江苏大学学报（自然科学版）

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基于GA-BP的安全带佩戴识别方法

葛如海, 胡满江, 张学荣, 苏清祖

2014, 35(2): 125-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.001

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为了避免不规范佩戴安全带行为的发生,进一步提高安全带的佩戴率，提出了一种基于GA-BP的安全带佩戴识别方法.该方法在图像处理技术的基础上,提取安全带极坐标转化后的二值化图像像素值作为表征安全带佩戴状态的特征向量,并通过PCA方法对其进行降维；然后采用BP神经网络算法,建立基于BP神经网络的安全带佩戴识别模型,同时为了提高安全带佩戴识别模型的精度,引入遗传算法对其权值和阈值进行优化,建立基于GA-BP的安全带佩戴识别模型；最后通过具体实例验证.结果表明:该方法合理有效,能较好地对安全带的不同佩戴状态进行识别,具有较好的实用性和推广性．

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某轻型卡车正面A柱撞击仿真与改进

王良模1, 陈东益1, 邹小俊2, 张汤赟2, 张遵智2

2014, 35(2): 132-136. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.002

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为了提升轻型汽车的碰撞安全性,建立了某轻型卡车有限元模型,对驾驶室进行有限元仿真模态以及100％正面碰撞仿真,并通过驾驶室试验模态与实车碰撞试验,验证有限元模型的准确性．参照ECE R29-03标准,针对最大允许质量小于7 500kg的轻型卡车,提出了正面A柱摆锤撞击仿真方法．同时根据该车碰撞仿真结果,发现驾驶室压溃损坏,A柱及后围变形严重,假人触碰驾驶室内非弹性零件,乘员生存空间不满足要求．为提升碰撞性能,采取了A柱填充结构泡沫、增加后围加强梁和后围横梁加强板等改进措施．结果表明:驾驶室刚度得到提升,优化了力的传递路径,各零件能量吸收更均匀,具有足够的生存空间,顺利通过正面A柱摆锤撞击试验．

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基于车速及装载变化的纯电动客车操纵稳定性分析

游专1,2, 何仁1, 刘文光1, 张中帆3

2014, 35(2): 137-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.003

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针对纯电动客车具有动力电池质量大、轴荷转移大等特点,建立了考虑车速及装载质量变化的纯电动客车弯道行驶的非线性动态解析模型．应用遗传算法仿真分析和实车试验相结合的方法,构造适应度函数,实现了对非线性立方轮胎模型的参数辨识．仿真结果表明:客车弯道制动初速度越高,减速度越大,瞬态响应越灵敏,操纵稳定性越差;随着装载质量的增加横摆角速度增益稳态值减小,转向响应灵敏性变差,侧倾角的稳态值增大,侧翻的可能性加大;与实车试验数据吻合程度高,采用遗传算法对客车操纵稳定性模型进行参数辨识具有很好的可行性和弯道行驶模型的准确性．

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轮毂电动机驱动车辆电动机的失效安全性

田韶鹏, 兰志宇, 徐文立

2014, 35(2): 144-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.004

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针对四轮独立驱动轮毂电动机式电动汽车电动机失效后车辆存在的安全性问题,提出了一种新型电动机失效控制策略．首先,失效控制器检测每台电动机的失效因子,判断失效类型；其次,根据油门踏板开度和转向盘转角决定失效控制目标,迅速协调正常工作电动机的输出转矩,以满足车辆期望纵向力矩和横摆力矩的需求,保证车辆行驶的动力性和稳定性．利用Simulink软件搭建了7自由度轮毂电动机驱动车辆动力学模型,对提出的控制策略进行了仿真研究．结果表明:该算法能在油门踏板开度大且转向盘转角小时保证汽车的动力性需求;在油门踏板开度较小或转向盘转角过大时进行稳定性协调控制,改善了电动机失效后车辆的行驶稳定性．

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后台阶流的水动力特征

肖潇, 吴时强, 樊新建, 吴修锋

2014, 35(2): 149-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.005

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后台阶流动是一种经典的分离流动问题,为了更深入地分析后台阶流动结构,探讨台阶流动水力特性,基于FLUENT软件,采用三维k-ε紊流模型对大范围雷诺数50<50 000情况下的后台阶水流流动进行了数值模拟,将其结果与PIV试验所测结果相结合,分析后台阶流动的回流区特性和回流区长度变化规律,详细分析了中心剖面的断面速度、压力、紊动能和涡量等水力特性的分布情况．结果表明:模拟值与试验值吻合较好,两者都存在稳定的回流区,回流区长度变化趋势相一致,模型结果可靠;水力特性均受回流区的影响较大,尤其在分离点处压力达最小值,涡量也在此处沿回流区边缘扩散,而在回流中心处速度较小,紊动能则较大．

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水射流冲击固体表面的能量因素与冲蚀机理

康灿1, 刘海霞2, 周亮1, 杨敏官1

2014, 35(2): 154-159. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.006

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利用PDPA测量技术和高速数码摄像技术对压力为280 MPa的纯水湍流射流进行定量测量与流束轮廓波动分析,进而在纯水射流中加入石英砂粒,形成磨料射流,以切割Al合金试样．对磨料射流作用过的试样表面形貌进行扫描电镜观察和三维光学轮廓扫描,从而获得试样表面的小尺度形貌特征．结果表明:高速纯水射流的连续集束段是产生射流冲击能量的关键,射流断面中心区存在着明显的湍流均方根速度低谷;采用统计图像灰度值的方法能够对射流流束轮廓的波动行为进行描述,灰度值也可以作为表征射流段集束程度的依据;高速砂粒与水射流的联合作用致使试样表面产生磨削痕、截断痕和撞击痕等明显特征,这些特征与靶距有着直接的关系．

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深水自激吸气脉冲射流装置冲蚀性能试验

高传昌, 苏泊源, 张世斌, 刘彩萍, 李航

2014, 35(2): 160-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.007

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为了研究在深水条件下提高射流效果,依托自行研制的试验系统,在结构参数一定时,对自激吸气脉冲射流装置中影响装置性能与射流冲蚀效果的运行参数进行了试验,运用量纲归一的分析方法,确定了工作压力、水深和吸气效率之间的关系,分析了三者对装置性能与冲蚀效果的影响规律.结果表明:吸气是提高装置性能和冲蚀效果的有效途径,但装置吸气效率受水深及工作压力的共同作用,随工作压力的增大而增大,随水深的增大而减小;相同条件下,自激吸气脉冲射流在射流轴向的相对冲击力较不吸气时大;水深为10～60 m,随着工作压力的增大,装置相对冲击力呈线性规律缓慢增大,吸气效率呈对数型规律增大;工作压力一定时,自激吸气脉冲射流的冲蚀表面积均较不吸气时大,但二者差距随水深的增大而减小.

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近红外光谱结合蚁群算法检测花茶花青素含量

黄晓玮, 邹小波, 赵杰文, 石吉勇, 张小磊

2014, 35(2): 165-170. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.008

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花青素是花茶中的主要质量指标,为了快速准确的检测花茶中花青素的含量,提出一种基于蚁群算法(ACO)结合区间偏最小二乘法(iPLS)的近红外光谱检测方法．原始近红外光谱经过预处理采用ACO-iPLS优选花青素含量对应的特征子区间．当全光谱划分为12个子区间时,ACO-iPLS优选出第1,9,10共3个子区间,在此基础上建立的近红外光谱模型最佳．模型对校正集和预测集相关系数分别为0.901 3和0.864 2;交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.160 0 mg?g-1和0.202 0 mg?g-1．研究结果表明: 与常规的iPLS相比,ACO-iPLS不但可以有效选择近红外光谱特征谱区,而且建立的模型具有更高的精度和鲁棒性．

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超声红外热波检测多模式激励的数值仿真

田干1, 张炜1, 金国锋1, 杨正伟1, 宋远佳2

2014, 35(2): 171-175. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.009

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针对超声红外热波检测中出现的驻波问题,提出了多模式激励方式消除驻波影响的方法．建立了含裂纹缺陷的复合材料构件有限元模型,并采用双源激励超声热波检测方法进行了检测仿真分析．结果表明:多模式激励方法能够使构件的响应波形中产生更为丰富的次谐波和高次谐波,可有效消除驻波的影响,提高超声热波技术的检测能力,并且可以避免对材料造成二次损伤．

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豆渣蛋白提取及检测试验

马秀婷1, 肖志刚1,2, 罗志刚3, 叶玲玲1, 孙旭1, 高洋1, 刘海飞1

2014, 35(2): 176-182. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.010

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研究了碱溶解、超声波处理、酸沉淀的方法提取豆渣蛋白．在4组pH不变的条件下,选择料液比、温度、超声时间、超声功率为考察因素,蛋白提取率为目标值,做单因素试验,并对碱溶酸沉法和超声波辅助碱溶酸沉法提取豆渣蛋白热力学稳定性、SDS-PAGE凝胶电泳、氨基酸组成、蛋白分散指数(PDI)和氮溶解指数(NSI)进行比较检测,结果表明:超声波辅助可增加豆渣蛋白提取率,并且豆渣蛋白未发生特别大程度变性．

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弹性体受热冲击作用的热力耦合特性分析

王颖泽, 宋新南

2014, 35(2): 183-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.011

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考虑快速加热过程中的延迟效应和耦合效应,基于广义热弹性理论,建立了热冲击下描述弹性体热力耦合特性的热弹性动力学模型．借助于Laplace变换,推导了热作用初期一维热弹性响应的瞬时解．通过对弹性体内各物理场的求解分析,给出了热弹性波在弹性体内部的传递规律,以及延迟效应和耦合效应对热弹性响应的影响．结果表明:在快速加热条件下,延迟效应的存在削弱了热冲击的作用效果,而耦合效应则在影响热弹性波在弹性体内传播的同时也在一定程度上减弱了延迟效应对热冲击的削弱效果．

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基于两层结构的无线传感器网络Mesh路由协议

王宏飞, 李大霖, 牟荣增, 阎跃鹏

2014, 35(2): 189-195. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.012

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针对ZigBee中路由算法AODVjr对于路径对称性和路由管理帧投递成功率依赖性过强的问题,提出了一种基于两层网络结构的无线传感器网络Mesh路由协议．路由算法统计路径上的路由管理帧统计丢包率作为路由判据,消除了管理帧丢失造成的影响;另一方面路由建立仅依靠管理帧的单向传输,降低了对于路径对称性的依赖;同时在Mesh网络下形成星型子网,在扩充网络容量的同时有效降低下层节点的资源消耗．给出了网络拓扑,建立了星型子网,分析了Mesh路由的信标帧、路由判据和路由建立过程,并用实际测试进行了性能分析．结果表明:相比于采用AODVjr路由算法的ZigBee协议,该协议在无线传感器网络中具有更高的数据传输可靠性,丢包率降低约30％．

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分布式能量高效的WSN非均匀分簇路由多跳算法

吴玉成1, 谢璐2

2014, 35(2): 196-200. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.013

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针对无线传感器网络路由存在能量空洞的问题,提出一种分布式非均匀分簇路由算法．该算法在选择候选簇首时引入位置因子和平均能量因子来平衡全网节点的剩余能量;网络运行过程中,候选簇首通过自适应校正其竞争半径进行非均匀分簇．采用基于能量和距离的能耗函数入簇机制以均衡全网能量消耗,利用多跳动态路由以避免稳定传输阶段转发节点因能耗过大而快速死亡．通过构建网络模型,采用Matlab对文中算法和UCR算法进行仿真分析比较．仿真结果表明:文中算法簇首消耗能量的方差波动不大较稳定,相比UCR更好地均衡了簇首能量消耗,并且能够有效避免能量空洞,均衡网络负载,网络生命周期较UCR算法提高了约34％．

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不完备序区间值决策系统中所有可信规则的获取

周海军1,2, 谢军1,3

2014, 35(2): 201-206. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.014

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研究了含区间值的不完备复杂信息系统,其不仅包含遗漏型未知属性值,而且属性值域为全序集．根据区间值特点给出其遗漏型和填充式区间值概念,并定义了不完备序区间值决策系统;然后,提出了区间段值概念和基于区间段值的序决策系统,其中引入灰的白化方法以将填充式区间值转换为区间段值;接着,提出基于区间段值的优势和弱势描述子,用以获取序区间段值决策系统中的所有可信规则并给出具体算法步骤;最后,用实例进行了验证．试验分析的结果表明了该方法的有效性．

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基于粒子滤波和在线随机森林分类的目标跟踪

陈姝1,2, 彭小宁3,4

2014, 35(2): 207-213. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.015

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针对粒子滤波跟踪过程中不精确的状态模型或观测模型会降低跟踪精度的问题,提出一种基于粒子滤波与在线随机森林分类的目标跟踪算法框架．通过在线样本学习,随机森林中的样本集可以准确地近似目标外观的概率分布;在粒子滤波跟踪中,采用随机森林分类结果及区域直方图相似度来估计粒子相似度,从而提高了观测模型的精度．当出现跟踪漂移时,通过随机森林检测目标来重新初始化粒子滤波器,可以防止由于误差积累而造成的跟踪失败．采用vc 60+opencv实现了本算法,并设计两类试验分别来验证算法的跟踪精度和抗漂移能力．结果表明,该算法跟踪正确率比粒子滤波提高23％,比随机森林提高16％,因此可以防止无规则运动等因素造成的跟踪漂移,实现了长序列可靠跟踪．

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一种成本驱动的云计算任务调度策略

邓见光1,2, 赵跃龙2, 袁华强1, 刘霖2

2014, 35(2): 214-219. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.016

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为了使得云计算不仅满足调度任务的QoS要求, 且尽可能地最大化其服务收益,从云服务提供方的角度出发, 提出了一种成本驱动的云计算任务调度策略. 提出的方法在满足用户任务QoS约束的前提下, 以最大化云环境单位计算开销的服务收益作为其调度目标, 在此基础上建立相应的任务调度模型, 最后通过遗传算法在多项式时间复杂度内对上述调度目标进行优化求解. 在Cloudsim模拟器上完成了一系列仿真测试.结果表明:提出的方法在任务完成时间、调度完成时间超过调度截止时间底线的任务比例, 以及云环境单位计算开销的服务收益等指标上均优于传统的Min-min算法和改进的QoS约束的Min-min算法.

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Al2O3掺杂ZnO线性电阻的性能及其显微组织

董玉娟1,2, 张珂2, 叶效1,2, 易萌2, 罗雪丹2, 徐东2

2014, 35(2): 220-223. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.017

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通过高能球磨法,分别在1 250, 1 300,1 350 ℃下制备了掺杂量为3.5%,4.0%,4.5%,5.0%的Al2O3掺ZnO线性电阻,通过扫描电镜和X 射线衍射对其显微组织和相成分进行了分析,探讨了不同Al2O3掺杂量和不同烧结温度对ZnO线性电阻的线性性能和介电性能的影响.结果表明:掺杂A12O3的ZnO线性电阻主晶相为ZnO,并伴随有少量锌尖晶石相生成.在烧结温度为1 350 ℃,Al2O3掺杂摩尔分数为3.5％时,线性电阻性能最优,其非线性系数为1.00.另外,随A12O3掺杂量增大,ZnO线性电阻的介电常数变化不大,而烧结温度对陶瓷的介电常数有较为明显的影响.

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7075-T6铝合金薄板激光对接焊温度场与残余应力分布

罗开玉, 吕刺, 王庆伟, 齐晗, 鲁金忠

2014, 35(2): 224-228. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.018

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为了研究铝合金薄板激光对接焊温度场与残余应力分布,推导了考虑焊接深度的热流密度分布的修正函数．利用生死单元技术,运用ABAQUS软件、FORTRAN和PYTHON语言编写的子程序,建立了7075-T6铝合金薄板激光对接焊的有限元模型,获得了在不同时间点的对接焊温度场和残余应力分布,采用梯度网络提高了有限元模型的运算速度和计算精度．研究结果表明:建立的有限元模型能够快速、有效模拟铝合金薄板激光对接焊温度场和残余应力分布;残余应力存在误差的原因,可能在于激光焊接过程中,热源经过横截面时产生的剪切挠曲所致．试验结果同时也验证了有限元模型的正确性和可行性．

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硬质聚氨酯泡沫低温比热容的试验

杨春光1, 徐鹤1，徐烈2, 都萍1

2014, 35(2): 229-232. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.019

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为了研究过渡型和环境友好型聚氨酯泡沫的低温比热容对低温绝热机构设计的影响,建立了一套绝热量热装置,通过各种措施最大限度地降低了漏热损失,对传统的CFC-11泡沫、过渡型HCFC-141b泡沫及环境友好型HFC-245fa泡沫,在温度为60 K至常温范围内的比热容进行了试验.研究结果表明:不同泡沫的比热容随着温度的上升而上升;同种泡沫,密度增大时,泡沫比热容也随之增加,但在低温区密度的影响程度变小;相同密度下,3种泡沫的比热容由大到小的顺序为HFC-245fa,HCFC-141b,CFC-11;在低温区发泡剂对比热容的影响很小.

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中空纤维支载离子液体液液微萃取测定环境水样中的4-n-壬基酚

邹艳敏1, 张祯2, 吴向阳2, 仰榴青3, 张冬梅2, 朱晶晶2

2014, 35(2): 233-237. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.020

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建立了中空纤维支载离子液体液液微萃取方法,结合HPLC／UV用于测定环境水体中痕量4-n-壬基酚．以l-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体(［C8MIM］［PF6］) 为萃取剂,优化影响萃取效率的萃取剂体积、供体相pH值、离子强度和萃取时间．最佳条件下,即［C8MIM］［PF6］为5.0 μL,pH=5,盐质量分数5％,萃取时间8 h时,对水体中4-n-壬基酚的富集倍数可达1129倍,检出限质量浓度为0.05 μg?L-1(S／N=3),质量浓度线性范围0.15～100.00μg?L-1(R=0.9997),地表水加标回收率为80.1％～105.6％．

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高温作用后混凝土损伤与耐久性能评价

王海龙, 俞秋佳, 孙晓燕, 陈柯星

2014, 35(2): 238-242. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.021

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通过测定不同的高温作用后混凝土的剩余强度、氯离子渗透性能以及超声波在混凝土中的传播速度,研究高温对混凝土的损伤规律．试验结果表明:随着温度的上升,混凝土的强度先升高后降低,混凝土的非稳态氯离子迁移系数持续增大,耐久性能降低;当环境温度达到800℃时,虽然混凝土仍然有一定的剩余强度,但是混凝土的耐久性已完全丧失．同时,随着温度的上升,混凝土内的超声波传播速度减小,且声速变化与强度以及耐久性能变化呈现较强的相关性．基于试验研究结果,建立了运用现场声速检测结果评价混凝土剩余强度与耐久性能的计算公式．

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高含水率疏浚泥自重沉积过程中颗粒分选规律

徐桂中1，2, 丁建文3, 殷杰4, 别学清5

2014, 35(2): 243-248. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2014.02.022

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通过疏浚泥自重沉积试验,对沉积结束后的疏浚泥进行分层取样,并进行颗粒粒径分析,探讨高含水率疏浚泥自重沉积过程中颗粒分选规律．试验结果表明:初始含水率越高,液限、黏粒质量分数越低,土样越容易发生分选．导入分选度定量评价疏浚泥的颗粒分选程度,建立了分选度随初始含水率变化规律模型,该模型中将土样随初始含水率由低至高分为3个阶段:不分选阶段、分选度增长阶段和分选度稳定阶段,并给出了临界含水率的变化趋势．另外,对于初始状态处于分选度稳定阶段的疏浚泥,分选后的黏粒质量分数沿深度呈分段线性分布,且与初始含水率无关．

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