年，大坝加高后其运行条件发生变化，上游水头更高，须通过相应的试验研究对其耐久性做出客观评价。采取常规和加速老化试验方法，测试了老化前后丙烯酰胺（丙凝）胶体的质量和酰胺基团的变化及浸泡液中 NH4 + 浓度、丙烯酰胺单体含量。试验结果表明，老化试验后丙凝胶体支链的部分酰胺基团发生了水解，但主链未发生水解，说明丙凝胶体耐久性较好。
2009 Vol. 26 (12): 106-109 [
摘要
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374
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仪器设备研制
110
张 云, 熊 杰, 宋宴明
基于 STM32 的励磁系统录波存储器的实现
传统使用 PC 机现场对励磁系统进行录波，调试正常后一般就不再进行后续录波，对于后期事故的排除及产品的更新都不利。介绍了一种采用基于 ARM Cortex M3 内核的 STM32 微控制器与 SD 半导体快速闪记忆器（SD卡）的微机录波存储器的设计方法。并从硬件和软件两方面具体论述了该存储器的实现。该系统实现了自动对励磁系统的数据进行快速采集、分析和存储的长时间录波。
2009 Vol. 26 (12): 110-114 [
摘要
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404
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