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• 2017年, 38卷, 第1期
  刊出日期：2017-01-10

    

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  纯电动汽车加速过程中的驱动转矩优化控制策略

  宋强, 万海桐, 米玉轩, 叶山顶

  2017, 38(1): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.001

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   以纯电动汽车在加速过程中的驱动转矩为研究对象,提出了以加速踏板开度和电动机转速确定纯电动汽车基准转矩的方法.根据纯电动汽车在不同车速加速时对驱动转矩的需求不同,建立了以车速和加速踏板开度及其变化率为输入变量,转矩补偿增量为输出变量的模糊控制器,并对基准转矩进行转矩优化.针对纯电动车加速时,不同车速对转矩补偿增量的影响程度,设计了不同驱动转矩控制策略在相同加速踏板动作下的加速对比试验.结果表明:考虑加速时车速因素的转矩优化控制策略提高了纯电动汽车在中低车速时的加速动力性和高速时的加速操稳性.
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  基于可靠性优化设计的客车碰撞安全性

  武和全, 毛鸿锋

  2017, 38(1): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.002

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  为了提高国内某量产全承载式客车在正面碰撞过程中的安全性,采用有限元法并参考该客车的材料属性要求建立其正面碰撞有限元仿真模型.提出在该客车车身前部安装八边形吸能结构,且将有限元法、试验设计、响应面法、可靠性理论和优化算法相结合,对八边形吸能结构进行可靠性优化设计,并与确定性优化设计所得结果进行对比.结果表明:在客车车身前部安装八边形吸能结构能显著提高该客车在正面碰撞过程中的安全性,且2种优化方法都能进一步提高其正碰安全性能;2种优化方法相比,可靠性优化虽然使得吸能量相对确定性优化减少4.3％,但是使得加速度减少16.05％,且可靠度提升了19.33％,故对八边形吸能结构进行可靠性优化设计能更好地满足该客车在正面碰撞过程中的安全性要求.
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  柴油喷雾贯穿距影响因素灰色关联分析

  陈征, 黎青青, 徐广辉, 郝勇刚, 刘长振

  2017, 38(1): 13-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.003

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  由于燃油的喷射、雾化、蒸发以及与空气的混合等过程对发动机的燃烧和排放特性有重要影响,以柴油喷雾的主要特征尺寸喷雾贯穿距为研究对象,采用纹影法成像技术,研究了不同喷油脉宽、喷油压力和环境背压下定容弹中柴油的喷雾形态,得到不同工况下的柴油喷雾贯穿距,然后应用灰色关联理论分析这3个因素对喷雾贯穿距影响程度.结果表明:在相同喷油压力和脉宽下,喷雾贯穿距随背压的增大而减小;在相同背压和喷油脉宽下,喷雾贯穿距随喷油压力的增大而增大;喷油压力对喷雾贯穿距的影响最大,背压次之,喷油脉宽影响最小.
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  离心喷嘴雾滴运动轨迹与沉积分布特性

  周晴晴, 薛新宇, 杨风波, 秦维彩

  2017, 38(1): 18-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.004

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  针对转盘离心喷嘴雾滴运动方程难以用解析方法求解,以及雾滴群轨迹难以用试验手段追踪的问题.根据雾滴在空气中的受力理论分析,得到雾滴运动的物理方程.采用4阶标准RungeKutta算法,基于Matlab平台进行数值求解,得到了雾滴水平速度、垂直速度的变化曲线及雾滴的运动轨迹.搭建了离心雾化试验台,进行了雾滴沉积分布特性试验.结果表明:在转速为6 000 r·min-1,流量为700 mL·min-1雾化条件下,雾滴水平速度由15.71 m·s-1迅速衰减为0;雾滴垂直速度由0迅速增大到一定速度,雾滴最终沉降速度随雾滴粒径的增大而增加;粒径越大的雾滴水平位移越远;不同粒径的雾滴水平位移的理论值和试验值的相对误差均在5.31％以内,运动模型推导和求解正确.
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  方爆轰管内压力波和火焰加速过程的试验

  张彭岗, 潘振华, 朱跃进, 王谦

  2017, 38(1): 24-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.005

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  为探究缓燃向爆轰转捩过程中压力波与火焰加速的过程,在60 mm×60 mm×2 000 mm方爆轰管内,用乙炔(C2H2)和空气混合物进行了单次爆轰性能研究.试验在光滑爆轰管和加扰流器的爆轰管内分别进行,在爆轰管上按200 mm的间距同截面布置压力传感器与离子探针,用来监控压力波和火焰各自的信号.根据压力波和火焰位置、速度随时间的变化规律来分析压力波和火焰加速过程.结果表明:在光滑和加入扰流器的爆轰管内火焰的加速传播起主导作用;光滑管内峰值压力波速度大于初始压力波和火焰速度,而加入扰流片后,过爆前初始压力波、峰值压力波和火焰的速度基本上同步发展,过爆后初始压力波速度短暂跃升后最终三者耦合在一起形成爆轰波.
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  气液喷射器喷射性能的数值模拟与优化

  郑平, 秦敬轩, 陈旭

  2017, 38(1): 30-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.006

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  针对气液喷射器传统2维设计理论和以试验或者 CFD 为基础进行单因素改变分析的不足,进行4组不同条件、多因素影响下气液喷射器内部流场的CFD数值模拟,对比分析特定 环境下不同气液流量比、混合管长径比、扩散室出口直径等参数对气液喷射器性能的影响,选择了合适的、有利于提高气液喷射器喷射性能的优化参数.结果表明:对于气液喷射器, 当气液流量比和扩散室出口直径增大时,喷射器出、入口压降增大,壁流效应增大,工作效率降低,合适的气液流量比为0.018～0.035,扩散室出口直径为25～30 mm;当混合管长径比为 1.00～1.17时,壁流效应较小,喷射器减速增压效果较好,流体混合加热效果较好,能够更好地满足气液喷射器工作特性要求.
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  翅片管外相变材料熔化过程的数值模拟

  宋新南, 柯彬彬, 耿亚峰, 朱秋烨

  2017, 38(1): 37-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.007

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   相变材料的低导热性阻碍了相变蓄热设备的传热过程.采用翅片管是目前提升相变蓄热器传热速率的主要方法.使用Fluent软件中的Solidification／Melting模型对翅片管外相变材料熔化过程进行数值模拟,得到固-液相界面随时间的变化.通过改变翅片的厚度、翅片间距等参数,分析了不同的翅片参数对熔化时间的影响.结果表明:翅片的导热系数对蓄热时间影响较小;在一定范围内增加翅片的厚度可以强化相变储热过程,之后继续加厚翅片对蓄热时间影响不大;翅片间距对蓄热时间影响显著,缩小间距能大幅度缩短蓄热时间.
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  9JYK-2000A秸秆压块机环模摩擦试验

  陈树人, 肖君, 刘超

  2017, 38(1): 42-46. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.008

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  针对秸秆固化成型过程中摩擦行为的复杂性,对影响9JYK2000A型秸秆压块机环模磨损的物料对象水稻秸秆压块与45＃钢的摩擦特性进行研究.以压块密度、含水率、正压力 及摩擦速度为影响因子,摩擦系数为试验目标,设计五水平四因素正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,根据试验结果,仿真模拟出不同摩擦系数条件下的磨损深度,并对滑 动摩擦力的预测模型进行推导.结果表明:对摩擦系数的影响因素大小顺序为密度、含水率、摩擦速度、压力;密度、含水率和摩擦速度对摩擦系数影响显著,而压力不显著;当压块密 度为1.5 g·cm-3,含水率为28％,压力为20 N,摩擦速度为5 mm·s-1时,磨损速率最小;存在一最佳的摩擦表面分形维数使得滑动摩擦力最小.
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  基于CATIA的拖拉机驾驶室人机系统舒适性分析与评价

  钟文杰, 徐红梅, 徐奥

  2017, 38(1): 47-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.009

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  驾驶室作为驾驶员操作拖拉机的控制平台,其设计的合理性对驾驶员在作业时的安全、舒适、疲劳性以及工作效率具有直接影响.基于此,以东方红LX854型拖拉机驾驶室为研 究对象,以CATIA软件平台为基础,建立拖拉机的人机系统模型,并以第50百分位为例,对第5,50,95百分位驾驶员在驾驶室内进行了坐姿模拟、操纵台可达性以及工作视野仿真分析与 研究.结果表明驾驶员坐姿与操纵台可达性均满足人体舒适性要求,驾驶员工作视野良好,驾驶室整体布局合理.
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  多输出支持向量机醋糟气化建模

  王立群, 白文斌, 许超杰, 王谦

  2017, 38(1): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.010

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  以醋糟气化试验为基础,建立了多输出支持向量机气化模型,把醋糟气化的影响条件气化温度、醋糟含水量和生物质与水蒸气的质量比作为模型的输入,生产的燃气主要组分 H2,CH4,CO,CO2作为模型的输出,实现了从输入来预测输出的一个过程.以醋糟气化试验的数据作为训练样本,随机挑选其中的3组数据作为模型测试组,除去选中的3组数据后剩下的数 据作为训练样本.建立醋糟气化模型,通过Matlab实现模型的仿真预测,模型最佳的惩罚参数C为9.551 2,最佳的宽度参数σ为92.723.模型建立完成后,对随机挑出的3组数据进行测试 验证,预测得到各气体成分与试验数据作对比分析,H2的平均误差为2.87％,CO为3.28％,CH4为2.66％,CO2为3.04％.
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  航天器6维微振动力测试系统的设计与试验

  夏明一, 秦超, 贺帅

  2017, 38(1): 56-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.011

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  为了测试不同状态下航天器各活动部件在低频及超低频区的6维微振动表现,设计了一种以压电传感器为核心的6维微振动力测试系统.通过标定及对软件的设计实现了传感器 信号在空间上的实时采集、分析及处理等功能,并最终得到空间6维力.介绍了该测试系统的工作原理和动态标定方法,对该测试台进行了仿真及测试试验.结果表明,固有频率的仿真 与试验结果前5阶的相对误差在5％以内,1阶频率大于400 Hz;力及力矩分辨率分别可达到0.1 N及0.01 N·m(SNR大于10);在频域上0～400 Hz范围内,该测试系统各通道的相对误差在 7％以内.
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  2个外激励下BVP耦合电路的簇发行为分析

  张晓芳, 吴磊

  2017, 38(1): 62-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.012

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  为了明确多个外激励作用下系统的簇发行为,通过引入2个电压源控制的电路模块,建立了具有双激励的5阶广义BVP耦合电路模型.将2个外激励项转化为1个慢变量并将其视为 慢变参数,激励系统转化为广义自治系统,分析了广义自治系统平衡点的稳定性以及分岔条件.应用快慢分析法和转换相图探讨了系统分别在3组参数条件的簇发振荡行为及其诱发机 理.结果表明,多平衡态共存的情况下,系统轨线所处的吸引域决定了轨线的走向.
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  一种网络安全脆弱性评估方法

  周诚, 李伟伟, 莫璇, 李千目

  2017, 38(1): 67-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.013

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  针对WIVSS默认评分机制无法体现脆弱点复杂性和多样性的缺点,对脆弱性分析理论与脆弱 点评分技术进行分析,在通用脆弱点评分系统(common vulnerability scoring system, CVSS)基 础上进行改进,设计了一种更具多样性且更能反映实际情况的脆弱点评分方法.该脆弱点评分方法 主要由分析后得出的一系列实际系统约束规则出发,使用最优脆弱点评分权值组合搜索算法和基 于信息熵的权值组合选择算法,联合确定目标网络的最优脆弱点评分权值组合,最终实现对脆弱点 的最优评分.结果表明,文中方法确定的目标网络最优脆弱点评分权值组合保证了脆弱点多样性, 弥补了WIVSS的不足.
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  面向SVM的隐私保护方法研究进展

  彭晓冰, 李启顺, 王丽珍, 朱玉全

  2017, 38(1): 78-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.014

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  针对未来应用SVM进行数据挖掘所面临的信息安全问题,对隐私保护支持向量机分类规则挖 掘方法进行研究,以提高支持向量机进行分类时的数据安全性,同时获得有效结果.分析了支持向 量机分类方法的特点和可能面临的安全威胁;对国内外相关研究成果进行了归纳和梳理;重点从数 据干扰和数据加密2个角度,给出了支持向量机隐私保护技术的最新研究进展;归纳出目前研究存 在的问题和未来研究的趋势.指出了支持向量机隐私保护的研究方向:分布式环境下局部分类器融 合隐私保护策略、更高效率的全同态加密方案、保护SVM分类规则的方案以及适用于大数据挖掘 的隐私保护SVM技术.
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  基于AdaBoost集成学习的演化硬件DNA微阵列数据分类

  王进, 黄超, 冉仟元, 邓欣, 陈乔松

  2017, 38(1): 86-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.015

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  为了更好地解决DNA微阵列数据的分类问题并进一步提高系统的识别率,提出了一种用于DNA微阵列数据分类的演化硬件多分类器AdaBoost选择性集成学习方法.在系统集成阶 段,介绍了2种改进的AdaBoost算法,分别探讨了以样本标记提升抽样有效容量和直接面向组合分类器分类精度提升的选择性集成策略.对急性白血病、肺癌、结肠癌数据集进行了试 验.结果表明,基于AdaBoost集成学习的演化硬件方法对白血病、肺癌、结肠癌的平均识别率为97.06％,99.32％, 和94.44％.相对于传统演化硬件集成学习方法,文中方法保证更优 识别率的同时有效降低了硬件实现代价.
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  蜂窝形缓冲装置在30 m简支桥中的设置

  贺拴海, 彭晶蓉, 宋一凡, 侯炜

  2017, 38(1): 93-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.016

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  针对JTG／T B0201—2008《公路桥梁抗震设计细则》中对桥梁设置弹性垫块以达到地震时缓和冲击和限制梁位移的建议,对30 m简支梁桥中的缓冲装置进行了定性定量的研究.首先,通过模型计算,确定了在不同场地类型和不同地震烈度区的条件下,30 m简支梁桥中弹性垫块的合理刚度取值范围.计算结果表明:垫块刚度为主梁刚度的γ倍(0.01≤γ≤0.50)时,对各区桥梁均能达到理想的抗震保护效果;以计算结果为基础,采用常用工业橡胶材料,设计了一款蜂窝形缓冲装置,并通过往复压缩试验得到其力学性能;对不同场地类型和不同地震烈度区的30 m简支梁桥设置蜂窝形缓冲装置的合理个数提出了建议;通过计算，验证了蜂窝形缓冲装置抗震效果的有效性.
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  SBS改性沥青与石料的剪切性能

  陈峙峰, 陈忠达, 常艳婷, 林杰

  2017, 38(1): 98-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.017

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  针对水煮法评价SBS改性沥青与石料间黏附性的局限性,以沥青与石料的黏结机理分析为基础,设计了基于剪切试验的沥青与石料黏附性评价方法,提出了以剪切强度作为黏附性定量评价指标,通过剪切试验,验证了剪切强度指标的可行性,分析了SBS改性剂类型、掺量和试验温度对SBS改性沥青与石料黏结作用的影响.结果表明:SBS的掺入显著改善了沥青与石料的黏结作用;随SBS掺量的增加,改性沥青与石料的黏结作用有明显的增大,当掺量为4％时,SBS改性沥青与石料的剪切强度较基质沥青提高约100％;同时,也说明剪切强度指标可定量评价沥青与石料的黏结效果,从而为改性沥青的性能评价和质量控制提供参考.
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  不同结构沥青混合料反射裂缝数值模拟与比较

  曹青青, 黄晓明, 刘修宇, 刘琬辰

  2017, 38(1): 103-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.018

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  为了得到不同结构下的沥青混合料中反射裂缝的发展情况,将密实悬浮、骨架密实和骨架空隙这3种结构的沥青混合料小梁生成数字试件,并运用扩展有限元方法（XFEM）数值模拟进行虚拟试验,得到裂缝在沥青混合料中自下而上反射扩展的过程,同时选取AC,ATB,SMA和LSPM 等4种典型沥青混凝土材料,考察其抵御反射裂缝的能力.通过对比分析4种典型沥青混凝土材料中裂缝在密实悬浮、骨架密实和骨架空隙3种结构中的扩展路径和沥青混合料在不同裂缝扩展阶段下的力学响应,发现沥青混合料的骨架结构越明显,裂缝开展的最大位移和最终长度越小,裂缝发展最后阶段最大主应力越小,裂缝越不能自由发展.因此,骨架结构可以有效减少反射裂缝,提高材料的抗反射裂缝能力.
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  类黄酮对白骨壤(Avicennia marina)
  根系阳离子通道镉吸收的影响

  李健, 严重玲, 杜道林, 戴志聪, 祁珊珊

  2017, 38(1): 109-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.019

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  以红树林湿地先锋树种白骨壤为研究对象,通过镉胁迫时施加阳离子通道抑制剂(LaCl3)和根系分泌物类黄酮,检测类黄酮对白骨壤根系阳离子通道吸收镉的影响与根系中重金 属镉的累积效应.结果表明:随着镉含量的升高,阳离子通道对镉吸收的贡献率逐渐减小;早期白骨壤根系对镉的吸收以消耗能量的阳离子通道主动运输为主,贡献率最高可达78.7％; 类黄酮作为镉离子载体,与镉螯合或络合,减小了阳离子通道对根系镉吸收的贡献率,有利于根系对植物生长必需元素的吸收,并减轻重金属毒性.因此,根系分泌类黄酮能够增强植物 对重金属的耐受性,对植物起到保护作用.
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  TiO2改性乳化沥青薄层罩面的净化性能

  吴平, 王选仓

  2017, 38(1): 113-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.020

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  基于纳米TiO2可以催化降解汽车尾气,提出了纳米TiO2改性乳化沥青薄层罩面的方法,定义了累积降解率和催化效能指数的评价体系,研发了配套试验仪器,分析了TiO2粉体粒 径、沥青中TiO2质量分数、罩面厚度、温度以及紫外光辐照度对指标的影响,确定了最佳罩面厚度和TiO2掺量.研究结果表明:TiO2粉体粒径为25 nm以及TiO2掺量在10％左右时,累积 降解率和催化效能均达到最大;随着温度和紫外光辐照度的增大,TiO2催化降解尾气性能明显增大;随着罩面厚度不断增大,尾气降解总量不断增大后趋于平稳,而催化降解效率不断减 小;推荐的材料制备优化方案为TiO2质量分数为8.5％、薄层厚度为15.0 mm.
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  再生细骨料对混凝土力学及抗冻性能的影响

  张秋美, 谢永利, 刘保健, 汤金涛

  2017, 38(1): 119-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2017.01.021

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  通过设计不同水灰比的普通混凝土及引气混凝土,研究不同再生细骨料替代率对不同强度等级混凝土的力学及抗冻性能的影响.研究结果表明:随再生细骨料替代率的增加,普 通混凝土的抗压强度和抗折强度都下降明显,而引气混凝土只是抗压强度下降明显,其抗折强度受影响较小;无论是否掺加再生细骨料,高水灰比(m(水) ∶m(水泥)=0.52)混凝土抗冻 性能均很差,通过掺加引气剂可适度提高其抗冻融循环能力,但抗冻耐久性仍较差;低水灰比(m(水) ∶m(水泥)=0.35)混凝土本身具有很强的抗冻耐久性,掺加再生细骨料不会对其抗 冻耐久性能产生明显影响.因此,对于高水灰比再生细骨料混凝土,降低水灰比比掺加引气剂更能显著提高混凝土的抗冻耐久性能.