超重力离心模拟与实验装置设计

A. 世界最大超重力实验装置要开始全面建设了吗

我们的世界在科学发展中欣欣向荣，相信每一个爱好科学家的朋友们都能够感觉到这一点，人类最厉害的一点就是能够独立思考，能够研究出很多新的技术，这样我们的生活就会得到改变，同时我们也能够改变周围的环境，让我们的世界变得越来越好，这就是科学的力量。

这项技术对于中国来说意义重大，最主要的是我们在很多核心技术方面，取得了巨大的进展，这些技术将能够给连锁反应，提高我们中国制造业的水平，所以这是一个良性循环。相信我们中国的科学家将会再次给我们带来奇迹，朋友们可以加我粉丝，留言评论文章，美女小倩会及时回复大家。

B. 科学家对太空农业进行了哪些方面的研究

为了给长期生活在太空轨道上的人,提供类似地球上的各种美味可口的食物,解决将来更多的太空移民的食物供应,人们提出了建立密封式太空生态环境的构想,设想在太空建立农业基地?早在,20多年前,美国航天局就开始了从事空间农作物耕种和密闭式生态学的研究?

近些年来,美国借助航天飞机从事这种研究更加具体和卓有成效?为研究种子在太空失重条件下的发芽率?休眠?活力和遗传突变情况,美国曾把参加试验的植物种子用不同的方法装放在航天器的有效载荷舱的特制罐内?一部分种子在特制罐内是密封的,避开了某些恶劣的空间环境;一部分种子是敞开的,完全暴露在太空环境中,接受失重?真空?极端温度变化的考验和宇宙射线的辐射,然后把这些经过太空旅行的种子同地面的普通种子一齐种在温室里进行对比试验,观察植物对失重环境有哪些明显的反映,失重环境是怎样影响植物的生长?发育?成熟和衰变的,为此人们作了许多有趣的试验?1983年4月4日,美国“挑战者”号航天飞机首次飞行时,曾把11.3千克的蔬菜?草药和花卉种于送入了空间轨道?这批种子共有46,个品种;其中有非洲的紫苣苔?梅洛迪氏菠菜?克莱姆森氏无刺秋葵?西红柿?菜豆?甜玉米?黄瓜?莱芝麻等?1984年4月7日,美国的“挑战者”号航天飞机在第五次飞行中,曾把一个装有大约1400万粒植物种子的实验装置投放到太空轨道,计划飞行十个月后于1985年2月初,由另一架航天飞机带回地面?试验目的是看看什么样的包装方式能不受宇宙环境影响?

植物种子的太空试验的最终目标是开辟太空中的绿洲?因为在航天飞机中,宇航员及其乘员所需的氧气?水和食物,目前都要从地面带上去,既不经济又不可靠,很难满足长久载人航天的需要?为解决这个问题,前苏联科学家齐奥尔科夫斯基曾经提出,必须利用高级植物来充当人在长期宇宙飞行中维持生命的手段?根据这一理论,科洛廖夫提出了制造一种拥有密闭生态循环系统的温室,选择一些代谢功能与人有关的植物?动物及微生物?再生氧气?水和食物,提供二个与地球环境相似的生态环境,给宇航员的长期太空生活提供生命保障,为将来在其他星球建立科学实验站及太空城市提供类似地球的生态环境?为此,在航天的初始阶段,前苏联就在1960年发射第二艘宇宙飞船上,对小球藻?紫鸭跖草和各种葱头?豌豆?”小麦和玉米种子进行了试验?尔后还把小球藻送上“东方-5”号载人飞船进行了太空旅行,1971年,前苏联在“联盟-10”号飞船上对郁金香进行了实验,发现它返回地面后奇迹般地开了花?1989年,前苏联在“礼炮-6”号空间站内设置特别温室,栽培了小麦?豌豆?葱?郁金香和兰花等多种植物,其中郁金香开了花,不仅长出了新叶?还生出了活根,这些实验的成功无疑给空间绿洲开发者们带来了可喜的信息?

木质素是把植物纤维结合在一起,使植物挺立的一种物质?宇航学家曾担心,在失重环境下,木质素的生长将受到阻滞?为揭开这个谜,1983年3月,美国“哥伦比亚”号航天飞机飞行时,曾把绿豆?燕麦?松树?黄瓜和豌豆等96种植物种子送上了太空,让其在货舱特制的植物器内发芽长叶?实验证明,燕麦和绿豆的根能从土壤中伸出来,而不是按正常方式向下生长?松树的根则照常长人土壤?相反,松树的蛋白质比通常增加了20%~30%?1982年,前苏联在“礼炮-7”号空间站里栽种了阿拉伯草,这种植物生长周期约30天,在宇宙空间生长较慢,直到8月2日才绽出花蕾,后在草秆上结了27支花荚,共收获了200多粒种子?这些实验,排斥了失重影响植物木质素生长的说法?对宇宙植物栽培学的诞生起了重要作用?

空间绿洲的植物,由于环境条件的变化,和地球上的植物是有区别的?地球上植物由于地球引力的作用,逐步形成了适合于承受重力的机能,如向地性?向光性?顶端优势等?而宇宙植物生长在无重力或微重力的环境中,情形会发生一些变化,如中国绿豆曾被航天飞机带上太空作试验,结果绿豆芽朝几个方向扭曲,生长方向十分混乱,而不是朝光的方向生长,绿豆芽的根有50%以上冒出了土壤,而不是扎根土壤?其次,宇宙植物的细胞和生物化学成分亦可能发生变异,如前苏联在宇宙飞船中曾用电刺激的方法,强使葱长出了绿叶,宇航员在太空品尝时,发现葱的味道是苦的?

植物种子的太空之行和太空种植,宣告了宇宙栽培学的诞生?证实了人类开辟空间绿洲技术上的可行性?但在实践上仍存在许多困难和问题有待人们继续作长期的探索?

为了可在太空栽培果树和蔬菜,甚至种上小麦,为持久载人航天和星际航行提供足够的生活物资保障,一个太空大农业的构想正在孕育和研究之中?

美国农业部的研究人员正在和美国航空航天局确定在太空实现农业种植必须解决的问题?

马里兰州白兹维尔农业研究中心的植物生理学家斯蒂文布瑞兹认为,在任何密封环境下栽培植物总要考虑提供什么样的生长条件,要考虑光的类型?根系空间?生长介质?土壤或是营养液以及作物对这些条件的适应情况等?

他们把太空视为无限大的密封空间,以光为例,在空间站供给植物的生长方式将会如何?一般情况下长夜会有利于植物根的生长,植物把更多的光合作用产物作为淀粉贮存起来?由此设想用不同于自然昼夜交替循环可引导植物按人们所希望的那样多长根块或多长茎叶和果实?

为了获得植物对光反应的基本特性,布瑞兹开始观察在光总强度一定的情况下,不同亮度的蓝光对大豆生长的影响?在实验中;把大豆种在植物生长箱中,一部分采用日光灯照明来模拟自然光;另一部分采用低钠灯照明,它不含蓝光,与遮阴时光的特性相当?经过86天以后,在日光灯照射下的大豆有16%的干物质在根部;而无蓝光照射的大豆有8%的干物质在根部?植物对光质量变化的反应似乎超过了对养分和水的反应?一般情况下,人们希望根少茎多以便提高产量,但对胡萝卜应另当别论?

在太空密封环境下,可以通过变光来影响生长;在地球上要改变田间光照条件不大可能,但由于植物长高后会形成遮阴,而在遮阴下蓝光较少,所以人们可以用间接的办法改变照在植物上的光?当需要时人们可以通过变化播种量,改变垄宽或间作套种来增加或减少遮阴量?

在另一实验中,他们用航空航天局为栽培小麦而设计的微孔管系统来研究限根和根水对植物-生长的分别作用和共同影响,研究证明,像小麦这样的作物可在营养液中播种?生长和收获,甚至在根系极度受限的情况下也是如此?

对太空农业来说,与地球上的无土栽培不一样,植物不能以水滴的形式吸收水分和养分?在失重或仅有一点离心模拟重力的情况下,为了防止液体流失,水分必须以水膜的形式才能被植物吸收?通过提高管中相对于透过薄膜摄取水分或养分的吸力,研究人员就能使植物生长在养分供应充分而缺水量可测的环境里?这项研究最终会有助于了解植物对于干旱的生理反应,培育植物的抗旱特性?

总之,将来有一天,人们在太空不会再吃冷藏食物?

C. 地质力学理论的历史渊源、形成的科学背景和发展过程

李四光的地质力学（Geomechanics）是地质学与力学相结合的一门科学，它把解决地壳运动的起因作为自己的总体科学任务。地质力学从建立构造体系和构造型式来反演地壳运动的程式，李四光把全球构造体系划分为纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系三大构造体系，认为它们是地球自转速率变化过程中所产生的经向切向力、纬向切向力及由于它们的不平衡而导致的剪切力所产生的（图1-1），同时认为地球自转速率的变快或变慢是地壳发生大规模水平运动的动因（大陆车阀说，详见后述）^[5]。

图1-1 全球构造体系和地壳运动方向

（据李四光，1973）

Fig.1-1 The global tectonic systems and the earth's crustal movement directions

（After J.S.Lee，1973）

谈到地质力学的形成和发展，不能不追溯到20世纪初至20年代期间世界地质学，特别是构造地质学和大地构造学的发展情况。正是从这些追述中可看出地质力学理论形成的一些历史背景。

1908年美国地质学家泰勒（F.C.Taylor）提出“巨型大陆大规模地朝向赤道滑动，从而形成褶皱山脉”的观点（1910年著文论述）。他认为亚洲大陆第三纪山脉的形成导源于地球自转所产生的离心力，致使北半球大陆向南滑动，南半球大陆向北滑动，在滑动过程中遇到障碍物，乃在山脉中形成凸出的顶部。他描述原始劳亚大陆有如大陆的硅铝壳，从极区向赤道方向扩张，颇似陆地上的冰层一样，形成环状向外流动，在前面形成山环和岛弧。20世纪10～20年代是大陆漂移提出和盛行的时代。魏格纳（1915）在《大陆和海洋的起源》一书中认为大陆由较轻的刚性硅铝层组成，它漂浮在较重的黏性硅镁质洋底上，地球自转离心力所产生的离极力驱使大陆从高纬度向低纬度赤道移动，同时认为向西漂移是日、月吸引所产生的潮汐摩擦使地球的自转速度减慢，从而使地球表层各大陆相对于地球自转（自西向东）有落后的趋势而导致大陆缓慢地向西移动。当移动的大陆前缘遇到大洋底的阻力时，因遭受挤压而形成褶皱山脉，美洲海岸山脉便是这样形成的^[6]。

大陆漂移说主张存在大规模的水平运动，而固定论则只承认相对固定于某一位置的垂直运动。显然，李四光是活动论者。我们从李四光早年的论著和李四光科学思维的形成发展过程中可以看到这一时期世界地质科学对他的重要影响，也可以看到这一时期大地构造学的一些理论思维，特别是大陆漂移说后来成为地质力学理论的重要历史渊源。

构造地质学（大地构造学）在历史上是从两方面即从物质组成方面（也就是建造方面）来研究地质构造的和从结构方面（也就是形变方面）来研究地质构造的。前人这两方面的研究成果自然也就成为地质力学理论基础和研究方法的一种渊源。但应该说地质力学更着重传承了传统构造地质学对构造形变的研究成果和研究方法，只是摒弃了其单纯形态论的部分而加强了地质构造形迹间成生联系和力学本质的研究。

李四光在总结地质力学的形成发展过程时，认为地质力学是经过两个阶段发展起来的。为了正确地表述他的认识，这里我们尽可能引述他的原文^[7]：

第一阶段从1921年研究中国北方石炭纪—二叠纪的沉积物开始。关于太原系的时代有过长期的争论。李四光等人对地层古生物的研究证明：中国南部占主要地位的晚石炭世和一部分石炭纪—二叠纪过渡的海相层与中国北方以陆相为主夹有若干海相地层的太原系是同时代的产物。

获得这一研究成果后给自己提出的问题是：当时的海侵海退为什么有这样南北的差异? 这个问题牵涉到当时大陆局部的升降运动和海面全面的升降运动，以及在低纬度和高纬度地区存在着海面差异运动等可能性。他经过对地球上其他地区当时的海侵海退现象的初步比较，特别是对古生代以后大陆上海水进退规程的初步探索，得到一种假说，这就是：大陆上海水的进退不完全像著名奥地利地质学家徐士所提出的那样，即海面的升降是全球性的，而是可能还有由赤道向两极又反过来由两极向赤道的方向性的运动。这个假说又引发一个问题，为什么海洋会发生这种具有方向性的运动? 当时初步设想，这可能是由于地球自转速度在漫长的地质时期中反复发生过时快时慢的变化。这种设想是否正确，当然还存在很多问题。不过它对地质力学工作的开端起了相当重要的启发作用。它的作用在于：提出了这样一个问题，即大陆运动包括区域性的构造运动是不是也会受到这种地球自转速度变化的影响? 如果是，即如果构成大陆的岩石受到长期地质力活动的作用而它具有一定刚性和塑性的话，那么当大陆和海洋发生南北向的方向性的运动以后，在大陆上也应该留下相应的形迹，人们有时说地质力学不管沉积，这是不符合事实的。

在20世纪20年代，关于大陆运动起源的问题，各个学派都提出了自己的看法。李四光^[6]发表了《地球表面形象变迁的主因》一文。此文在批判一些传统学派的同时，根据大陆上大规模运动的方向，推论了那些运动起源于地球自转速度的变化，提出了“大陆车阀”自动控制地球自转速度的作用。从一个局部性的科学研究成果提升到对全球构造问题的思考，这正是李四光这位大科学家不同于一般区域地质实际工作者之处。但是李四光在回顾以往的科学研究进程时，却以自我批评的精神谈到这一时期学术研究的缺点。他写道：这一套理论（指大陆车阀说——引者注）不是没有一点实践的基础；但是，这种立论，大体上说，也和其他各派的学说一样，在方法论上存在着很大的缺点，主要的缺点在于：用的资料不够广泛、不够细致、不够落实，而是片面地抓住一些事实或者若干现象，参考一些第二手资料，就急急忙忙地提出大的理论来。实际上，这些所谓理论，是很低级的，也是很粗糙的。它们所依靠的证据，往往可以这样解释也可以那样解释，这是一个很深刻的教训，同时也积累了一些粗略而不是没有益的经验。特别是让我们对大陆运动的方向性有所认识，这是地质力学发展过程的第一阶段。

如前所述，李四光不是不研究建造，而是在研究建造的过程中进一步研究大地构造和地壳运动的。也正是在这个阶段，他从建造形成的多解性认识到任何有关构造地质与大地构造的假说，其正确与否必须经过严格的检验，这就是能否解释现存的地壳变形记录。正是由于这种思考，他毅然决然地把科学研究的主攻方向从对建造和地层古生物的研究转向形变的研究。他写道：地质力学发展过程的第二阶段，不是从结束了第一阶段才开始的，而是在第一阶段的后期已经开始了一些零星的工作。那些工作主要是针对区域性构造现象之间的相互联系。必须说明这里所说的构造现象是指大型、小型、单式、复式的褶皱和各种断裂而言。这些形变形象是当地地壳运动的陈迹，是实实在在的东西。要了解当地所经历的地壳运动的程式，就必须对它们各自的本质、形成过程和它们彼此之间可能存在的联系有所认识。这样来看问题，就和第一阶段中，只注重大块大陆的运动有所不同了。

李四光对构造现象本质的探索是从认识一些个别的和特殊的现象起始的。起初，他看到像乌拉尔那样褶皱强烈的山脉在东西两面广大平原之间突起而思考为什么有这样一条山脉? 光说它是由南北向地槽在回返阶段中转变而成的，只是把问题向后推了一步而没有最终解决问题。李四光认为乌拉尔这条在晚古生代经过一次巨大的构造运动而形成的山脉，很难设想它是孤立的。实际上，在它的东西两侧的广大平原——俄罗斯地台和西伯利亚地台以南，还存在着一套相当复杂的弧形山脉。西边从高加索以西，东边到阿尔泰山系都属于这套弧形山脉穿插的地带。当时知道这些弧形山脉中有些是大致和乌拉尔大致同时产生的。虽然它们之间相隔很远，走向也不同，但它们之间是不是有什么成生联系呢? 李四光说这是他认识山字型构造的开端，李四光说光靠当时所掌握的事实，当然还不能作出任何结论。李四光回顾这段经历时说，不在于这个设想正确不正确，而是想揭露当时如何冒着很大的危险打开一条思路，到实践中去认真检验这种构造型式或构造体系的概念究竟行不行得通?

1928年前后在南京镇江一带初次发现了宁镇山脉这个大致东西向的弧形构造，它的弧顶位于镇江一带，向北凸出，在它南面相当辽阔的平原中，出现了一条茅山山脉，这条山脉的伸展方向大致成南北向，它和宁镇山脉一起形成了一个构造体系。这个构造体系的特点，基本上与乌拉尔山脉及其以南的复杂弧形山系所形成的构造体系相符合，不过方向相反罢了。这时对山字型构造体系的认识就进了一步，但还不够落实，还需要扩大范围。在野外进行大量观测，看看是否在我国境内还存在这种类型的构造体系。当时为了方便工作，把这种南北向的组成部分，称为脊柱，把它前面的弧形构造带称为前弧。以后，又先后提出和确定了广西弧、淮阳弧等。在过了若干年以后，由于找到了脊柱，才确定了广西山字型和淮阳山字型（后者至20世纪50年代才确定）。但是在这个时候，从地盾、地台等观点来分析地质构造和从构造体系的观点来分析地质构造，还存在分歧。

在20世纪20年代末期，除肯定了几个山字型构造以外，还发现了其他一些不同类型的构造体系。对这些不同类型构造体系的认识，模拟实验起了一定的作用。就当时所认识的构造类型和它们的分布范围、规律，以及它们在地壳运动问题上的含义，李四光在1929年作了一次总结。这个总结概括了不同类型构造的特殊本质，明确了构造体系的概念，测定了与每一类型构造体系有关地区的构造运动的方向和方式，推断了大陆和海洋运动的主因，这些都为地质力学的建立打下了实践和理论基础。

20世纪30～40年代初期是地质力学在上述基础上继续发展的时期，也是以构造体系概念为指导，继续向着尚未研究过或尚未深入研究过的各种具体的构造类型进行研究，找出它们各自独特的本质，修改、补充和丰富构造体系这个概念的时期。李四光认为在这个时期地质力学才开始走上自己的道路。在地质学的领域中，逐步扩大了自己的活动范围，在越来越多的地区，发现了许多构造体系的定型性、定位性、定时性和在同一地区不同构造体系之间互相交错、部分重叠的关系，亦即复合的关系。诸如东西向复杂构造带、华夏系、新华夏系等多字型构造都是在这一时期确定的。到了这个阶段，地质力学已经不光是停留在描述构造体系的特点上了，而是要求对它们的起源提出合理的解释。例如多字型构造显然反映了力偶的作用，山字型构造通过模拟实验和初步理论分析，它的特征可以和平板在平面上受到弯曲而发生的形变相比拟。诸如此类，其他类型的构造型式也都要求说明在有关的地块中地应力活动的方式。这就提出了一系列有关岩石力学性质的问题。根据野外观测，岩层和岩块在地应力的作用下有时表现弹性反应，也有时表现程度不等的塑性反应，究竟是什么条件决定了同样的岩体显示这种不同的反应? 在这里，地质力学不得不进入弹性和非弹性力学的领域。这样又进一步引起了一系列复杂的理论问题。要解决这些问题，很清楚，需要从事实验工作，也需要把实验所获得的资料和实际的构造现象结合起来，对岩石在自然界的力学性质和应力场进行分析。李四光写道：“在明确了上述地质力学工作的方向以后，在四十年代初期地质力学这个名称才被正式提了出来。也就是说只是到这个时候，地质力学这门边缘学科才算正式形成和诞生，这是因为经过几十年的探索，地质力学终于明确了自己的研究对象和研究任务，有了自己独特的研究思路和解决问题的方法步骤”。如地质力学在解决形变问题上提出了一系列有别于传统构造地质学与大地构造学的方法学原理，其中重要的如对各项变形构造的筛分，有别于构造层分析方法的从新到老、层层剥皮的构造复原方法等。

从以上李四光对地质力学形成过程的阐述中，我们可以相当清晰地看到地质力学是怎样依照它的创始人的思路和科学实践的发展而发展，最终形成地质学与力学相结合的边缘学科——地质力学。但是只从这方面来论述地质力学是不够的，还不能科学地说明地质力学为什么在20世纪40年代在中国诞生的缘由。本书作者认为地质力学之所以能在20世纪40年代在中国诞生其社会和科学背景有三：①当时国际地质学从传统地质学转向现代地质学的历史进程要求地质学（构造地质学）与力学结合产生新的边缘学科；②固定论与活动论在世界范围的争论，特别是大陆漂移说揭开了认识大规模水平运动的序幕，要求解决大规模水平运动的力学机制问题；③因为构造地质学是区域性很强的学科，正像北美和俄罗斯因发育完好的地槽和地台而成为槽台说的故乡一样，中国本土的区域构造发育众多完美的种类齐全的构造型式和构造体系，它非常有利于建立地质力学的科学体系。正是上述时代和科学的社会的区域地理背景再加上李四光本人对地质学、力学、数学、物理学等方面深厚的科学素养，才使中国成为地质力学的故乡，李四光成为地质力学的创始人。

本书是要对地质力学与板块构造理论进行对比性研究，我们除了对各自形成的历史渊源、形成过程和产生的科学社会背景有所了解和认识以外，还应该对各自的优势和特点有所了解。而要认识这一点，还必须把它们放回到各自产生时的科学技术条件和社会环境中加以考察。

从地质力学的理论体系来看是有它的独到之处。尽管李四光的大陆车阀说中关于地球自转速率的变化通过角动量转换产生地壳运动的机理尚有待进一步论证，尽管由地球自转产生的离极力和水平切向力足以形成纬向和经向构造系的认识已经受到质疑，但把地壳运动问题与地球的整体运动及其变化相联系（在这以前已经有与地球的自转相联系，李四光创新和前进之处在于与地球自转的历史变化相联系）则自李四光始。

正如马宗晋所指出的：地球自转变化是诸多地球动力因素中的一个主要的和基本的因素，迄今为止还没有人像李四光那样全面系统地研究过地球自转对地壳运动的动力作用并形成一整套学说^[4]。这是李四光学说在理论上的优势。为了说明这一点。在这里我们还得比较多地引用李四光对学说阐述的原文。

李四光所提出的地球自转动力学理论基于全球巨型构造体系的定向性即纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系（后者被认为是前两者因运动不平衡而产生的变种）。李四光指出：……不同方式的运动，在地壳的许多部分和地壳的上、下层中，虽然各自都有区域性的特点，表现出不同的运动方式，但是归根到底，它们总的方向都是一致的。换句话说，从构造体系分布和排列的规律来看，地壳的区域性运动的方向和地壳整体运动的大方向，是统一的，是一致的，即不是经向的水平错动，就是纬向的水平错动。经向的水平错动，有把地壳上层的物质，从高纬度向低纬度推动的趋势；纬向的水平错动，有把大陆向东西两方面分裂，南北大陆相对扭动和大陆西部边缘挤压为褶皱山岭地带的趋势^[5]。

为什么大陆上的物质有向低纬度方向推动的趋势? 为什么南亚大陆向印度洋方面水平错动? 为什么非洲大陆相对欧亚大陆向西水平错动? 为什么南、北美大陆向太平洋方面水平错动，而北美大陆较南美大陆错动更大? 为什么太平洋洋底的西边，特别是它的北段有向亚洲大陆以下的深部楔入的现象? 为什么在低纬度，特别在地壳下层和太平洋底纬向平错断裂特别发育? 为什么地壳上层的构造，在许多地区比它下层的构造更为复杂? 这许多问题，都牵涉到构成地壳上、下层物质的性质和它存在的条件（主要是压力和温度），而更重要的决定因素是推动地壳运动的力量。

是什么力量按照前述方式推动了地壳运动? 适合于前述地壳运动方式的要求，看来只是一种力量，就是在重力控制下的地球自转的离心力^[5]。不过为了寻找上述基本规律的根源，我们应该注意到，决定地壳运动的因素是一回事，让地壳各部分有发动周期性水平运动和伴随而来的垂直运动的可能又是一回事。这两个方面必须同时加以考虑，才不致陷于片面地寻找问题的答案。如果上述东西向和南北向的构造运动简单地起源于地球自转作用的话，那么在地球自转几十亿年的过程中，为了适应固定的重力和离心力联合力场的要求，它的外形和它的表层内部结构应该早已达到平衡状态，大规模地壳运动就不会时起时歇，也不会迟到第三纪乃至第四纪还会沿上述那样两种方向发生运动。这样在论到决定地壳运动方向的因素时，我们应当考虑的不是地球自转，而是地球自转速度变更的问题^[5]。

李四光继续写道：当地球角速度加大到一定强度时，地壳，特别是它的上层，在等温面上升的条件下，就会沿着某些纬度和某些经度发生主要是挤压性或张裂性的大规模构造运动。同时在某些个别地区又会发生水平扭动，这些运动的总的主要趋向，是使地壳的扁度稍稍加大，让地球的形状适应它加大了的自转速度。一旦这些大规模的构造运动发生跟不上随着基底往东加速前进的大陆部分，不免有整体稍微向西错动的趋势，例如，南、北美洲可能就是这样的大陆块。当比较坚硬的由基性岩组成的大平洋底阻挡它们趋向西滑动时，就有可能在南、北美洲西部边缘发生大规模的褶皱或凹褶。科迪勒拉和安第斯地向斜以及在这两个地向斜中继起的褶皱山脉很可能就是这种作用形成的。由于这种运动在某些趋于向西错动的大陆基底和前面受到阻碍，发生摩擦，又由于大规模较重的岩浆向地球表层侵入或向地壳流出以及由于大规模区域变质等作用的影响，还由于潮汐论者认为这种影响大部分是“弹性”的，地球的角速度又会稍稍变慢。角速度变慢的结果又有可能发生与上述情况类似但方向相反的构造运动。这样，我们可以提出一个简单的推断：即在全球性大规模构造运动发生以前，地球角速度应该在一个时期中逐渐加大，而在大规模构造运动期间及其以后，它的角速度就会显著变小，并且继续变小，直到它的角速度又重新加大。有人认为这样产生的动力，不够强大到把像喜马拉雅、落基山、安第斯那样的山脉抬高到它们所达到的高度。这是把两种造山作用混为一谈。水平推动的力量只是使地壳发生凹褶或褶皱。至于把褶皱的地带抬高起来成为山岳地带的这一现象，是与重力有关的均衡作用的必然结果。……根据上述看法，我们可以说，地壳的构造运动是控制地球自转速度的自动机制……^[5]。

李四光学术思想的第二个长处是他抓住了地质构造的本质，即它的力学本质。虽然传统的构造地质学在分析构造形变时已经运用应变椭球体的应力-应变分析，地质力学分析方法则进一步具体分析各种具有成生（成分和生因）联系的构造形迹的共生组合及其所反映的构造变形场和构造应力场，也就是建立构造型式和构造体系，再由构造体系和构造型式反演地壳运动的程式，再由地壳运动的程式探求地壳运动的力源。这是地质学的反序法在构造地质学中的成功实践。其中心环节是建立构造体系和构造型式，李四光建立了严密的研究工作逻辑步骤，包括野外观察、室内模拟实验、岩石力学研究、数理论证等一整套工作内容和方法。虽然在建立构造系统分析方法的同时，难免同时带来对复杂自然地质现象简单化处理的弊端^[4]，而在实际工作中，也确实有一些同行走上了先入为主模式化的道路，加上受当时测试技术水平和经费的限制，可信度受到怀疑，这也正是在构造学界地质力学所提出的概念和某些构造型式至今未能得到普遍认可的一个重要原因，但它毕竟开创了一条认识地质构造的崭新的道路，而从构造地质学所要解决的科学任务来说，这条道路是终归要走的，这也就是地质力学从长远来说的根本优势所在。不过，科学是不断向前发展的，经典地质力学是李四光根据他生前当时的地质研究事实作出的概括。而在他身后，许多新的地质事实又发现了，如新的构造体系和构造型式，新的构造实体和构造复合关系的发现，要求在理论上作出新的概括。地质力学提出的有些概念本身具有相对性，如果我们不注意这种相对性，把它绝对化也会阻碍地质力学的发展，例如关于构造迁移和构造型式的定向性、定型性和定时性就只具有相对性。众所周知，构造活动的迁移和构造运动的穿时性使构造运动的定时性只具有相对性；而构造型式的定型式也由于边界条件的变化（特别是构造边界形态的变化）、构造发展阶段的变化（萌动期、壮年期和衰亡期）、后期构造的复合改造等而发生变化。正因为如此，马宗晋^[4]指出，构造体系的概念提供了一个对地壳变形进行总体分析的方法，但它的定型、定位、定向性又把复杂的地质现象简单化。当然，本书作者认为构造体系和构造型式的基本概念还是能够成立的，经典地质力学的工作方法也是基本科学的，只是要强调对于如此丰富多彩的地质变化，如果我们不加以注意，就有可能使我们的地质力学研究思维陷于僵化。显然，这对地质力学的发展是极端有害的。

新中国成立前我国是一个长期处于半封建半殖民地地位的国家，在列强的科学技术面前，相当一部分人怀有民族自卑感。20世纪80年代以来，国内构造界掀起了一股追赶国外现代构造地质学先进水平的热潮，其中包括滑脱构造、基底析离、韧性剪切变形、递进变形的研究等。其实国外这些现代构造地质学的新水平和新内容有些在我国20世纪40年代地质力学创立之初已经开始研究。众所周知，强调大陆表层对于基底的滑移是李四光一贯的思想，地质力学中构造序次的概念也就是递进变形的概念，岩石力学性质随深度、温压条件的变化而变化的概念早在地质力学创立之初就已经开始研究了……。

但是地质力学这些在20世纪40年代已经提及和开始研究的领域在中国构造地质学的发展过程中我国并没有因为在这些方面研究比较早而走在前面，相反，却在几十年后反过来还要向国外学习。这其中的原因是值得深究的，当然尔后我国科学技术的总体水平和国力状况对于我国构造地质学的发展有严重制约也是一个重要的原因。

以上论及我国地质力学的发展过程和可能影响我国地质力学发展的一些因素问题，本书作者丝毫没有想低估我国地质力学几十年来所取得的重要成就和发展，相反应该强调指出的是，在李四光生前指示要开展工作的地质力学研究领域在他身后有了重要的进展，他们都直接或间接地受到李四光学术思想的启迪和传承，如马杏垣、索书田的构造解析学，王嘉荫、刘瑞珣的应力矿物，谭忠福、熊成云、汤吉方等的复合构造体系及控岩控矿构造研究、沈淑敏、宁崇质等对区域构造的构造应力场和模拟实验的研究，孙岩的断裂构造带的划分和构造地球化学，杨开庆、董树文的动力成岩成矿作用和地壳物质调整研究，吕古贤等的构造超压的物理化学作用的研究，吴磊伯、覃慕陶的构造体系、构造序次控制花岗岩型铀成矿带矿床和矿体研究，崔盛芹的古构造研究，林潜、马醒华的古地磁研究，王小凤、刘瑞询等的显微构造研究，姜光熹等的X光岩组研究，马宗晋的地球构造和动力学的研究，胡海涛、陈庆宣、孙叶、易明初等对活动构造体系、安全岛现今构造应力场、区域稳定性评价和构造预测、地质灾害预报研究和王成金、吴珍汉、钱维宏等对地球自转动力作用的研究，等等（上述这些研究成果曾先后以专著或以学术论文的形式在《地质力学论丛》《地质力学研究》《地质力学文集》《地质力学学报》等刊物上发表）。

我们还应特别注意到地质力学在为国民经济建设、环境保护、地质灾害防治等与人民生活密切相关的实践领域的优势。由于地质力学侧重具体的构造变形的研究，而构造型式、构造体系的展布及其成生发展规律对于有用矿产的时空展布、工程地基的稳定、地下水的分布、地质灾害等都有着控制的意义，因而系统研究构造体系和构造型式不仅对研究地壳运动有重要的理论意义，而且对指导生产实践有重要的实践意义，更重要的是，在实际工作中具有非常大的可操作性，地质力学工作方法易为从事实际工作的广大地质工作者所运用。许多地质勘测报告仍然大量记录着用地质力学方法所获得的各项工作成果，这正是地质力学有强大生命力的一个佐证。因此，地质力学工作者无论从理论上还是在实际工作中都不应因目前信奉经典地质力学理论观点者不多而气馁，应该看到一门科学能否站得住脚并能不断向前发展，归根结底，取决于这个学科在理论上能解决什么科学问题，在实践上能为国民经济建设、环境保护和生命财产安全带来什么益处。

以上所提到的只是经典地质力学在我国的发展情况。事实上，时至今日，地质力学已经发展成为广义的地质力学或新概念地质力学，其在理论领域和实践领域都有着极其广阔的前景，但这已不是本书所要阐述的范围。

D. 小实验证明地球自转偏向力的存在，要自己设计的

一、重力加速度法
地球在时刻不停地自转，由于离心力的作用，地面的重力加速度必然是赤道最小、两极最大；地球不可能是正球体，而必然是赤道略鼓、两极略扁的旋转椭球体。
重力测量和弧度测量的结果，证实了这些观点的正确性，因而从一个侧面证实了地球的自转。
二、深井测量法既然地球时刻不停地自转，那么，由于自转速度随高度的植加，自高处下落的物体，在下落过程中，必然具有较高的向东的自转速度，因而必然坠落在偏东的地点。为了证实这一点，有人曾在很深的矿井中进行试验。试验结果是：自井口中心下落的物体，总在一定的深度同矿井东壁相撞。这从另一侧面证实了地球的自转。
三、炮弹法
既然地球时刻不停地在自转，那么，地面上水平运动的物体，必然相对地发生持续的右偏（北半球）或左偏（南半球）。根据这种观点，人们分析射出炮弹运动的方向，结果证实了上述观点的正确性。
四、牙签法
先用一只脸盆装满水，放在水平且不易振动的地方，待水静止后，轻轻放下一根细牙签（木质），并在牙签的一端做一记号，记住细牙签的位置。过几个小时后（最好超过10个小时），再去看时你就会发现，细牙
签已经转动了一定角度，看起来像是细牙签在转动，其实它并没有转动，而是地球在转动。这种方法其实就
是一种简易的傅科摆证明法。
牙签在北半球作顺时针（向右）转动，因为地球自转在北半球看起来是逆时针（向左）方向的。南半球则与北半球相反。

E. 初二物理实验！急~30分钟内~

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依然的空间 > 日志 > 计划总结 > 初中物理实验 2009-10-22 | 初中物理实验 标签:
初中八年级物理实验一览表

演示实验

周次
日期
实验名称
主要器材

上 学 期

1

8、26
喷泉现象
酒精灯、烧瓶、瓶塞、烧杯夹、烧杯、水

会跳舞的小人
喇叭、纸盒、小人

1

8、27
声的产生

声的传播

真空中的闹钟
音叉、共鸣箱、方座支架、泡沫塑料小球、细线

音叉、桌子

真空罩、闹钟、抽气机

2

9、2

音调和频率的关系

声音的响度和振幅的关系

观察声音的波形
钢尺、桌子、橡皮筋、发音齿轮、手摇离心转台、硬纸片

音叉、乒乓球、线、铁架台

音叉、钢琴、长笛、示波器

2

观察音叉的波形

观察噪声的波形
话筒、音叉、示波器

9、3
铁钉、玻璃、示波器

3
9、8
声波能传递能量
两端开口的罐头盒、橡皮模、蜡烛

4
9、15
光的直线传播
激光器、烧杯、水

4
9、16
光的反射规律
光的反射演示仪、平面镜

5

9、22
平面镜成像

平面镜成像的特点
木板、玻璃板、蜡烛、白纸

白纸、尺子、铅笔

5
9、23
光的折射现象
激光器、玻璃砖、烧杯、水

6

9、29
光的色散

色光的混合
手电筒、三棱镜、白纸

手电筒、红色和蓝色的塑料片

8
10、13
投影仪
投影仪

8
10、14
凸透镜成像规律
光具座、凸透镜、蜡烛、光屏

12
11、10
自制温度计
小瓶、橡皮塞、细玻璃管

12
11、11
晶体和非晶体的熔化
蜡、海波、酒精灯、铁架台、石棉网、烧杯、温度计

13

11、17
水的沸腾

纸锅烧水
水、酒精灯、温度计、烧杯、铁架台、石棉网

酒精灯、纸、水、铁架台、石棉网

13
11、18
蒸发吸热

影响蒸发快慢的因素
酒精、棉球、温度计

酒精、大盘、小盘、酒精灯、电风扇

14
11、24
碘的蒸发与凝固
碘、酒精灯、石棉网、铁架台、烧瓶

15

12、2
电流与电路

导体与绝缘体
电源、小灯泡、开关、导线

电源、小灯泡、开关、导线、铁丝、三角板、硬币

16
12、8
串联和并联电路
电源、小灯泡、开关、导线、灯座

17
12、15
串联和并联电路的电流规律
电源、小灯泡、开关、导线、电流表

17
12、16
照明电路
照明电路模型

下 学 期

2
3、3
探究串联和并联电路电压规律
电源、小灯泡、开关、导线、电压表

2
3、10
电阻
电源、小灯泡、开关、导线、电流表、电阻定律演示板

3
3、11
用变阻器改变灯泡的亮度
电源、小灯泡、开关、导线、电压表、变阻器

5
3、24
电阻上电流跟电压的关系
电源、小灯泡、开关、导线、电压表、电流表、滑动变阻器

6
3、31
测电阻
电源、未知电阻、开关、导线、电压表、电流表、滑动变阻器

6
4、1
欧姆定律与安全用电
电源、小灯泡、开关、导线、电压表、电流表、

7
4、7
电能表
电能表

8
4、14
测电功率
15W和100W的灯泡、电源、开关、导线、电压表、电流表

8
4、15
焦耳定律
电源、焦耳定律演示仪、开关、导线

9
4、21
观察保险丝的作用
保险丝、滑动变阻器、开关、导线

10

4、28
磁现象

磁体的磁场方向

磁化钢针
条形磁体、小磁针

磁铁、钢针、铁屑

11
5、5
电流的磁效应
电池、导线、小磁针

11
5、6
通电螺线管的磁场
电源、导线、螺线管、小磁针

12

5、12
安培定则

通电螺线管极性和电流方向关系
电流磁场演示器、小磁针、硬纸板、螺线管、铁屑

12
5、13
电磁铁
电磁铁演示器、电源、开关、导线、滑动变阻器、铁屑

13
5、19
研究电磁铁
铁钉、漆包线、开关、电源、滑动变阻器、曲别针、电流表

13
5、20
电磁继电器
演示电磁继电器、电源、小灯泡、开关、灯座、电扇、扬声器

15
5、26
磁场对通电导体的作用
电源、线圈框、蹄形磁铁

15
5、27
自制电动机
线圈、磁铁、电刷、电源、导线

15
6、2
什么情况下磁可以生电
电流表、线圈框、开关、磁铁、导线

15
6、3
观察手摇发电机的结构
手摇发电机的结构模型、

16
6、9
电磁波的产生
收音机、导线、电池

16
6、10
电磁波的传播
手机、真空罩、抽气机

17
6、13
光在光纤中传播
手电筒、光导纤维

初中八年级物理实验一览表

学生实验

周次
日期
实验名称
实验器材

上 学 期

1

8、26
科学之旅的演示
酒精灯、烧杯、烧瓶、、铁夹（喷泉现象）

喇叭、纸盒、小人

2
9、2
探究音调响度的影响因素
钢尺、音叉、乒乓球、线、铁架台

3
9、15
光的直线传播
激光笔、烧杯、水

4
9、16
光的反射
平面镜、激光演示仪

5
9、22
平面镜的成像
平面镜、木板、白纸蜡烛

8
10、14
探究凸透镜成像规律
光具座、凸透镜、蜡烛

12
11、11
晶体的熔化和凝固的温度变化
海波、酒精灯、温度计、试管、烧杯铁架台

14
11、28
探究水的沸腾
酒精灯、温度计、烧杯、铁架台

17
12、20
探究串联并联电路电流规律
电源、小灯泡、开关、导线、电流表

下 学 期

2
3、3
探究串联并联电路电压规律
电源、开关、导线、小灯泡、电压表

4
3、18
用滑动变阻器改变电流
电源、滑动变阻器、电流表、小灯泡、开关、导线

5
3、24
探究电阻上电流与电压关系
电源、开关、导线、小灯泡、电压表、电流表

6
4、1
测定小灯泡的电阻
电池、滑动变阻器、电压表、电流表、未知电阻、

开关、导线

8
4、14
测定小灯泡的电功率
电池、滑动变阻器、电压表、电流表、小灯泡、开关、导线

9
5、19
通电螺线管的磁场是什么样子
通电螺线管、电源、开关、小磁针

14
5、26
研究电磁铁
电源、漆包线、开关、导线、铁钉、软铁、滑动变阻器

15
6、4
让线圈转起来
电源、线圈、开关、导线、磁铁、灵敏电流计

初中九年级物理实验一览表

演示实验

周次
实 验 名 称
主 要 器 材

上 学 期

2—9、2
物质质量的测定
托盘天平、学生天平、砝码

2--9、4
物体质量与体积的关系( 密度)

同种物体质量与体积的关系
木块、铁块、铝块

学生天平、砝码、圆柱体（铁铜铝）、三角板

2—9、5
测量物质的密度（包括不规则物体）
天平、砝码、量筒、尺子、水、盐水

4—9、19
常用的长度测量工具（及其使用）

时间的测量
刻度尺、卷尺、游标卡尺、螺旋测微器

停表、停钟

5—9、23
力的作用效果（包括阻力）
磁铁、小钢球、弹簧

5—9、25
牛顿第一定律
毛巾、木板、平板、玻璃、小车

5—9、26
惯性
惯性演示仪

6—9、30
二力平衡

研究二力平衡的条件
圆筒测力计、回形针

小车、木块、砝码2个、小盘2个

7—10、7
弹簧测力计的使用
弹簧测力计、圆筒测力计

7—10、9
重力和什么因素有关
钩码、弹簧测力计、石块

7—10、10
摩擦力的大小和什么因素有关
钩码、弹簧测力计、木块、毛巾、沙子、棉布

8—10、14
杠杆
剪刀、木板、撬杠、

8—10、16
杠杆的平衡条件
杠杆、钩码、方座支架、

8—10、17
定滑轮、动滑轮、滑轮组

轮轴和斜面（之后复习测试）
定滑轮、动滑轮、滑轮组

轮轴、斜面

期 中 测 试（一周）

11—11、4
压力的作用效果
压强演示仪

11—11、6
液体内部同一深度朝各方的压强相等
液体压强计、烧杯、水

连通器
连通器

12—11、11
大气压的测量
弹簧秤、盘子、水平板、塑料挂钩

托里拆利实验
水银、水槽、长玻璃管

金属盒气压计的构造
金属盒气压计

12—11、13
观察大气压随高度的变化
带塞广口瓶、红颜色的水、胶管、微小压强计

12—11、14
压强与流速的关系
硬币、直尺、白纸

抽水机
离心式抽水机、活塞式抽水机

13—11、20
用溢水杯探究浮力的大小
测力计、水杯、重物

13—11、21
浮力的作用
水杯、金属箔

下 学 期

1—2、24
功的原理

动滑轮是否省功
斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺

钩码，刻度尺、铁架台、线绳、滑轮、弹簧测力计

2—3、3
斜面的机械效率
斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺

2—3、4
动能大小和什么因素有关

势能大小和什么因素有关
斜槽轨道一套、小木块、不同质量钢球2个

书、纸、橡皮、方座支架、钢球、细绳

3—3、11
机械能极其转化
滚摆

5—3、24
气体扩散的实验

液体扩散的实验
广口瓶、玻璃板、二氧化氮气体

量筒、清水、硫酸铜溶液

5—3、24
影响扩散快慢的主要因素
烧杯、热水、凉水、墨水

5—3、25
分子之间的引力
铅块、钩码

6—3、31
做功改变物体内能

水沸腾后做功
空气压缩引火仪

试管、酒精灯、橡皮塞、铁架台

7—4、7
热机

内燃机
试管、酒精灯、橡皮塞、铁架台

内燃机模型

8—4、15
用火柴模拟链式反应
火柴

9—4、21
太阳能的利用
黑塑料袋、水、温度计

初中九年级物理实验一览表

学生实验

周次
实 验 名 称
主 要 器 材

上 学 期

2—9、2
用天平测物体的质量
托盘天平、砝码、体积相同的木块、铝块、铁块、墨水瓶和水

2—9、4
物质的质量与体积的关系
天平、砝码、铝块、直尺、

2—9、5
测量盐水和形状不规则塑料块（不吸水）的密度
天平、砝码、量筒、塑料块、石块、细线

5—9、25
阻力对物体运动的影响
毛巾、木板、平板、玻璃、小车

6—9、30
二力平衡的条件
小车、滑轮、钩码、线

7—10、7
弹簧测力计的使用
弹簧测力计

7—10、9
重力的大小跟什么因表有关系
弹簧测力计、钩码

8—10、17
摩擦力的大小与什么因素有关
弹簧测力计、长木板、滑块、钩码

9—10、21
探究杠杆的平衡条件
杠杆和它的支架、弹簧测力计、钩码、尺线

9—10、24
比较定滑轮和动滑轮的特点
弹簧测力计、钩码、滑轮

11—11、4
压力的作用效跟什么因素有关
小桌、泡沫塑、砝码

13—11、20
浮力的大小等于什么
弹簧测力计、塑料块、烧杯

下 学 期

2—3、3
斜面的机械效率
斜面、测力计、滑块、刻度尺

3—3、10
物体的动能与什么因素有关

重力势能与什么因素有关
斜面、铁球、滑块

铁球、细沙

6—4、1
比较不同物质的吸热能力
酒精灯、金属盘、温度计、铁架台

F. 用超过地球自转的速度逆时区飞行，会穿越吗

地球是一直运动着的，这一点早在初中地理课本上我们就已经学到过，说白了就是地球的自转，当然这其中和星球之间的吸引力有着很大的关系，而同时人们也会想穿越的问题，会疑惑用超过地球自转的速度逆时区飞行，会穿越吗？这是肯定不会穿越的，因为从理论上来说至少也要达到光速的速度才可以穿越。

所以说光速这个问题，不说超越，想要达到都是几乎不可能的事情，当然未来说不定可以，毕竟人类科技科学发展的速度还是很快的，比如科学家最近就有研究，如果用暗物质当做燃料说不定速度可以达到光速。

G. 广东专业生产设计老化房厂家有哪些

目前市面上根据客户的需求以及价格的承受能力和老化产品的要求，老化房主要有4种做法。

第一种：用石膏板隔个房间，里面加一个东北那边家庭里冬天的取暖装置或是其他的加热装置，然后在顶上或是墙上装几个风扇，这种老化房造价低廉，安全系数不高，主要体现是温度的造成局部地方过热。这种老化房谁都可以做。
第二种：根据温度的不同采用不同的隔热板（主要有泡沫板、岩棉板）隔一个房间，然后在顶上根据房间的大小装相应的离心风机或轴流风机和圆筒风机，然后装上相应的风管，采用所谓的顶部吹风，顶部回风的概念，此老化房的造价比第一种稍微高点，但是违背热风原理，并且如果房间稍微大点的话噪音非常大，均匀度不高。目前主要有富思达、富易达、华琪
第三种：根据温度的不同采用不同的隔热板（主要有泡沫板、岩棉板、聚氨酯板）以及板材的不同厚度隔一个房间，然后根据温度的均匀度，老化产品的负载，房间的大小选择相应的风机、风管的制作大小、加热管的定制，根据热气往上的原理采用底部出风上面回风，然后根据房间的大小，均匀度的要求通过PLC实行多个温度点控制，此老化房造价比较高，需要技术实力和经验。此老化房安全系数高，但是一般的小公司接受不了价格，生产厂家主要体现在深圳的隆安设备、大稳、创达兴
第四种：烧机房，隔离室的，造价昂贵，技术要求和公司规模都要具有一定的实力，全国第一家做烧机房（老化房）的厂家是坤成机电，然后从坤成机电出来的部门经理开了冠佳，鼎联。另外还有一家荣兴，他们主要是帮坤成加工的，他们主要是做电子负载烧机房，还有一家柏尼电子

在广东主要的老化房生产厂家就这些，当然网上看到很多老化房生产厂家其实都是做贸易的，有的生产公司人员流动比较大，以隆安公司为列，他们里面的以前的一个业务去到华琪，然后华琪就开始做老化房，电工去到宏展，宏展也做老化房，其实他们的技术都停留在隆安公司4年前的最低挡老化房的技术，没有什么实力的。隆安公司的技术主要是去挖了坤成机电的一个工程部经理，使他们的技术达到了专业化的水平，但是他们不投资做负载，维护成本大。在网上看到的很多公司其实都是做贸易的，其实一个公司是否专不专业，就看他们公司的网站就可以了，产品乱七八糟的绝对是个贸易公司

H. 进行工业静电除尘设计需要了解什么数据

1. 内容主要包括：工业除尘设备分类和性能，工业除尘设备设计总则，除尘工艺设计、结构设计，气流组织设计、自然控制设计，辅助设备选型，设备制作设计，涂装、保温、拌热设计和设备安装施工等

2. 第一章工业除尘设备分类和性能1

3. 第一节工业除尘设备分类1

4. 一、除尘器概念1

5. 二、除尘器分类2

6. 三、粒子分离机理4

7. 第二节工业除尘设备性能11

8. 一、处理气体流量12

9. 二、除尘设备阻力13

10. 三、除尘效率13

11. 四、除尘器排放浓度15

12. 五、漏风率16

13. 六、除尘器的其他性能指标17

14. 第二章除尘设备设计总则18

15. 第一节法规政策18

16. 一、环境保护法规18

17. 二、产业技术政策19

18. 第二节除尘设备设计总则19

19. 一、设计原则19

20. 二、设计依据20

21. 三、可行性研究21

22. 四、设计内容22

23. 第三节设计原始资料23

24. 一、含尘气体的性质23

25. 二、工业粉尘的性质36

26. 三、常用气象资料50

27. 四、设备设计任务书55

28. 第四节设备设计注意事项55

29. 一、调查研究55

30. 二、技术经济指标55

31. 三、提高技术装备水平55

32. 四、满足工艺生产需要56

33. 五、实例——电除尘器设备委托设计任务书56

34. 第三章工业除尘设备工艺设计60

35. 第一节重力除尘器工艺设计60

36. 一、重力除尘器分类和工作原理60

37. 二、重力除尘器设计要求67

38. 三、重力除尘器的主要尺寸设计68

39. 四、重力除尘器性能计算69

40. 五、垂直气流重力除尘器设计70

41. 六、实例——石灰厂重力除尘器性能计算71

42. 七、实例——高炉煤气重力除尘器设计72

43. 第二节离心式除尘器工艺设计75

44. 一、旋风除尘器分类和原理75

45. 二、旋风除尘器性能计算81

46. 三、旋风除尘器工艺设计条件和形式87

47. 四、旋风除尘器进气口速度和形式87

48. 五、旋风除尘器基本尺寸设计94

49. 六、直流式旋风除尘器设计97

50. 七、实例——砂轮机用旋风除尘器设备设计101

51. 第三节袋式除尘器工艺设计103

52. 一、袋式除尘器的分类和工作原理103

53. 二、袋式除尘器设计条件分析114

54. 三、工艺设计注意事项115

55. 四、主要技术参数计算119

56. 五、除尘器壳体与工艺布置设计125

57. 六、清灰装置设计127

58. 七、除尘器滤料选择140

59. 八、实例——LFSF型袋式除尘器工艺设计计算148

60. 九、实例——高炉煤气脉冲袋式除尘器工艺设计156

61. 第四节静电除尘器工艺设计160

62. 一、静电除尘器分类和工作原理161

63. 二、静电除尘器工艺设计条件167

64. 三、静电除尘器本体设计168

65. 四、收尘极和放电极配置171

66. 五、振打装置设计184

67. 六、气流分布装置190

68. 七、供电装置设计191

69. 八、实例——燃煤锅炉静电除尘器工艺设计201

70. 第五节湿式除尘器工艺设计205

71. 一、湿式除尘器分类和工作原理205

72. 二、水浴除尘器工艺设计210

73. 三、喷淋式除尘器工艺设计214

74. 四、文氏管除尘器工艺设计218

75. 五、大型冲激式除尘器的设计225

76. 六、实例——石灰窑高温烟气湿法除尘设备设计234

77. 第六节除尘器改造设计237

78. 一、改造设计原则237

79. 二、反吹风袋式除尘器改造为脉冲袋式除尘器238

80. 三、电除尘器改造为袋式除尘器239

81. 四、电除尘器改造为电?袋复合除尘器240

82. 五、电除尘器自身改造设计242

83. 六、实例——不同类型除尘器改造为脉冲袋式除尘器244

84. 七、实例——电除尘器自身技术改造248

85. 第四章除尘器结构设计251

86. 第一节除尘器荷载分析251

87. 一、除尘器自重荷载作用251

88. 二、壳体内气体压力及温度作用251

89. 三、积灰荷载作用252

90. 四、风荷载作用252

91. 五、雪荷载作用253

92. 六、地震荷载作用253

93. 七、其他荷载作用253

94. 第二节除尘器结构形式254

95. 一、板式壳体结构254

96. 二、骨架式壳体结构254

97. 三、轻钢结构壳体255

98. 四、圆筒形结构255

99. 五、结构形式展望255

100. 第三节材料性能与选用256

101. 一、钢材规格和技术性能257

102. 二、焊接材料与强度258

103. 三、螺栓连接材料与强度259

104. 第四节结构设计要点260

105. 一、柱网布置要点260

106. 二、柱间支撑的设置260

107. 三、箱体结构设计要点262

108. 四、灰斗设计要点263

109. 五、梯子、平台、栏杆的设计要点264

110. 第五节除尘器结构计算266

111. 一、极限状态及其设计一般公式266

112. 二、内力分析268

113. 三、灰斗计算270

114. 四、板及加劲肋计算275

115. 五、梁的计算276

116. 六、柱的计算280

117. 七、连接计算292

118. 八、实例——电除尘器结构计算301

119. 九、实例——板件的焊接拼接连接设计316

120. 第六节圆筒式除尘器结构设计317

121. 一、分类和术语317

122. 二、设计一般规定318

123. 三、材料选择321

124. 四、结构计算323

125. 五、配套件选择与设计335

126. 六、实例——高炉煤气袋式除尘器结构设计340

127. 七、实例——烟气脱硫增湿塔设计342

128. 第五章除尘器气流组织设计345

129. 第一节气流组织的意义和方法345

130. 一、气流组织设计的意义345

131. 二、气流组织设计的方法345

132. 第二节试验研究346

133. 一、相似理论基础346

134. 二、近似模拟试验方法351

135. 三、气流分布装置352

136. 四、实例——气流分布均匀性试验实例359

137. 第三节数值模拟方法361

138. 一、数值模拟理论361

139. 二、湍流模型362

140. 三、数值模拟计算363

141. 四、实例——袋式除尘器气流数值模拟365

142. 第四节理论分析和计算367

143. 一、流体的基本性质367

144. 二、气体基本方程368

145. 三、气体的流动状态370

146. 四、气体流动的能量损失分析372

147. 五、除尘设备构件、管件阻力计算373

148. 六、实例——袋式除尘器阻力分析计算396

149. 第六章除尘设备自动控制设计401

150. 第一节除尘设备自动控制组成401

151. 一、除尘设备自动控制特点401

152. 二、自动控制系统组成401

153. 第二节除尘设备控制仪表403

154. 一、温度仪表403

155. 二、压力仪表410

156. 三、粉尘物位仪表416

157. 四、差压变送器421

158. 五、流量仪表423

159. 六、粉尘浓度仪424

160. 第三节可编程序控制器424

161. 一、可编程序控制器的基本构成424

162. 二、可编程序控制器的主要功能和特点426

163. 三、可编程序控制器工作原理428

164. 四、可编程序控制器软件429

165. 五、可编程序控制器选型430

166. 第四节除尘设备自动控制设计433

167. 一、自动控制设计注意事项433

168. 二、脉冲袋式除尘器的自动控制设计433

169. 三、电除尘器自动控制设计438

170. 四、实例——脉冲袋式除尘系统自动控制设计442

171. 五、实例——电袋一体化除尘器自动控制设计447

172. 第五节自动控制设备调试450

173. 一、调试安全事项450

174. 二、袋式除尘器电控设备调试451

175. 三、电除尘器电控设备调试452

176. 第七章辅助设备选型与设计454

177. 第一节卸灰装置选型与设计454

178. 一、卸灰装置分类454

179. 二、灰斗料位控制和防棚灰装置454

180. 三、插板阀457

181. 四、翻板式卸灰阀459

182. 五、回转卸灰阀463

183. 六、湿式卸灰阀465

184. 七、排灰装置的选用要求466

185. 第二节机械输灰装置468

186. 一、机械输灰装置分类468

187. 二、机械输灰装置工作原理及性能468

188. 三、螺旋输送机469

189. 四、埋刮板输送机472

190. 五、斗式提升机475

191. 六、贮灰仓477

192. 七、加湿机479

193. 八、运灰车483

194. 九、粉体无尘装车机484

195. 第三节气力输灰装置设计487

196. 一、物料气力输灰装置分类和特点487

197. 二、气力输灰工作原理490

198. 三、低压气力输送装置495

199. 四、仓式泵输送装置504

200. 五、风动溜槽输灰系统513

201. 六、气力提升泵516

202. 七、实例——气力输送在除尘器输灰中的应用521

203. 第四节压缩空气系统设计523

204. 一、供应方式523

205. 二、用气量计算525

206. 三、压气管道的计算526

207. 四、贮气罐选型和设计528

208. 五、压缩空气装置配件530

209. 第五节压缩空气站设计539

210. 一、压缩空气性质及压缩空气站系统组成539

211. 二、空气压缩机及附属设备选择541

212. 三、压缩空气站管道设计546

213. 四、空压机站配置550

214. 第六节压差装置系统设计552

215. 一、取压测孔552

216. 二、压差管道设计553

217. 三、压力计选用和防堵553

218. 第八章大型除尘设备制作设计555

219. 第一节制作程序设计555

220. 一、设计编制依据555

221. 二、设计编制原则556

222. 三、设计编制内容557

223. 第二节除尘器制作标准558

224. 一、制作技术标准558

225. 二、制作质量标准560

226. 三、质量偏差控制560

227. 四、实例——框架式反吹风袋式除尘器制作标准566

228. 第三节部件制作和选用572

229. 一、部件分类572

230. 二、部件制作572

231. 三、检验与出厂578

232. 第四节总体组合578

233. 一、组合原则578

234. 二、组合工艺579

235. 三、技术装备580

236. 第九章涂装、保温和伴热设计581

237. 第一节工业除尘设备涂装设计581

238. 一、除尘设备的腐蚀581

239. 二、钢材除锈586

240. 三、涂料选择和涂层结构587

241. 四、涂装设计590

242. 五、涂装色彩设计592

243. 六、涂装施工与验收602

244. 第二节除尘设备保温设计608

245. 一、保温设置的原则608

246. 二、保温材料608

247. 三、保温层厚度的设计计算616

248. 四、保温结构设计与选用626

249. 五、保温层和辅助材料用量计算628

250. 六、保温施工与验收629

251. 第三节除尘设备伴热设计632

252. 一、伴热设计要点632

253. 二、蒸汽伴热设计633

254. 三、热水伴热设计636

255. 四、电伴热设计637

256. 第十章工业除尘设备安装641

257. 第一节安全注意事项641

258. 一、树立安全第一的思想641

259. 二、安全注意事项641

260. 三、工具及设备使用642

261. 四、高空作业643

262. 五、事故处理预案643

263. 六、职业危害应急措施644

264. 第二节安装施工组织设计645

265. 一、安装方案645

266. 二、安装特点646

267. 三、资源供应647

268. 四、人力配备647

269. 五、时间进度647

270. 六、实例——袋式除尘工程施工组织设计647

271. 第三节安装焊接658

272. 一、一般规定658

273. 二、焊接工艺评定658

274. 三、焊接工艺659

275. 四、焊接检验664

276. 五、构件验收665

277. 六、实例——袋式除尘器解体方案666

278. 第四节安装标准和安装流程668

279. 一、安装依据668

280. 二、安装标准669

281. 三、除尘器整体安装671

282. 四、除尘器解体安装672

283. 五、配套设备安装673

284. 六、实例——电除尘设备的安装679

285. 第五节安装质量检验和验收687

286. 一、安装质量检验687

287. 二、除尘设备安装调整试验687

288. 三、压缩空气系统气压试验691

289. 四、安装工程验收692

290. 五、实例——圆筒形电除尘器试运转693

291. 六、实例——环保设施竣工验收监测报告696

I. 当前开展道路线形理论与设计方法的研究有何现实意义

我国道路线形设计存在问题

时间：2010年09月10日
摘要：介绍了国内外道路安全研究的现状，分析了我国道路线形设计中存在的问题，对我国道路安全设计的发展趋向进行了展望。
1国外道路安全研究现状
近年来，发达国家开始研发道路安全设计理念并加以实施，通过识别并消除事故黑点降低交通事故，并开展道路安全审计提高道路安全水平。(风险世界网-RiskMW.com 专业研究安全风险管理,安全员的门户网站!)
目前交通事故统计数据建立的微观数学模型有四种：用概率统计分析方法分析单变量因素;用前后对比分析法研究交通安全改造措施的效果;采用相关分析法(包括常用的回归分析法)探索道路交通事故及其相关因素之间的关系;运用经验分析和专家判断法建立交通事故分析模型。
道路安全审计的概念产生于80年代的英国，由公正独立、有资质的人员对道路项目(已建或将建项目)的规划、设计、施工和服务期阶段进行全方位的安全审计，揭示道路发生事故的潜在危险因素及安全性能，给出合适的安全改进对策，使安全隐患消除或降到最低。目前，澳大利亚AUSTROADS出版发行的《道路安全审计》和美国设计的交互式安全设计模型IHSDM代表了安全审计的发展方向。
2国内道路安全研究现状
我国正处在公路建设蓬勃发展期，同时也处于交通事故的易发期，道路因素在交通安全中的作用正逐步被人们认识。2004年交通部提出了重要的设计理念：坚持“以人为本”的指导思想，重视公路交通安全问题，加强公路交通安全性评价，以提高公路交通安全水平。目前，我国公路路线安全设计的研究主要从设计指标修正和路线设计安全评价两方面进行。
在公路设计指标的研究方面，《公路工程技术标准》在二十多年内修订了四次，一方面说明我国重视总结公路建设中出现的许多新问题、新情况，另一方面说明标准的修订滞后于工程实践。目前的研究或是以传统的汽车动力学为基础，或是基于调查资料对个别指标进行回归分析。如北京工业大学刘小明教授等针对道路交通事故生成机理、驾驶员驾驶行为进行研究，建立了驾驶行为模型来分析道路设计方面的缺陷。同济大学郭忠印、方守恩等结合新疆路网黑点改造工程，研究了公路设计对交通安全的影响，提出事故多发位置的鉴别与改造方法等。但由于我国公路建设的安全研究起步较晚，道路安全事故统计数据量很少，进行系统的统计分析发现其规律性还有待时日。
路线安全评价主要有专家评议和建立公路设计综合评价体系两方面。由于提供给专家的信息有限，且不同专家考虑问题的方法及侧重点不同等因素，专家评议很难做到全面客观。综合安全评价体系中利用多级综合模糊评价或层次分析法进行评价、选优，但其某些技术指标缺乏科学论述，且对安全性考虑还不够完善。到2005年我国已实施过或参与道路安全审计的单位、人员仍较少，大部分交通行业的从业人员也没有参加过道路安全审计的培训。如何确定定量审计指标是目前我国开展道路审计的难点。公路科学研究所于2006年完成的“西部地区公路交通安全评价”，其成果预计将为相关的道路安全审计工作实践提供重要的技术支撑。
3我国道路线形设计中存在的问题
3.1线形一致性差、设计要素不相容
我国现行标准、规范中是根据设计车速确定线形。但这存在以下不足：第一，根据规定的设计车速所做的设计不一定能保证线形标准一致。第二，根据规定的设计车速所做的设计不一定能保证设计要素之间的相容。第三，设计车速和运行车速之间存在差别。特别是山区公路设计中若未将纵面与平面线形要素结合考虑，同时使用最小值就可能不安全。我国标准中虽提出了一些运行车速的设计概念，如长直线尽头或大半径曲线连续延长之后不宜采用小半径曲线，连续曲线指标应均匀等，但技术指标还是以采用固定设计车速为前提。
路线与构造物的适配性较差就是设计要素不相容的一个例子。《公路路线设计规范(JTJ001-94)指出“调查表明，因桥梁、隧道的设置导致线形不连续的路段，事故多发。”目前，一些合法但不合理的设计，如在进洞口洞外段设置较长、较大下坡，在洞口设置小半径曲线进、出洞，由于结构物会使生理心理变化较大而引发交通事故。为了突破目前平面、纵面线形分割设计的传统模式，使路线与其构造物具有良好的一致性，推荐使用线形一致性判定指数进行量化评价。目前已被证明具有相关性的一致性评价指标包括：平均半径，(区间内)最大半径/最小半径，平均直线长度、竖曲线平均曲率系数进行评估。
3.2标准一限到底、呆板执行规范
当前我国在公路标准及指标运用方面应多考虑地区间的差异，不应一限到底。此外，目前标准中路基宽度与车速存在明确的对应关系，从功能上看两者虽相互联系但各有侧重，并不具有明确的依赖性，要求对应的规定可能限制了更合理的设计，易造成设计人员对规范的错误理解，难与地形协调。
在规范的执行方面，目前有些设计人员不能也没有充分理解、探索指标的功能和内在联系，只要是规范中规定的就盲目地照搬照抄，造成了许多合法但不合理的设计。例如平纵组合中较为呆板的“平包竖”做法。实际中由于地形条件的限制，必须满足平竖重合是非常困难的也是不必要的。此外，“平包竖”考虑了驾驶者的视觉和心理要求，但只给出定性的结果，且对平竖曲线组合路段上的视距仍沿用停车视距，而没有专门的规定，这些都是造成平纵组合不良路段事故多发的原因。国外常用的平、纵曲线组合设计的规定中比较流行的是AASHTO和TAC加拿大运输联台会所提倡的曲线前视距设计法PVSD(Previewsightdistance)。PVSD是指在汽车驶入曲线前必须的视距，它考虑实际行车速度和驾驶员心理、视觉的需要，因此更符合汽车在平纵组合曲线上行驶的实际情况，此法可以补充《公路线形设计规范》方法中的一些不足。
3.3安全研究与线形设计脱节
目前我国公路安全问题的研究仍停留在“事后型”阶段，离防患于未然还相去甚远。为了避免事故多发路段的重复出现，应通过对公路历年交通事故统计资料的前/后对比分析，得出各种不同特征的主要线形的安全特性。此外，我国规范是通过规定指标下限值来确保行车安全，而国外则同时规定指标的上限值和下限值，这样可更大程度地保证线形连续。
为了优化线形设计，需明确各指标对功能性、安全性或舒适性的不同影响，对功能性、安全性有较大影响的主要指标应强制执行，对舒适性有较大影响的次要指标可灵活掌握，而对某些超标指标经论证后也可采用。高规格的设计不一定能产生良好的效果，特别是在山区高速公路设计中，某些路段线形指标不应太好，保证线形连续才是安全设计的根本，路线安全设计方案可按图1进行。
4道路线形安全设计的发展趋势
公路路线设计中采用运行车速进行设计，其明显的安全效益正逐渐被认同，如澳大利亚、法国、德国、波兰、瑞士和英国等国。国外线形设计也十分灵活，同一条公路的设计车速视地形、地貌分段变化，曲线直线衔接过渡自然，纵坡均匀很少有大填大挖，并设有醒目的限速标志。例如日本坡长、坡度的运用充分考虑地形、地貌条件，允许超过坡道限制，若超过限制坡长则增设爬坡车道，其纵坡在5%～7%的段落较多，坡长亦比我国标准规定大得多，对纵坡较大的段落，通过分别布设上下行坡度来节省工程量和提高行车速度。
目前，我国公路建设已由平原区逐步转到山区，过去采取逢山披路、遇水架桥的粗放型设计已无法满足复杂地形、地理环境对线形设计的高要求。因此，在公路的设计之初，应依照现行标准、规范，以保证路线整体的可靠性为设计原则。为了能较好地满足道路使用者的要求，可采用运行车速和设计车速对路线进行检验。2004年《公路建设项目安全性评价指南》已初步提出采用运行车速对我国高速公路和一级公路进行安全评价，直线段与相邻曲线段的运行速度之差不宜超过20km/h，且设计车速与运行车速差值也不宜超过20km/h。我国路线设计的安全考虑从无到有并逐步规范化，通过线形安全评价能使路线更满足道路使用者的期望，以期为道路使用者构筑宽容型的安全道路。
参考文献
1中华人民共和国交通部,JTJ001—2003,公路工程技术标准[s].
2中华人民共和国交通部,JTJ001—94,公路路线设计规范[s].
3陈胜营,汪亚干,张剑飞.公路设计指南[M]北京:人民交通出版杜.2000.
4陈永胜,刘小明.道路安全设计理论体系回顾与展望[J]北京工业大学学报,2001,27(1):l一3
5梁夏,郭忠印,方守恩.道路线形与道路安全性关系的统计分析[J].同济大学学报,2002,30(2)

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浅谈道路线形设计与道路安全
关键词： 道路线形设计；驾驶员；道路安全
作为道路的骨架支撑系统，道路线形设计对道路的各个方面来说都具有重要的作用。无论是对于道路路基及多种设施的规模和投资，还是对于车辆行驶过程的安全性，舒适性及其通行能力等方面都具有决定性作用。道路一旦建成，线形设计将会长期存在。此时若因为道路线形不合理并进行整改损失会相当大，因此道路设计时必须慎之又慎。
直线是道路平面设计中的主体线形，直线具有视野开阔，超车视距大等优点。但是，过长的直线线路段容易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，导致注意力分散，此外在长直线路段，驾驶员容易开快车，致使车辆在进入 缓和曲线部分的速度仍比较高，往往会造成交通事故，就好比长时间盯某一事物，人们会产生视觉疲劳，注意力也难以集中。在高速行驶时，驾驶员的动视力会下降，比静视力低大约10%-20%，特殊情况下动视力比静视力低30%-40%，同时随车行速度加大，驾驶员的有效视野范围会变窄。因此在道路两边做些变化的景观设计，可以缓解驾驶员的疲劳，改善直线路段的单调，减少事故发生等。
缓和曲线通常采用回旋线，即曲率随曲线长度成正比变化的曲线，驾驶员可以匀速转动方向盘，使汽车以一定的速度由直线驶入圆曲线，由圆曲线驶入直线或是由一曲线驶入另一曲线的轨迹，从而缓和人体感受到离心加速度的急剧变化。增进线形的连续和美感可适应车辆转向操作行驶轨迹及路线顺畅达到视线平顺视觉协调，驾驶员易于操作。作为超高变化的过渡段，缓和曲线的设计应注意有足够的长度和合理的形式。
在影响行车安全的线形因素中，平曲线半径是关键因素。根据汽车行驶理论知识可知，车辆在平曲线上行驶由于受到离心力作用容易向外侧侧滑和倾翻，降低车辆的稳定性和安全度。在实际设计中，半径值不小于极限最小半径，且尽量采用大半径曲线，最大不宜超过10000m的标准。
根据调查统计平曲线半径太小容易造成交通事故，当车辆在山区公路行驶时，由于山体和挡土墙截断了司机的视距，使司机长时间在猜测和紧张中驾驶很容易使他们身体疲劳，心脏负荷过大，判断力下降，反应迟钝导致发生交通事故。而且对夜间行车也影响很大，如果曲径半径太小，外加上驾驶员对周围环境和路线不熟，那么对于长时间没休息过的驾驶员来说，其危险性会更高。
竖曲线路段坡长，曲率和变坡点处的曲率都会影响交通安全。经过数据统计。同一条曲线在坡度大于3%时，交通事故率会急剧上升。当坡度变大时，汽车上坡由于坡度的阻力，使汽车速度降低。坡道越陡，车速下降越快，为了维护汽车爬坡能力，要不断增加动力，如果动力不足，制动不及时，操作失误，会造成车辆向下滑溜，从而引发交通事故。汽车下坡时，由于汽车自重重力加速度的作用，使车辆速度越来越快，尤其是一些驾驶员为了省油，采取下坡熄灭火滑行的操作方法，一旦失去控制会造成意想不到的结果。在我国的道路规范中规定坡度不得大于8%，5%～8%是事故的高发区，在设计中要格外小心，不要在易发生危险的坡度下再设立危险坡长。
竖曲线还会影响驾驶员的视距，当凸曲线设置的曲线半径很小时，由于其两头都是下坡段，司机是在做爬坡运动，他的视野也是朝斜上方观察前方的汽车，当汽车快要到凸型曲线的坡顶时，司机的视距受到极大的限制，他的视野就会出现一小段的盲区，这时的视距只有几米，一旦对面出现逆道行驶的车辆，双方都处在措手不及的状态，极易发生交通事故。
道路线型是平纵结合的有机整体，在设计中除了满足各种平纵指标的规定值外，更要注意平纵面的组合设计，平纵曲线组合的不合理可能会影响司机的视线，甚至会错误诱导前方公路的方向。平竖曲线在结合时竖曲线宜包含在平曲线之内，且平曲线宜稍长于竖曲线，避免竖曲线顶、底插入小半径曲线，一个平曲线之内应避免纵面线的反复凹凸，公路布线应能提供视野的多样性，利用最佳风景特征引人入胜，避免单调力求与周围环境融为一体。
平、纵曲线具体应从以下几个方面考虑：（1）保持线型在视觉的连续性，平曲线与纵曲线对应时，变坡点对应于平曲线中点，这是最理想的组合。实际中考虑到土石方工程数量及构造物的标高要求时，想要做到这种关系十分困难，一般以一个长平曲线包3个竖曲线为宜，对这种情况须用透视图来检验线型是否合理。（2）保持线型在视觉上的均衡，平纵面线型的指标应大小均衡，如果两者不均衡，在整体上会给人带来不愉快的感觉，失去在视觉上的均衡性。根据经验，平曲线内的竖曲线半径一般取平曲线半径的10―20倍；同时若一个平曲线内包了几个竖曲线，则几个竖曲线半径与竖曲线长度也要均衡。
道路交通是由驾驶员、车辆及道路条件因素组成的系统，交通安全与其中任何一个要素都密切相关，道路作为道路交通的基础和载体，对于交通安全的影响不容忽视。道路的几何线形、技术指标、道路质量等对道路交通安全都会产生重大影响。道路线形虽然受投资、设计与施工难易的制约，但它是一条路线的基础，是安全行驶的关键。要使道路线形连续，并与平面、纵断面两种线形以及横断面的组成协调，应从施工、维修管理、经济、交通运用等角度综合确定，唯此，才能确保交通安全。
如今与环境污染问题一样，交通安全问题也越来越受到人们的关注。在新的交通交通法颁布后，对司机的要求也更严格了加大了对严重违法行为的处罚力度，尤其是酒驾问题。所以文明驾驶也对道路安全意义重大。
参考文献
[1]李劲松.《浅谈道路线形设计对行车安全的影响》
[2]张雨，程雪峰，邓伟斌.《道路线形设计对交通安全的影响》
[3]曹春林.《道路纵断面设计中的几个方面的影响因素与分析》，
[4]洪英 ，张晓岩.《影响交通安全的道路线形因素分析》.
作者简介
方姝（1992―），女，汉族，甘肃景泰人，郑州大学水利与环境学院2010级，道路桥梁与渡河工程专业。
郑晓刚（1992―），男，汉族，河南周口人，郑州大学水利与环境学院2010级，水利水电工程。
王姝（1991―），女，汉族，内蒙古扎兰屯人，郑州大学水利与环境学院2010级，道路桥梁与渡河工程。

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公路路线设计的重要性与影响因素
时间：2016-08-18
作为公路设计的基础，科学合理的路线设计对于我国公路的兴建有着重要的现实意义。但是，在实际工作中，公路路线设计可参考的设计指标仍具有一定的不确定性以及随机性，从而使得公路路线设计中存在一定的不合理性，降低了路线设计的科学性。所以，本文在分析公路路线设计重要性的基础上，以可靠度理论为原则，探究路线设计的影响因素，并提出更具优势性的路线设计可靠度理论分析方法，以切实提高公路路线设计的实际可靠性。
【关键词】公路设计；路线设计；可靠度理论；重要性；影响因素；可靠度理论

公路建设中的路线设计是现代公路建设施工的基础，科学合理的路线设计不仅能够保持线形的连续性，引导驾驶人员的行驶视线，以提高车辆行驶的稳定性与安全性，同时，其对公路沿线居民的生活质量也有一定的促
进作用。

现今，随着人们生活水平的提高，私家车的数量与日俱增，而公路路线设计实际可靠性的地位也日益提升。当前，交通事故频繁发生，提高公路路线设计的实际可靠性刻不容缓。所以，本文在分析公路路线设计重要性
的基础上，以可靠度理论为探究前提，分析当前影响公路路线设计的因素，并提出更具优势性的分析方法，以切实提高公路路线设计的实际可靠度，保证车辆的安全行驶。

一、公路路线设计的重要性

1、促进我国公路交通运输的发展

当前，我国公路仍以传统的方式建设施工。但现今世界汽车工业发展迅速，公路车辆的行车速度也在不断地提升。同时，交通流量的剧增，使得我国许多公路在交通高峰期常常会陷入瘫痪状态，导致公路基本使用功能
的丧失。所以，科学可行的公路路线设计，能够基于我国交通发展的基本国情，以新的技术理论为基础，提高公路建设的使用性能，增强我国公路交通的运行效率，以促进我国公路交通运输的发展。

2、保障车辆的行车安全

合理、优质的公路路线设计能够为行驶车辆提供醒目的行车信息，同时，科学的公路路线线形又为车辆的安全行驶提供了保障。这些都对公路的安全性有着先决作用，从而保障了车辆的行车安全。

二、影响公路路线设计的关键因素

1、公路线形

公路线形是公路的主体，其对于公路的安全性有着重要的意义。不够科学、合理的公路线形设计是导致交通事故频繁的主要原因之一。

对于公路路线设计的平面线形，我们应当考虑直线和曲线的相互配合情况以及路线总体与地形地物的协调情况，正常情况下，直线段的事故发生概率要低于曲线段，特别是在阴雨天气与路面积雪的情况下。而对于纵断
面线形，我们则应当注重对坡度、坡长以及竖曲线半径等的考虑，从而切实降低交通事故发生的概率。

2、路线交叉

从行车安全的角度来说，交叉口是公路交通安全最为关键的因素。据有关部门统计，我国发生在交叉口的交通事故数量占每年事故总数的三成以上。同时，公路路线设计中，交叉口的影响因素也较多，例如相交道路
数，交叉角度、视距等。

3、沿线设施

公路的主要沿线设施一般包括交通标志、标线以及安全防护设施等。交通标志、标线能够为驾驶人员提供重要的道路交通信息，辅助驾驶人员安全行车，确保车辆的行驶安全。而安全防护设施，比如说护栏、减速设施
等，都能够在一定程度上能减少车辆交通事故的发生概率或降低事故后造成的人身伤害及财产损失。但是，安全防护设施一般本身也能对车辆造成一定的损害，只有科学、合理的路线设计才能将这种损害降到最小，有效保
护人们的财产、生命安全。

三、公路路线设计的可靠度理论分析方法

1、可靠度理论分析方法的概念

可靠度理论是以概率论为基础的极限状态设计理论，其能够通过概率的研究来展现工程结构的可靠性问题。而对于公路路线设计的可靠度理论分析，尽管我国研究的时间很早，但其至今还未真正地在我国公路路线设计
中全面应用。

2、可靠度与失效概率

现今我国公路路线设计中所应用的可靠性理论，主要分析方式是利用路线设计极限状态下的功能函数来对公路路线设计的可靠指标β、失效概率Pf等进行计算。

在分析公路路线设计的功能函数时，我们分别用公路供给值与驾驶期望值来表示，其二者的设计参数随机变量分别为S、D，而公路路线设计的功能函数Z则可以表示为：

基于可靠度理论，我们接下来要研究的就是公路路线设计的功能函数各个极限状态：①当Z=0时，公路路线设计的设计参数处于极限状态；②当Z>0时，公路路线设计的设计参数则满足其各个功能的要求；③而当Z<0
时，公路路线设计的设计参数将不能满足其功能需求，即为失效状态。

3、可靠度计算方法

现今，我国公路路线设计的可靠度理论分析方法的计算方法主要有三种，分别为经过改进的一次二阶矩法、直接积分法以及蒙特卡罗模拟法。对于公路路线设计可靠度理论的分析，我们常采用的方法是一次二阶矩法。
因为一次二阶矩法不用考虑公路路线设计中基本变量的分布情况，从而减小了变量很难确定所带来统计误差，降低了公路路线设计中可靠性指标的随机性，最大程度地提高了公路路线设计的实际可靠性，以利于后期路线设
计可靠度的准确求解。

4、实例分析

四、总结

公路路线设计是现代公路建设中的重要内容，科学可行的公路路线设计不仅能够提升驾驶人员的行车稳定性与舒适性，其还能在一定程度上改善公路沿线居民的生活质量，提升我国人民的整体生活水平。但是，对于公
路路线设计，其所依据的某些指标却具有较强的不确定性以及随机性，从而降低了公路路线设计的科学性，导致路线设计的不合理。所以，我们在认识公路路线设计重要性的基础上，逐步分析影响路线设计的因素，并对路
线设计的可靠度理论分析方法进行深入地探究，在一定程度上减小了某些因素的统计误差，提升了影响因素的可靠性，从而为路线设计奠定了良好的科学设计基础，以保证车辆的行车安全。

参考文献

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[4]单伟.试述公路工程路线设计常见问题[J]城市建设理论研究，2013（25）
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[7]王雪力.可靠度理论在道路安全研究中的应用[J]科技信息，2011（24）

J. 超级地球，真的适合人类生存吗

超级地球一般指超级类地行星

天文学家在太阳系外发现了很多巨大的类地行星，他们将之称作超级类地行星。科学家推测这些行星拥有与地球相似的板块构造。英国学者确认“超级地球”存在 为首个系外宜居星球。它们的表面一般都有峡谷、陨石坑、山和火山 。

理论上，类地行星可根据岩石种类分为两类，一类以硅化合物为主，另一类以碳化物为主，像是含碳球粒陨石的小行星。这两类分别称为硅酸盐行星和碳行星（或“钻石星”）。研究组科学家认为，虽然没有直接证据表明这颗行星的表面是由岩石构成，但是从质量的测定排除了它是木星那样的气体构成的行星。数据表明，它很可能是具有镍/铁岩石或者硅覆盖物的地形结构。介于地球陆地结构和天王星/海王星的热化的巨大冰结构之间。它具有稠密的蒸汽云层。这项成果是由位于夏威夷莫纳克亚山顶的凯克天文台观测得到的。凯克天文台拥有2台全世界最大的10米光学巨型望远镜。每一台有8层楼高，重350多吨。这次的成功发现也要归功于凯克天文台技术的改进——光谱仪CCD探测器的精确度提高，从3米/秒提高到1米/秒，为今后能够发现银河系内质量和地球相当的行星打下了基础。 宇宙中是否存在和地球相类似的行星？我们地球是宇宙独一无二的骄子吗?这是非常深刻的问题。迄今为止没有人给出肯定或者否定的回答。天文学家已经在银河系发现若干和地球相似的表面由岩石构成的行星。它们的质量远远超过地球，也缺乏围绕旋转的类似太阳的星球，而是围绕已经死亡的星体旋转。对于这个问题的回答，有了里程碑式进展。科学家在太阳系外部发现了一个和地球非常相似的行星。其行星编号为155，是太阳系外最小的行星。其半径是地球的2倍，质量是地球的7.5倍。距恒星300万千米（0.021天文单位）。这个行星的轨道周期为1.94天。其轨道大小只有太阳系水星轨道的十分之一。这颗新发现的行星所在的星系名为Gliese 876。它围绕一颗名Gliese 876的恒星运行。

这类行星是否真的适合人类居住，还是一个很大的问号，还有相当多的问题需要去了解和探索。可以这样说，现在人类对类地行星的探索只是达到生物生存的可能性较大，而人类的生存和居住则是更加复杂的问题，发现的类地行星的质量普遍偏大，就是完全适合人类居住，其体重是地球的数倍，仅此一项也是人类一个不小的负担。

完全适合人类生存的星球不能说没有，就是有，问题是一是遥不可及，二是少之又少，所以现在人类在积极探索外太空，为人类的长远繁衍和发展找到落脚点的同时，更重要的的认识到保护我们居住的地球是更加重要的。