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变异性范文10篇

时间：2023-03-27 05:05:03

变异性范文篇1

【关键词】福辛普利高血压心率变异性

Effectsoffosenoprilonheartratevariabilityofessentialhypertensivepatients

【Abstract】ObjectiveTostudytheeffectoffosenoprilonheartratevariabilityofessentialhypertensivepa-tients.MethodsTheheartratepowerspectraldensityandtime-domainwasanalyzedin130healthysubjectsandin256patientswithhypertensionbeforeandafterusingthefosenoprilwith24hourelectrocardiographicrecordings.Re-sultsThelowfrequencyandtotalfrequencyandratiobetweenlowfrequencyandhighfrequencyofhypertensivepa-tientsweresignificantlyhigherthanthatofcontrol，thehighfrequencyandstandarddeviationofnormal-to-normalintervals（SDNN）andstandarddeviationofthemeanofRRintervalsforeach5minperiodofthe24hourelectrocar-diographicrecordings（SDANN）weresignificantlylowerthanthatofcontrol.Thedegreeofday-nightchangede-creasedsignificantly.Aftertreatmentoffosenopril，inadditiontolowingthebloodpressure，theSDNN，SDANNandhighfrequencyofhypertensivepatientsweresignificantlyincreased.Thelowfrequencyandtotalfrequencyandratiobetweenlowfrequencyandhighfrequencyofhypertensivepatientsweresignificantlydecreased.Thedegreeofday-nightchangewaspartlyrestored.ConclusionWhenfosenoprillowersbloodpressure，itcanimprovesignificantlytheheartratevariabilityofessentialhypertensivepatients.

【Keywords】fosenoprilhypertensionheartratevariability

心率变异性分析是评价人体植物神经功能的一项无创检测手段，是反映交感-副交感神经系统张力及其平衡的重要指标。交感神经活性增加在原发性高血压的发病机制方面具有重要作用，用心率变异性对原发性高血压发病机制及其药物干预研究具有重要的临床意义。本文研究福辛普利（Fosenopril）对原发性高血压植物神经功能状态的影响，为福辛普利降压治疗提供理论依据。

1资料与方法

1.1一般资料2002年8月～2004年9月130例健康查体者作为正常对照组，男68例，女62例，平均年龄（52.7±10.4）岁。均经详细询问病史，体格检查，无心血管及肾脏疾病和糖尿病史。血压、血脂分析和心电图无异常，检查前2周内未用过任何药物。256例原发性高血压组均为2002年9月～2004年8月来自本院门诊和住院患者，男145例，女111例，平均年龄（53.5±14.5）岁。其诊断与分期采用1978年世界卫生组织标准。检查前1个月未用过血管紧张素转换酶抑制剂和检查前2周停用β受体阻滞剂和胆碱能受体阻滞剂。每日1次晨服福辛普利10mg共10天，用药前后各做24h动态心电图检查。

1.2方法心率功率谱分析采用美国GrandPacific公司HOLTER4.0系统行24h动态心电图，记录MV1、MV5及改良MaVF导联，对24h窦性心率进行心率变异分析［1～3］。时域为相邻正常R-R间期标准差（SDNN），R-R间期平均值的标准差（SDANN），R-R间期标准差的平均值，相邻正常R-R间期差值的标准差，相邻正常R-R间期差值大于50ms的窦性心律占心搏总数的百分比。频域分析用快速傅立叶转换方法，心率谱功率单位ms2。总频谱为<0.40Hz，极低频为0.003～0.04Hz，低频为0.04～0.15Hz，高频为0.15～0.40Hz。HRV分析的时间段包括24hHRV，白昼为8Am～8Pm，夜晚为8Pm～8Am。

1.3统计学处理数据用均数±标准差（ˉx±s）表示，两个样本均数比较用t检验，P<0.05为差异有显著性。

变异性范文篇2

关键词手术室音乐心率变异性生理

Operting-theaterMusicHeartrateVariabilityPhysiology

音乐是种特殊的语言，有时可帮助改变人的行为举止。美妙动听的乐曲不仅可使人精神愉悦，而且可在生理上产生一定的影响。我院手术室自1997年12月开始对820例手术病人播放背景音乐，经随访满意率达到95.7%。为进一步探讨音乐对人体的生理作用，我们在国内率先对22例行甲状腺切除手术病人进行血压、心率、心率变异性的测试，观察音乐对手术病人的植物神经系统影响和病人情绪变化，结果报道如下：

1、临床资料

本组22例病人：男7例，女15例，年龄16－62岁，平均年龄42岁。麻醉选择：全麻3例、颈丛麻醉19例。文化程度：大学2例、高中（中专）12例、初中7例、文盲1例。

2、方法

2.1测试项目：用Spacelabs多功能监测仪监测收缩压(SBP)、舒张压(PBP)、平均压(MAP)、心率(HR)；用HDX－I型多功能监测仪测定心率变异性(HeartrateVariabilityHRV)各项指标：低频成分（LF）、高频成分（HF）、低高频均衡性（L/F）、总频谱（L＋H）。

2.2测量方法：病人进手术室即刻测量HRV上述各项指标，接着在不听音乐的情况下5min、10min、15min各测量一次，然后开始播放音乐，听音乐后同样在5分钟、10分钟、15分钟各测量一次。音乐选择慢节奏、抒情、流畅的轻音乐，曲目基本相同。为避免术前镇静剂的影响，本组病人测试前均不用术前用药。

3、结果

3.1血压、心率变化：没听音乐情况下，血压、心率所有指标与基础相比较P值均>0.05。听音乐前后血压无明显改变。听音乐前心率无明显差异，但在听音乐后5分钟、10分钟时逐渐减慢、15分钟时心率减慢明显，与听音乐前及基础值相比，P值<0.05。

3.2HRV各项指标：反映心交感和迷走神经活性的低频成分（LF），听音乐5分钟时P值为0.05；10分钟时P值为0.019；15分钟时P值为0.0048，与听音乐基础值相前比较有显著意义。高频成分（HF）受迷走神经张力的调节，是迷走神经活性的指标。当听音乐到15分钟时，其P值<0.037。总频谱（LF＋HF）听音乐15分钟时，P值<0.04。与听音乐前基础值相比较都显示有显著差异。高低频均衡性指标（LF/HF）听音乐前后无显著改变。

4.讨论

4.1心率变异性特性心率变异性是指逐次心搏间期的微小差异，它产生于自主神经系统对心脏窦房结的调制，使得心搏间期一般存在几十毫秒的差异和波动。迄今已有大量研究揭示，HRV正常心血管系统稳态调节的重要控制，反映了心脏交感迷走神经活动的紧张性和均衡性。近年来，围术期心率变异性（HRV）的研究已开始得到关注，围术期创伤、应激等多种因素均可影响病人的自主神经系统，使HRV出现显著改变[1]。HRV分析方法为深入了解围术期自主神经活性与均衡性的改变及其与各种因素的互动关系提供了一种新的定量测试手段。

4.2心率变异性分析方法HRV的分析方法主要有时域分析法和频域分析法两种。时域分析法计算较简单，指标意义直观，但灵敏度、特异性较低，不能进一步区别交感或迷走神经的作用及均衡性。故在围术期HRV的研究中使用较多的方法是频域分析法即心率功率谱分析法（heartratepouerspectrum,HRPS）。本组实验采用频域分析法。另外HRV的变异性很大，个体差异非常明显，但每个个体在整个过程中的变化均有一定规律，故本组实验采用自身对照法。

4.3.1心率变异性测试结果分析从测得的各项指标进行分析，当病人听音乐后，血压无明显改变，心率逐渐减慢，LF、HF、LF+HF指标与听音乐前比较都显示有意义下降，说明交感和迷走神经活性，随着播放音乐时间的增加而逐渐降低，从而显示整个植物神经系统兴奋性减弱。由此可见，优美、动听的旋律，通过听觉产生美感，会使人产生安宁、愉悦的心情[2]。在手术室紧张环境中应用音乐疗法，可缓和交感神经的过度紧张，促使感情、情绪镇静化。有利于稳定病人情绪和手术顺利进行。美国新泽西州一家医院新近的一项研究结果同样表明，给在外科候术室等待手术的病人播放他们喜爱的音乐，可有效地减轻其焦虑和紧张情绪[3]。

日本东京女子医科大学日本心脏血压研究所曾报道[4]，对47名进入ICU3-5d后出现心肌梗塞及不稳定心绞痛的患者进行音乐欣赏疗法。其采用植物神经活动和心率变化的频率数进行分析，其结果显示付交感神经活动指标的高频率成分在用音乐欣赏法后呈有意义上升，交感神经活动的低频率成分和高频成分的比值则有意义地下降。提示用音乐欣赏疗法可使交感神经活动系统活动减少，副交感神经系统活动增加。而我们测得的结果是高频成分和低频成分同时有意义下降，本组高低频均衡性指标无显著差异，更进一步说明整个植物神经系统兴奋性下降。

4.3.2在随访过程中有位当教师的病人反映，过去只听说国外手术室有播放音乐，没想到国内手术室也有播放音乐，真是太好了。她还说：治疗疾病应心理、生理与音乐相结合；术前、术中听音乐可放松紧张情绪，十分符合其需要。播放音乐对病人生理作用的研究，我们尚在探索中。副交感神经变化不大可能由于室内环境时有干扰的缘故。另外音乐对不同文化层次的作用，可能有所差别，有待今后积累病例，进行专题讨论。

变异性范文篇3

关键词：钢箱梁正交异性桥面板工地接头试验有限元分析

一、前言

大型公路钢箱梁正交异性桥面板工地接头即箱梁节段之间的连接，过去均采用全焊或高强度螺栓连接。各国实桥运营经验表明，这两种连接方式各有不足。全焊连接时，U形肋嵌补段对接焊和肋角角接焊均处于仰焊位置施焊，而仰焊工作条件恶劣，施工周期较长，仰焊焊接质量比俯焊难以保证，经过一段时间运营后在这些焊接处容易产生疲劳裂纹。采用高强度螺栓连接时（桥面板、纵向U形助），桥面铺装层因栓接接头而受到削弱，给销装工艺和质量控制带来很大难度，铺装层容易产生裂纹、剥离等病害，而且螺栓用量大，造价高。基于以上原因，最近出现了一种新的连接方式，即桥面板用焊接（陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺），U形肋采用高强度螺栓连接。日本已将此方案作为首选方案纳入设计规范。该方案克

服了全焊连接和全部栓接的各自缺点，可以说这是目前最先进的连接方式。南京长江第二大桥南汊桥在我国首次采用这种连接方式，因为是第一次采用，需通过模型试验和有限元分析来验证其连接刚度、局部应力和疲劳性能。本文对正变异性桥面板工地接头构造细节的演变进行了综述，并对该接头的足尺试件进行了试验研究和有限元分析。

二、钢桥面板工地接头构造细节的演变

1.钢桥面板的构造细节

对于大跨度悬索桥和斜拉桥，钢箱梁自重约为PC箱梁自重的1/5～1/6.5。正交异性钢板结构桥面板的自重约为钢筋混凝土桥面板或预制预应力混凝土桥面板自重的1/2～1/3。所以，受自重影响很大的大跨度桥梁，正交异性板铜箱梁是非常有利的结构形式。通常，在钢桥面板上铺装沥青混凝土铺装层，其主要作用是保护钢桥面板和有利于车辆的走行性。近代正交异性钢桥面板的构造细节，由钢面板纵助和横肋组成，且互相垂直。钢面板厚度一般为12mm，纵肋通常为U形肋或球扁钢肋或板式助，U形肋板厚一般为6mm或8mm，横梁间距一般为3.4～4.5m，两横梁之间设一横肋。

制造时，全桥分成若干节段在工厂组拼，吊装后在桥上进行节段间的工地连接。通常所有纵向角焊缝（纵向肋和纵隔板等）贯通，横隔板与纵向焊缝、纵肋下翼缘相交处切割成弧形缺口与其避开。

2．正交异性钢桥面板的疲劳及其工地接头构造细节的改进

钢桥面板作为主梁的上翼缘，同时又直接承受车辆的轮载作用。如上所述，钢桥面板是由面板、纵肋和横助三种薄板件焊接而成，在焊缝交叉处设弧形缺口，其构造细节很复杂。当车辆通过时，轮载在各部件上产生的应力，以及在各部件交叉处产生的局部应力和变形也非常复杂，所以钢桥面板的疲劳问题是设计考虑的重点之一。自1966年英国Severn桥（悬索桥）采用扁平钢箱梁以来，钢桥面板陆续出现许多疲劳裂纹，主要产生的部位有纵助与面板之间的肋角焊缝、纵横肋交叉的弧形缺口处，U形肋钢衬垫板对接焊缝处等，其中梁段之间钢桥面板工地接头是抗疲劳最薄弱的部位。

由于钢桥面板不可能更换，产生裂纹后修补又比较困难，50年来．通过一系列的试验研究和有限元分析，以及实践经验总结，对钢桥面板构造细节的设计和焊接不断进行了改进，使得钢桥面板产生裂纹的概率大大减少。这里仅介绍钢桥面板工地接头构造细节设计的演变，过去采用的纵向肋焊接对接和高强度螺栓对接，改进后的构造细节，即面板对接采用陶瓷衬垫单面焊双面成型工艺，U形肋采用高强度螺栓对接拼接。

改进后的构造细节既克服了工地接头纵向U形肋嵌补段的仰焊对接，从而改善了疲劳性能，又避免了面板栓接拼接对桥面铺装层的不利影响。这种构造细节在1999年建成的日本来岛大桥、明石海峡大桥（悬索桥）和多多罗大桥（斜拉桥）中得到应用。

三、试件设计和制造

根据《美国公路桥梁设计规范》（1994年版），用于计算正交异性钢桥面板刚度和恒载引起的弯曲效应时，与纵肋共同作用的钢桥面板的有效宽度取纵肋间距。钢箱梁工地接头处桥面板采用单面焊双面成型焊接工艺，面板内侧需贴陶瓷衬垫，因此焊缝下面的U形肋侧壁须开缺口以便衬垫通过。缺口宽度过小不便于施工，宽度过大易导致附近局部应力增加。日本的钢箱梁桥在此种构造细节设计中采用的缺口宽度为75mm和120mm。

两个足尺试件模拟南京长江第二大桥南汊桥的设计图，取一个U形肋单元，跨长3750mm（实桥横隔板间距），桥面板宽600mm，厚14mm，U形肋尺寸为184mm*8mm*300mm，圆弧缺口宽度分为两种，试件Ⅰ为50mm，试件Ⅱ为100mm。

试件材质为16Mnq，屈服强度为395MPa，拉伸强度为540MPa。试件的制造严格按照《南京长江第二大桥南汊桥钢箱梁制造规则》的有关内容进行，试件在工厂制造完成后，经外观检查、超声波探伤和高强度螺栓检查，全部合格。

四、试验概况

1.加载方案

我国《公路桥梁设计通用规范》（JTJ021-89）规定汽车-超20级荷载中550kN的重车后轴重力为2*140kN，后轮着地面积为宽*长=600mm*200mm。本试验中加载点的接触面积参考该规范选定，考虑试件为单肋，故将本试验的加载宽度折减为400mm，即介于单轮与双轮宽度之间。试验中以一块宽*长*厚=420mm*200mm*12mm的钢板模拟桥面铺装层，以宽*长*厚=400mm*300mm*50mm的橡胶块模拟车轮进行加载，试验机为MTS300kN电液伺服试验机，加载频率为300次／min。

2.测点布置

为研究缺口附近面板上的应力分布情况，在缺口附近面板上密集布置测点，其中面板焊缝附近的12个测点贴双向应变片测量纵、根双向应力。除了缺口附近布置测点外，在试件跨中及与试件焊栓接头对称的位置，也相应地布置了测点。

为了研究试件及缺口部位的竖向刚度，在试件的跨中、焊栓接头部位、对称于焊栓接头的部位、以及试件两端都安装了位移计。

3.静载试验

两个试件都作静载试验。静载试验分两种加载方案，一种是在焊栓接头处加载，另一种是在跨中加载。根据有限元计算，当试件跨中作用140kN的荷载时，试件最大应力处（跨中U形肋下表面）的应力达到设计容许应力200MPa，试验中考虑到较实际受力情况更不利的状态，将最大静载加到175kN，为实际轴重力的2.5倍，使试件的最大计算应力达到钢材流动极限的75％。加载等级分四级和五级。

4.疲劳试验

选取试件Ⅰ进行疲劳试验，疲劳试验加载位置为焊栓接头处，荷载范围40～90kN，循环次数为200万次。根据有限元计算，试件跨中加4OkN荷载时，试件跨中U形肋下表面的最大应力与桥梁恒载作用下产生的最大应力相当，当加90kN荷载时，其最大应力与桥梁恒载、活载共同作用下产生的最大应力相当，故选取以上疲劳试验加载范围。

五、试验结果分析

1.竖向挠度

实测各测点在不同荷载等级下的竖向挠度。可以得出以下结论：

（1）各测点的挠度与作用荷载的大小基本上呈线性关系。

（2）实测值与计算值基本接近，表明实测值基本可信。

（3）在跨中作用荷载时，有限元计算结果显示，焊栓接头处的挠度比对称于焊栓接头的部位的挠度稍小，这是由于焊栓接头部位U形肋的两侧腹板上通过高强度螺栓连接各外夹了两块拼接板，这相当于将U形助每侧局部的腹板厚度增加了两倍，而且可以与面板上的焊接接头共同工作，从而增加了焊栓接头部位的刚度，尽管该部位U形肋下面开了一个施工进手孔，但并不影响试件局部的刚度。

（4）同样在焊栓接头处加载时，试件Ⅰ接头处和跨中部位的挠度比试件Ⅱ对应部位的挠度稍大，这与高强度螺栓的拧紧程度有关。但是从有限元计算结果可以看出，两个试件对应部位的挠度完全一致，这说明缺口的大小对试件的刚度没有影响。

2.局部应力

试件Ⅱ跨中下翼缘实测应力和计算应力，两个试件在80kN（为公路桥梁设计通用规范规定最大轮载的1.14倍）荷载作用下部分测点的实例应力如表回所示。从实测结果可以得出以下结论：

（1）实例应力基本上随着荷载的增加而呈线性增加，而且基本上与计算值相吻合。

（2）在外加荷载作用下，两个试件的大多数对称测点的实测应力基本对称。

（3）当在焊栓接头处加载时，将两个试件的实例应力进行比较，就会发现：①试件IU形助圆弧缺口附近面板上的横向应力比试件Ⅱ大，但数值较小，在其他测点，两个试件面板上的实测横向应力基本上一致，在试件中心线与焊栓接头中心线的交点附近，两个试件面板上的横向应力都较大，但也不超过设计容许应力；②试件Ⅱ焊栓接头附近面板上的纵向应力比试件I大，在其他测点，两个试件的实测纵向应力基本上一致；③试件IU形肋圆弧缺口附近的应力比试件Ⅱ大，但数值均较小。这表明圆弧缺口的大小对试件应力的影响仅限于U形肋圆弧缺口附近，而且U形肋圆弧缺口宽度为50～100mm都是安全的。

（4）当在跨中加载时，在所有的测点，两个试件的应力都差不多，而且数值很小，与焊栓接头处对称部位的纵向应力和横向应力也与焊栓接头处对应点的纵向应力和横向应力基本一致。

3.疲劳强度

在下限为40kN、上限为90kN（分别为实际轴重力的57％和1.23倍）的疲劳试验荷载作用下，经过200万次后，试件I各部位的挠度与疲劳试验前基本上没有差别，这说明疲劳对试件的刚度几乎没有影响。通过20倍放大镜目测检查，没有发现裂纹，再次经过分级静载试验，结果表明，各测点的应力大小及其与荷载的线性关系同疲劳前一样。可以认为，大型公路钢箱梁正交异性桥面板结构采用焊栓连接后，其抗疲劳性能很好。

六、有限元分析

1.计算模型

计算采用4节点板单元，假定焊栓接头处的拼接板与U型助之间不产生滑动，即作为整体共同工作，不考虑桥面铺装层的影响。

我国《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）规定的汽车-超20级荷载重车的后轴重力为2*140kN即每对车轮的重力为70kN。假设一对轮载为70kN的车轮作用在试件I和试件Ⅱ的焊栓接头附近，两个车轮之间的距离及触地面积。本文分别计算了两种轮载位置，一种是对称轮载，另一种是偏心轮载。每种轮载从车轮边缘靠近U型肋圆弧缺口开始，到车轮正好离开圆弧缺口结束，分为多种工况。

2.计算结果分析

（l）在两种轮载作用下，圆弧缺口处的变形。在U型肋与面板的连接处，U型助产生向外的面外变形。

（2）面板下表面焊栓接头线上的纵向应力。在两种轮载作用下，试件Ⅱ的纵向应力比试件I的大，但应力的数值都较小，在对称轮载作用下，试件I和试件Ⅱ的纵向应力最大值分别为14.6MPa和20.5MPa，在偏心轮载作用下，试件I和试件Ⅱ的纵向应力最大值分别为25.6MPa和30.9MPa。除了在焊栓接头中心线与U型肋的交线附近有差别外，两个试件纵向应力分布的规律大体一致。

（3）对称轮载和偏心轮载作用下两个试件面板下表面焊栓接头中心线上的主应力分布。共同特点是，当轮载靠近和离开圆弧缺口时，最大主应力基本上相同，当轮载离开圆弧缺口时，最小主应力比靠近圆弧缺口时稍大；当两种轮载正好压在圆弧缺口上面时，两个试件的最大主应力达到极值，且数值基本上相同，在对称轮载作用下，试件I和试件Ⅱ的最大主应力分别为47.3MPa和42.2MPa，在偏心轮载作用下，试件I和试件Ⅱ的最大主应力分别为71.6MPa和71.7MPa，但是在焊栓接头中心线的横向对应点上，试件I的最小主应力比试件Ⅱ的小，例如，当y＝150mm时，在对称轮载作用下，试件I和试件Ⅱ的最小主应力分别为-37.4MPa和-13.7MPa，在偏心轮载作用下，试件I和试件Ⅱ的最小主应力分别为-28.8MPa和-7.7MPa。不同的是，在偏心轮载作用下，两个试件的最大主应力比在对称轮载作用下的大，最小主应力比在对称轮载作用下的小。

（4）两个试件在两种轮载作用下的A，B，C三点的最大应力随轮载位置变化而变化的曲线。可以得出以下结论：

a．当轮载经过圆弧缺口时，A点的主应力以正为主，且对两个试件主应力的影响趋势相同，两个试件的最大主应力曲线几乎重合。

b．轮载位置对两个试件的主应力的影响趋势正好相反，即当轮载经过圆弧缺口时，试件I的主应力随着轮载的前进先变小，然后增大，试件Ⅱ则生好相反。但不管哪种情况，轮载位置对B点主应力的影响幅值都较小，在所计算的多种工况中，在对称轮载作用下，试件I的主应力的变化幅值不超过9.4MPa，试件Ⅱ的主应力的变

化幅值不超过12．4MPa，在偏心轮载作用下，试件I的主应力的变化幅值不超过ll.lMPa，试件Ⅱ的主应力的变化幅值不超过17.2MPa。

c．当轮载经过圆弧缺口时，对两个试件主应力的影响趋势相同，即都是先变小，再增大。在对称轮载作用下，C点的最大主应力为正，最小主应力为负，在偏心轮载作用下，最小主应力为负，最大主应力则先变为负，然后转为正，特别是试件Ⅱ，变化幅值较大，最大主应力变化幅值为29.OMPa，最小主应力变化幅值为36.7MPa。

变异性范文篇4

关键词手术室音乐心率变异性生理

Operting-theaterMusicHeartrateVariabilityPhysiology

1、临床资料

2、方法

3、结果

4.讨论

变异性范文篇5

【关键词】血压变异性；心率变异性；谱分析Preprocessingandspectralanalysisofarterialbloodpressuresignalsinconsciousrats【Abstract】AIM:Toapplypreprocessingandspectralanalysisofsystolicbloodpressureandheartratesignalsinconsciousratstoevaluatechangesincardiovascularregulatoryfunctioninducedbysimulatedweightlessness.METHODS:Thetailsuspended,hindlimbunloaded(HU)ratmodelwasusedtosimulatethecardiovasculareffectofmicrogravity.ApressuretransducerconnectedtoaPE50-PE10catheterwasinsertedviatherightfemoralarteryintotheposteriorabdominalaortainconsciousrats.Weappliedfirstderivativeandtemplatematchalgorithmtoobtainsystolicbloodpressurevariability(SBPV)dataformoriginalbloodpressuredata.PPtimeseriesextractedformtheSBPtimeserieswereusedtosubstitutethedataofRRtimeseries.SBPVdatawereanalyzedbyperiodogram.RESULTS:AnalgorithmoffirstderivativeandtemplatematchwassuitableforeffectivelyidentifyingSBPtimeseries.ThePPtimeseriescouldreplaceRRtimeseries.PowerspectrumofSBPV,estimatedbyperiodogramcouldbedividedinto3differentfrequencybands,verylowfrequency,lowfrequency,andhighfrequency.CONCLUSION:Periodogramisausefulmethodforbloodpressuredataprocessing,whichiseffectiveindetectingcardiovasculardysfunctioninconsciousratsaftera14dsimulatedmicrogravity,andmaybehelpfulforcardiovascularsignalanalysisinconsciousrats.【Keywords】bloodpressurevariability;heartratevariability;spectralanalysis【摘要】目的：研究模拟失重大鼠清醒状态下收缩压与心率变异性的信号预处理及谱分析方法.方法：以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对心血管的影响，通过股动脉插管术在清醒状态下进行血压记录.数据分析使用血压变异性检测算法获取收缩压变异性数据，并从中提取PP间期序列用以替代RR间期数据；使用周期图法对SBPV进行谱分析.结果：一阶导数阈值与模板匹配检测算法具有较高的检测准确率；从SBPV数据中提取的PP间期能够作为心电图RR间期的替代数据；通过对SBPV信号进行周期图谱估计可将血压波动信号分解为高频、低频与极低频三个不同频率范围的周期波动.结论：使用周期图谱估计能够较好揭示模拟失重大鼠血压变化的特征，在利用大鼠进行重力心血管研究中有一定应用价值.【关键词】血压变异性；心率变异性；谱分析【中图号】R743.30引言在心血管疾病及微重力心血管生理研究中，大鼠是最重要的实验动物之一.利用大鼠模型，可以进行从细胞、组织、器官到整体多个层次的观察［1-2］，但对其心率变异性（heartratevariability,HRV）与血压变异性（systolicbloodpressure,SBP）的分析工作则开展较晚［3］，且随后的相关报道也较少［4-5］.再者，模拟失重是否会引起大鼠HRV,BPV发生改变尚存在分歧［7］，需要采用不同方法予以澄清.因此，我们建立清醒大鼠血压信号的预处理方法，初步观察14d模拟失重是否可引起SBPV功率谱改变.1材料和方法1.1实验动物及实验设计实验动物为SpragueDawley雄性大鼠（220~280g，第四军医大学实验动物中心提供）.采用尾部悬吊后肢不荷重大鼠模型模拟失重对心血管功能的影响［8］，另设同步对照进行比较.第12日，以氯胺酮50mg/kg和地西泮5mg/kg静脉给药对两组大鼠进行麻醉.将PE50-PE10聚乙稀管从大鼠右侧股动脉插入腹主动脉后段，导管另一端从大鼠背部肩胛骨间皮肤穿出.随后将大鼠放回饲养笼，进行48h术后恢复.1.2清醒大鼠动脉血压信号获取大鼠被单独放置在记录笼中，将其背部露出的导管开口经PE50导管与压力传感器（StathammodelP23ID,GouldInstruments,USA）连接，传感器位于大鼠背部上方40cm处.压力传感器信号经由8导生理记录仪（RM6000,NihonKohden,Japan）的AP621G载波放大器进行放大，使用数据采集卡（DAQmxPCI6220,NI,USA）进行信号模数转换，采样频率为4kHz，采样精度为12位.1.3动脉血压信号的预处理信号处理主要由滤波、收缩压特征点识别及心率、血压变异性序列提取三个模块构成，①滤波:使用小波［9］去除人工噪声干扰并进行基线校正，小波基函数为harr，小波尺度为3；②特征点识别:应用一阶导数阈值与模板匹配的两级判定算法对血压信号进行波峰识别，计算SBP幅值与时刻；③变异性时间序列提取：以SBP间期（PP间期）的平均值为序列间距，以逐跳SBP峰值为序列幅值，作等间距表示得到收缩压变异性（systolicbloodpressurevariability,SBPV）信号序列.本实验未专门记录心电信号，以PP间期代表对应时刻的RR间期（其倒数即为瞬时心率）；以PP间期的均值作为序列间距，以PP间期大小作为幅值，由此得到HRV数据序列.1.4血压变异性信号的谱分析方法使用经典周期图法对SBPV信号进行谱估计［1-2］.首先，通过聚束（bunching）算法（128点做算术均值）［6］对大鼠血压数据进行平滑，降低采样数据中噪声干扰.其次，进行去除线性趋势项操作，消除极低频成分对功率谱的贡献.最后，使用周期图法对大鼠血压数据进行功率谱密度估计.大鼠血压信号的功率谱可大致划分为：极低频段（verylowfrequency,VLF：0.0～0.3Hz）、低频段（lowfrequency,LF：0.3～0.6Hz）及高频段(highfrequency,HF：1.4～1.7Hz）3个频带［6］.上述所有算法均使用Matlab(R13)语言编写，在DELLDimension5100计算机上进行计算.2结果2.1变异性信号提取从大鼠原始血压记录中提取变异信号的结果见图1.图1A，为一只对照大鼠2min的原始血压记录曲线；图1B，对原始血压数据进行收缩压检测得到的SBPV数据序列；图1C，对PP间期序列（从SBPV数据序列中提取）取倒数后得到瞬时HR时间序列.2.2SBPV常规谱分析大鼠SBPV信号2min的功率谱分析结果见图2.与对照组相比，14d模拟失重可使清醒大鼠的心率明显加快（图2B，E），血压值无明显改变（图2A，D），但反映交感对外周血管阻力调节的LF功率却是降低的（图2C，F）.图1从一只对照大鼠原始血压记录提取收缩压与瞬时心率时间序列的结果（略）图2对照与14d模拟失重大鼠SBPV常规谱比较（略）3讨论研究表明：一阶导数阈值与模板匹配的血压特征值检测算法能够较好地从原始血压数据中识别出逐次心跳的收缩压峰值，检测准确率高；从SBP数据中获取的PP间期可作为心电RR间期信号的替代数据，用于HRV信号的分析；通过对SBPV信号进行常规谱估计可揭示模拟失重大鼠外周阻力与心率控制的改变.但由于实验对象及实验设计的特殊性，在数据分析过程中，还应注意以下几点：①研究对象为自由活动清醒大鼠，易受外界环境干扰，实验过程中应控制环境避免外界噪声干扰；②进行收缩压峰值检测时，由于收缩压尖峰的形态常常被噪声污染，导致识别过程中存在漏检或误检现象.故应选用相应的信号处理方法降低噪声干扰，提高检测准确性；③使用谱分析处理数据时，要求待分析信号为各态遍历的平稳信号.由于人体心血管功能的时变特性，本质上讲SBPV数据为非平稳信号[1][2].再者，信号中的噪声干扰、波峰丢失均可使谱估计结果严重畸变.为解决这一问题，处理中常常选择相对平稳的1～4min数据进行短时程谱估计.鉴于生理过程的复杂性,要精确全面地描述其特征,目前尚没有那一种方法能够胜任,因此必须结合不同的分析工具.目前已有实验证实，心血管活动的调节有赖于不同控制机制的相互制衡，例如，行为改变、神经因素、压力反射及心脏节律等因素都可对其产生影响.这些调控机制的相互作用又导致了血压与心率的复杂波动，使其蕴涵某些非线性特征.因此，对比传统的时域及频域的分析方法，非线性的分析将为我们理解其机理提供更为全面的手段［1-2］.【参考文献】［1］张立藩.心率与血压的变异性:分析方法、生理意义及其应用［J］.生理科学进展,1996,27(4):295-300.［2］张立藩,王守岩,牛有国.心率与血压变异性的多变量、多维信号分析进展［J］.航天医学与医学工程,2002,13(3):157-162.［3］JapundzicN,GrichoisML,ZitounP,etal.Spectralanalysisofbloodpressureandheartrateinconsciousrats:effectsofautonomicblockers［J］.JAutonNervSyst,1990,30(2):91-100.［4］KuoTBJ,ShyrMH,ChanSHH.Simultaneous,continuous,onlineandrealtimespectralanalysisofmultiplephysiologicsignalsbyapersonalcomputerbasedalgorithm［J］.BiolSignals,1993,2(1):45-56.［5］CeruttiC,BarresC,PaultreC.Baroreflexmodulationofbloodpressureandheartratevariabilitiesinrats:assessmentbyspectralanalysis［J］.AmJPhysiol,1994,266(35):1993-2000.［6］KuoTBJ,ChanSHH.Continuous,online,realtimespectralanalysisofsystemarterialpressuresignals［J］.AmJPhysiol,1993,264(33):2208-2213.［7］FortratJO,SomodyL,GharibC.Autonomiccontrolofcardiovasculardynamicsduringweightlessness［J］.BrainResRev,1998,28(12):66-72.［8］MoreyHoltonER,GlobusRK.Hindlimbunloadingrodentmodel:technicalaspects［J］.JApplPhysiol,2002,92(4):1367-1377.［9］KadambeS,MurrayR,BoudreauxBartelsGF.WavelettransformbasedQRScomplexdector［J］.IEEETransBiomedEng,1999,46(7):838-848

变异性范文篇6

关键词：手术室音乐心率变异性生理

一、临床资料

二、方法

三、结果

四、讨论

4.1心率变异性特性心率变异性是指逐次心搏间期的微小差异，它产生于自主神经系统对心脏窦房结的调制，使得心搏间期一般存在几十毫秒的差异和波动。迄今已有大量研究揭示，HRV正常心血管系统稳态调节的重要控制，反映了心脏交感迷走神经活动的紧张性和均衡性。近年来，围术期心率变异性（HRV）的研究已开始得到关注，围术期创伤、应激等多种因素均可影响病人的自主神经系统，使HRV出现显著改变。HRV分析方法为深入了解围术期自主神经活性与均衡性的改变及其与各种因素的互动关系提供了一种新的定量测试手段。

4.3.1心率变异性测试结果分析从测得的各项指标进行分析，当病人听音乐后，血压无明显改变，心率逐渐减慢，LF、HF、LF+HF指标与听音乐前比较都显示有意义下降，说明交感和迷走神经活性，随着播放音乐时间的增加而逐渐降低，从而显示整个植物神经系统兴奋性减弱。由此可见，优美、动听的旋律，通过听觉产生美感，会使人产生安宁、愉悦的心情。在手术室紧张环境中应用音乐疗法，可缓和交感神经的过度紧张，促使感情、情绪镇静化。有利于稳定病人情绪和手术顺利进行。美国新泽西州一家医院新近的一项研究结果同样表明，给在外科候术室等待手术的病人播放他们喜爱的音乐，可有效地减轻其焦虑和紧张情绪。

日本东京女子医科大学日本心脏血压研究所曾报道，对47名进入ICU3-5d后出现心肌梗塞及不稳定心绞痛的患者进行音乐欣赏疗法。其采用植物神经活动和心率变化的频率数进行分析，其结果显示付交感神经活动指标的高频率成分在用音乐欣赏法后呈有意义上升，交感神经活动的低频率成分和高频成分的比值则有意义地下降。提示用音乐欣赏疗法可使交感神经活动系统活动减少，副交感神经系统活动增加。而我们测得的结果是高频成分和低频成分同时有意义下降，本组高低频均衡性指标无显著差异，更进一步说明整个植物神经系统兴奋性下降。wWw.gWyoO

变异性范文篇7

关键词手术室音乐心率变异性生理

Operting-theaterMusicHeartrateVariabilityPhysiology

1、临床资料

2、方法

3、结果

4.讨论

变异性范文篇8

【关键词】孕妇;步行;步态;胸部;骨盆;生物力学

ABSTRACT:fortablewalkingvelocity,amplitudesofpelvicandthoracicrotations,andtheircoordinationwerecomparedbetweenthetwogroups.ResultsComfortablewalkingvelocitywassignificantlyreduced.Therotationalamplitudesofpelvisandthoraxweresomewhatreduced,withsignificantlysmallerintraindividualstandarddeviations.AlsopelvisthoraxRelativeFourierPhasewasalittlesmaller;itsintraindividualstandarddeviationwassignificantlyreducedatvelocities≥1.06m/s.ConclusionThegeneralpatternofgaitkinematicsinpregnantwomenisverysimilartothatofnulligravidae.Pregnantwomenexperienceddifficultiesinrealizingtheharderantiphasepelvisthoraxcoordinationthatwasrequiredathigherwalkingvelocities.

KEYWORDS:pregnantwomen;walking;gait;pelvis;thorax;biomechanics

长期以来,人们一直认为妊娠影响孕妇的步态运动。Foti等研究发现,孕妇步行时跖屈的动量减少,髋关节外展的动量及骨盆的倾斜度均增加,骨盆的倾斜度的改变存在较大的个体差异[1]。Nagy等报道孕妇最舒适的步行速度显著性降低,亦存在较大的个体差异[2]。但Foti等认为这种变化并无统计学意义,并发现怀孕对步长或步周期长无显著性影响[1]。上述研究显示,孕妇的步态发生改变,但研究结果并不一致。大约25%患有妊娠相关骨盆痛的孕妇和5%产后患者需要就诊治疗,重症患者常常出现步行障碍[3]。对正常孕妇运动协调的研究可作为今后研究妊娠相关骨盆痛的步态运动的基础。笔者研究怀孕对步行时水平面上骨盆和胸廓运动协调的影响,以期有助于从生物力学的角度进一步了解妊娠相关骨盆痛患者的步态运动。

1对象与方法

1.1对象选取年龄20～45周岁的健康未孕妇女(对照组)和健康孕妇(孕妇组)作为观察对象。对照组13例,年龄中位数27岁(22～36岁),体质量中位数75kg(45～95kg),身高中位数172cm(157～190cm);孕妇组12例,年龄中位数32岁(30～38岁),体质量中位数76.5kg(67.5～89kg),身高中位数172cm(162～180cm)。

1.2方法

1.2.1仪器步行仪(BiostarGiant,荷兰AlmereBiometrico公司);三维运动捕捉系统(Optotrak,加拿大NDI公司)。

1.2.2方法受试者以不同速度在步行仪上行走。骨盆、胸廓和足部的运动由三维运动捕捉系统光学镜头拍摄记录。2组光学镜头位于受试者的身后。在受试者的胸背部第6胸椎棘突的位置和骶骨两髂后上棘之间各有一轻金属架,用尼龙束带将金属架固定其上,金属架上有3个可发红外光装置,构成一个刚体。为了捕获步行时足跟着地和足趾离地时的瞬间,在每侧足跟和第五跖趾关节处各安装一可发出红外线的装置。实验装置见图1[4]。实验开始时先让受试者在步行仪上行走3～5min,接着步行速度从0.17m/s每间隔1～2min增加0.11m/s,至1.72m/s。步行过程中,测试受试者最舒适步行速度和最大步行速度。每个速度下的数据采集共30s,抽样频率为100Hz。

图1测量步行时胸廓和骨盆运动的实验装置（略）

Fig1Experimentalsetupformeasuringthethoracicandpelvicmovementsduringwalking

1.2.3指标胸廓和骨盆的刚体在空间的运动代表各自的三维运动。设定刚体x、y、z轴的正方向为人体解剖位的前、上、左方位。通过计算xy象限上的反正切角度得出骨盆和胸廓在水平面上旋转角度的时序。骨盆和胸廓的旋转运动幅度(rotationalamplitude,RA)是从各自的运动时序上确定每一个步周期内最大与最小的角度差的绝对值。躯干的旋转运动时序是将骨盆运动时序与胸廓的运动时序相减而生成。在每一速度下对骨盆、胸廓和躯干的所有步周期的RA进行计算,取均值,分别确定为骨盆、胸廓和躯干的RA,并计算各自标准差。

应用快速离散傅立叶变换计算公式计算出每个运动时序的连续傅立叶相的时序。骨盆和胸廓的傅立叶相差时序是由胸廓的傅立叶相时序与骨盆的傅立叶相时序相减而产生。运用圆周统计学计算出骨盆和胸廓运动的傅立叶相差(relativefourierphase,RFP)及其个体内标准差。若RFP为0,表示同相协调运动;若RFP为180°,则表示反相协调运动。

1.3统计学处理应用SPSS10.0软件,采用方差检验,P<0.05为差别有统计学意义。

2结果

2.1步行速度正常孕妇的最舒适步行速度中位数1.06m/s(0.72～1.28)m/s,对照组为1.17m/s(0.83～1.50)m/s,2组比较差别有统计学意义(P<0.05)。

2.2骨盆和胸廓RA及其个体内标准差骨盆RA先是随着步行速度的增加(0.94～1.06m/s)而逐渐减小,然后随着步行速度的增加而逐渐增加(图2A)。孕妇组和对照组骨盆RA分别为(9.1±福建医科大学学报2008年5月第42卷第3期吴文华等：正常孕妇步行时骨盆与胸廓水平面的旋转运动3.5)°和(7.7±3.2)°,其速度效应差别有统计学意义(P<0.05)。孕妇骨盆RA的个体内标准差较对照组减少(P<0.05),孕妇组和对照组的值分别为(1.3±0.4)°和(1.6±0.5)°(表1)。

图2对照组和孕妇组在不同步行速度下各部位的旋转运动幅度（略）

Fig2Rotationalamplitudesofthepelvis,thethoraxandthetrunkduringgaitatdifferentwalkingvelocitiesofthecontrolsubjectsandthehealthypregnantwomen

表1各变量的速度效应和组别效应（略）

Tab1Theeffectsofvelocityandgrouponthevariables(repeatedmeasuresANOVAs)

胸廓RA基本维持稳定而变化不大直至步行速度增至0.8m/s时,然后随着步行速度的递增而渐减少(图2B)。经方差检验,速度的效应差别有统计学意义(P<0.05)。孕妇胸廓RA的个体内标准差比对照组减少(P<0.05)。孕妇组和对照组的均值分别为1.2°和1.7°,其速度效应差别有统计学意义(P<0.05)。

躯干RA是随着行步速度的增加而递增的(图2C),孕妇的躯干RA较对照组约小1°,其速度效应有统计学意义(P<0.05),孕妇躯干RA的个体内标准差较对照组小(P<0.05),孕妇组和对照组的值分别为(0.7±0.3)°和(1.0±0.4)°,其速度效应有统计学意义(P<0.05)。在最舒适的步行速度下,孕妇骨盆和躯干RA较对照组小(P<0.05)。

2.3RFP及其个体内标准差

图3对照组和孕妇组在不同步行速度下的傅立叶相差及其个体内的标准差（略）

Fig3Relativefourierphaseanditsintraindividualstandarddeviationbetweentransversepelvicandthoracicrotationsatdifferentwalkingvelocitiesofthecontrolsubjectsandthehealthypregnantwomen

2组RFP均随着速度的增加而增加(图3A),呈一条S形曲线,在速度为0.83,1.17m/s的区域内最为陡峭。孕妇的RFP较对照组小7°。其步行速度效应有统计学的意义(P<0.05)。RFP的个体内的标准差与速度的关系有点不规则(图3B),随着速度的递增而增加,直至速度到达0.94～1.17m/s;接着是一个平台或稍有点下降,在最舒适的步行速度时,达到最高值。孕妇的RFP的个体内标准差较对照组小(P<0.05),其速度效应差别有统计学意义(P<0.05)。

孕妇的孕周数与RFP的个体内标准差相关系数为－0.68,差别有统计学意义(P<0.05)。在最舒适的步行速度下,孕妇的RFP及其个体内标准差均比对照组小(P<0.05)。

3讨论

3.1总体上孕妇的步态运动正常在2组中,速度对RA、骨盆胸廓RFP及其个体内的标准差的影响相似(图2～3),由此得出结论,孕妇的步态运动从总体上讲是正常的。怀孕和行走本身就具有高度的相容性,从进化学的角度而言,这并不难理解[5]。尽管如此,孕妇的最舒适的步行速度明显的下降,RA变小,尤其是在最舒适的速度下骨盆和躯干RA的减少具有显著性差异。他们的个体内标准差减少,具有统计学意义。骨盆和胸廓RFP变小,在最舒适的速度下具有显著性差异,其个体内标准差变小,在快速行走的速度下(≥1.06m/s),这种差别有统计学意义。孕周数与此个体内的标准差呈显著性负相关。孕妇必须适应怀孕的改变,比如体质量的增加。本研究揭示在孕妇身上发生了轻微但是连贯一致的运动学变化,这点与以往文献报道的有所不同[12]。

3.2孕妇骨盆胸廓旋转运动的RFP孕妇选择在低速下步行不能用节约能量的观点来解释,因为当步行速度低于(或高于)最舒适的速度时,须消耗更多的能量[5]。尽管如此,低速行走获得了更多时间来对微扰进行反应[6],这也许是孕妇由于额外的载荷或本体觉受干扰而选择低速行走的原因,目的是为了避免出现快速步行时的运动协调模式。

本研究表明,未怀孕妇女的最舒适步行速度出现在RFP的曲线上的平台起始段,而孕妇最舒适步行速度则是出现在曲线陡坡的半山腰处,此时2组间的RFP的差值为44°。当孕妇快速步行时,RFP值较高,但其变异性很小,这提示了对孕妇而言,完成大的RFP的步态是有困难的,这种现象同样发生在背着负荷的受试者、慢性下腰痛患者、妊娠相关骨盆痛产后的患者[4,78]。出现较小RFP的步态运动可以由许多种不同的限制性因素造成,妊娠便是其中之一。

比较骨盆、胸廓和躯干旋转运动的个体内标准差,他们的平均值分别为1.25°,1.29°和0.66°。如果骨盆和胸廓的旋转运动的控制是相互独立的话;而实际上,它的值小得多。因此,骨盆和胸廓的旋转运动似乎是同时受到控制的,虽然躯干的旋转运动在快速行走的协调方面不是一个“必须的变量”[9],因为躯干的旋转缺乏时间维。显然,RFP是和时间变量有关,它也许是快速步行时的必须变量,以确保快速行走时骨盆的旋转运动必须被胸廓的反向旋转运动所平衡[10]。就孕妇的步态而言,快速行走时骨盆和胸廓的惯性冲量将会增加,这也许是孕妇无法实现大的RFP步态运动的原因。

3.3孕妇步态运动的变异性自从Bernstein引入了“探索变异性”以来,对运动的变异性研究渐渐兴起。运动的变异性常常被认为是具有功能性,才有可能有灵活性、适应性;然而变异性会消耗能量及增加损伤的可能性,因此变异性的功能性必须看是针对何种情形而言[1114]。

一个较为奇怪的现象是骨盆与胸廓间的RFP的个体内的变异的最大值在非常靠近最舒适步行速度的地方出现。Masani等人发现地面作用力的变异在最舒适步行速度时最小[15],也许在最舒适的速度下,身体重心的垂直运动是必须的变量,而在水平面上的骨盆和胸廓间的RFP在快速步行时则变成是必须的变量。撇开RFP的变异性是如何发挥作用的,在怀孕期间,尤其在怀孕晚期,RFP的变异性是如何在最舒适步行速度下增加并且在快速行走时减少有待于进一步研究。

笔者认为,正常孕妇的步态运动学特征与未怀孕的妇女相似。尽管如此,2组间存在着许多细微的差别。孕妇的最舒适步行速度较对照组显著性下降。骨盆、胸廓和躯干的RA较对照组小。他们的个体内的标准差则较对照组低。在最舒适步行速度下,骨盆和躯干的RA较对照组小。孕妇组的RFP较对照组小,在速度≥1.06m/s,个体内的标准差呈显著性减少,尤其是在怀孕晚期表现更为明显。

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变异性范文篇9

关键词：碳纤维钢纤维混凝土疲劳损伤

近几年来，纤维混凝土已广泛应用于对抗疲劳、抗震和抗冲击等有较高要求的土木工程领域，这些工程在其服役期内通常承受随机或周期性反复荷载的作用，因此，研究纤维混凝土在不同加载应力水平下的疲劳寿命、能量吸收和疲劳累积损伤特性是极其重要的，它是建立纤维混凝土疲劳累积损伤理论和正确估算结构剩余疲劳寿命等工作的基础。过去关于素混凝土及钢纤维混凝土疲劳特性的研究较多[1～4]，但关于碳纤维混凝土疲劳特性的研究未见报道。本文对碳纤维和钢纤维增强混凝土的疲劳特性作了对比试验，重点研究了碳纤维掺量、加载应力水平对疲劳寿命、能量吸收值及疲劳累积损伤变量的影响规律。研究表明：钢纤维和碳纤维混凝土均具有良好的抗疲劳特性，钢纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土的7.9～13.7倍，能量吸收是素混凝土7.4～14.5倍，碳纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土2.1～9.3倍，能量吸收是素混凝土1.53～4.2倍；与高应力水平相比，纤维混凝土在较低应力水平下的疲劳寿命、能量吸收均有明显增大的趋势。

1试验过程

表1纤维混凝土力学性能

--------------------------------------------------------------------------------

试件编号

纤维体积率(%)

轴心抗压强度/MPa

弹性模量/GPa

--------------------------------------------------------------------------------

0.00

20.8

14.96

CF1

0.10

21.0

12.43

CF2

0.20

21.9

12.97

CF3

0.25

22.5

13.42

1.0

20.9

20.10

SK1

1.2

21.1

22.40

SK2

1.6

22.9

23.71

SK3

2.0

23.4

24.01

--------------------------------------------------------------------------------

1.1试件试验所用材料及混凝土配合比见文献[5]。棱柱体试件尺寸为100mm×100mm×300mm，各类试件个数均为6个，纤维混凝土力学性能列于表1，表中C代表素混凝土，CF1～CF3代表碳纤维混凝土，SE代表E型钢纤维混凝土，SK1～SK3代表K型钢纤维混凝土。

1.2静载试验在作疲劳试验前先作了静载抗压试验，以确定试件破坏时的最大荷载。试件室内自然养护45d后作试验。由于试件数量较多，试验持续时间达9d，为了取得较精确的静载轴心抗压强度，用以下方法来测算疲劳试验时任意一天的轴心抗压强度，并以此来确定疲劳试验中的应力水平。

试验开始的当天，测一组试件的轴心抗压强度，试验过程中每隔3d测一组轴心抗压强度，代入下式[4]确定A、B常数。

fc,t=Alogt+B

(1)

式中：fc,t为龄期t天时的轴心抗压强度。利用式(1)可求得任意给定一天的轴心抗压强度。

1.3疲劳试验装置及试验过程整个试验在德国生产的电液伺服系统试验机上完成，疲劳加载按恒力控制，加载波为正弦波，频率为0.5Hz.为了避免加载过程中出现非接触情况，试件上保持了0.05Fmax的最小压力(Fmax为静载试验时的最大荷载).测试系统由试验机自带的位移计、压力传感器、动态应变仪和x-y函数记录仪组成，同时用计算机自动采集系统记录和显示数据。记录仪记录了疲劳过程中的荷载-位移曲线。加载应力水平τ等于疲劳荷载与静载轴心抗压强度的比值，本试验τ分别取0.70、0.80、0.90和0.95.

2试验结果及分析

2.1疲劳试验结果

2.1.1疲劳寿命素混凝土、碳纤维及钢纤维混凝土在4种不同应力水平下的疲劳寿命列于表2.

表2纤维混凝土抗压疲劳寿命

--------------------------------------------------------------------------------

试件

--------------------------------------------------------------------------------

CF1

CF2

CF3

SK1

SK2

SK3

--------------------------------------------------------------------------------

0.70

平均值

191

1600

1788

1874

2270

2393

2421

2625

变异性δ

0.15

0.08

0.09

0.07

0.10

0.09

0.08

0.80

平均值

258

333

342

562

634

734

777

变异性δ

0.15

0.01

0.07

0.11

0.19

0.03

0.11

0.08

0.90

平均值

103

117

187

192

200

179

变异性δ

0.22

0.13

0.12

0.15

0.12

0.11

0.14

0.95

平均值

103

115

121

124

变异性δ

0.21

0.20

0.21

0.20

0.24

0.10

0.18

0.24

--------------------------------------------------------------------------------

由表2可见，随着加载应力水平的提高，纤维混凝土的疲劳寿命减少，纤维体积率增加时，疲劳寿命增大。钢纤维混凝土的疲劳寿命是碳纤维混凝土的1.6～6.5倍。试件SE与SK1中纤维体积率接近，两种钢纤维均能均匀地分布于混凝土中，施工性良好。但是，带钩的K型钢丝纤维的疲劳寿命高于E型剪切类钢纤维。

在较低应力水平下，纤维混凝土的疲劳寿命高，但当τ≥0.80时，疲劳寿命明显降低。试验时清晰地观察到：当应力水平较低时(如图1(a)所示)，在循环初期，试件表面的可视裂纹少而短，循环次数增加，已有裂纹不再继续增长或增长十分缓慢，随着循环次数的进一步增加，新生疲劳裂纹不断萌生和扩展，最后，已有裂纹与新生裂纹共同向前扩展，并相互贯通，形成一条通缝，导致试件破坏。从试件内部损伤机制看，在低应力水平下，疲劳裂纹端部的应力集度小于纤维的阻力，纤维阻止了裂纹的扩展，要使裂纹通过钢纤维或高强碳纤维，就需增加循环次数，促使疲劳裂纹的扩展与贯通。在较高应力水平，如τ≥0.80时，循环初期，试件表面可视裂纹多而粗，当循环次数增加时，已有裂纹不断扩展，新裂纹逐渐萌生和扩展，最后两种裂纹在疲劳荷载作用下，相互搭接和贯通，导致试件破坏(如图1(b)所示).从试件内部损伤机制看，较高应力水平下，混凝土基体中裂纹端部的应力集度大于纤维的阻力，裂纹进一步扩展，累积损伤增大，疲劳寿命减少。

碳纤维混凝土疲劳寿命与应力水平、纤维体积率的关系如图2所示，图中纵坐标为碳纤维混凝土疲劳寿命与素混凝土的比值。在不同的应力水平下，碳纤维对混凝土疲劳寿命的提高幅度不同。但是，随着碳纤维体积率的增大，碳纤维混凝土的疲劳寿命基本上按线性规律增加，即

图1疲劳裂纹扩展过程示意

Ncf/Nc=a+bνcf

(2)

式中：νcf为碳纤维体积率，单位为(‰)，下同；Ncf为碳纤维混凝土的疲劳寿命；Nc为素混凝土的疲劳寿命。应力水平不同，则a、b系数不同。当τ=0.70时，a=7.62,b=0.78;τ=0.80时，a=2.40,b=0.80;τ=0.90时，a=1.98,b=0.73;τ=0.95时，a=1.21,b=0.33.这表明碳纤维混凝土的疲劳寿命与应力水平密切相关，当应力水平τ由0.70升为0.80时，碳纤维混凝土疲劳寿命与素混凝土疲劳寿命的比值明显减小。

图2碳纤维混凝土相对疲劳寿命与纤维体积率的关系曲线

2.1.2能量吸收试件在疲劳荷载作用下荷载-位移曲线下的面积为其所吸收的能量值，用J表示。当试件破坏时，荷载-位移曲线下的面积为疲劳过程中所吸收的总能量，用Jtot表示，总能量吸收值列于表3.

表3纤维混凝土所吸收的总能量(单位：N·m)

--------------------------------------------------------------------------------

试件

--------------------------------------------------------------------------------

CF1

CF2

CF3

SK1

SK2

SK3

--------------------------------------------------------------------------------

0.70

平均值

1273

4758

5081

5326

12793

14837

16069

18416

变异性δ

0.07

0.04

0.03

0.02

0.08

0.04

0.03

0.034

0.80

平均值

709

1454

1503

1609

3653

4489

5488

5637

变异性δ

0.03

0.06

0.10

0.03

0.16

0.05

0.06

0.90

平均值

393

603

804

919

2002

2325

2372

3221

变异性δ

0.14

0.12

0.17

0.08

0.05

0.14

0.12

0.06

0.95

平均值

224

344

367

392

1200

1461

1657

1658

变异性δ

0.17

0.15

0.11

0.13

0.06

0.23

0.18

0.09

--------------------------------------------------------------------------------

纤维混凝土试件在疲劳过程中裂纹扩展、纤维的脱粘与拔出等都需吸收能量，总的能量吸收与疲劳寿命、纤维体积率、应力水平以及损伤发展密切相关。与高应力水平相比，在较低的应力水平下，疲劳裂纹短而且少，纤维与基体间有良好的粘结力，纤维延缓了裂纹的扩展，增大了基体的疲劳寿命、可恢复变形和能量吸收值，试件能吸收更多的能量。当应力水平提高时，砂浆体中产生更多的裂纹，消弱了纤维对裂纹的阻滞作用，裂纹扩展速率和不可逆变形增大，疲劳寿命和能量吸收值减少。钢纤维与碳纤维的弹性模量接近，但钢纤维混凝土在疲劳过程中吸收的能量值大于碳纤维混凝土，这是由于钢纤维两端带钩，增加了钢纤维与基体间的摩擦力，在钢纤维被拔出的过程中即钢纤维混凝土的破坏阶段所吸收的能量大于碳纤维混凝土。钢纤维更有利于提高混凝土的耗能性能。

2.2疲劳累积损伤规律试件内部的损伤演化与能量吸收密切相关。从能量吸收的角度定义损伤变量D为：

D=J/Jtot

(3)

图3为试件能量吸收相对值或损伤变量D与循环次数比的关系曲线。由图可见，纤维混凝土的累积损伤为非线性损伤，用Miner线性损伤准则计算纤维混凝土结构的剩余寿命偏于保守，加载应力水平对于能量吸收或损伤演化有影响。纤维混凝土材料的能量吸收或累积损伤发展大致分为三个阶段：第一阶段，循环初期，n/N≤0.15时，能量吸收较快，由于材料的弹性变形在吸收能量，但损伤变形发展较慢，因此该阶段用能量吸收值来估算累积损伤不够准确；第二阶段，0.2≤n/N≤0.85，材料处于能量吸收或损伤演化的稳定发展阶段，能量吸收或累积损伤与循环次数基本呈线性增长规律，试件所吸收的能量用于裂纹萌生、稳定扩展和纤维的脱粘等，能量吸收反映了累积损伤发展规律；第三阶段，n/N＞0.85，处于能量吸收或累积损伤的快速发展阶段，试件中的裂纹由稳定扩展变为非稳定扩展，裂纹扩展速率加快，纤维不断被拔出，当纤维被拔出后，试件完全丧失承载力。

图3纤维混凝土能量吸收比与循环比的关系曲线

图3中，纤维混凝土的累积损伤发展与应力水平及纤维掺量有关，经统计分析得到碳纤维混凝土累积损伤变量Dcf以及钢纤维混凝土累积损伤变量Ds分别为：

Dcf=J/Jtot=(n/N)1-(3.1+1.7νcf)log(0.9τ)

(4)

Ds=J/Jtot=(n/N)1-(3.1+2.4νsfl/d)log(0.9τ)

(5)

式中：τ为应力水平，τ≥0.70；n/N为循环比。

摘要：本文研究了素混凝土、碳纤维混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理，试验研究了碳纤维、不同品种钢纤维、纤维掺量、加载应力水平对于疲劳寿命及能量吸收的影响规律，探讨了疲劳累积损伤特性。研究表明：在较低的应力水平下纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大。

关键词：碳纤维钢纤维混凝土疲劳损伤

1试验过程

表1纤维混凝土力学性能

--------------------------------------------------------------------------------

试件编号

纤维体积率(%)

轴心抗压强度/MPa

弹性模量/GPa

--------------------------------------------------------------------------------

0.00

20.8

14.96

CF1

0.10

21.0

12.43

CF2

0.20

21.9

12.97

CF3

0.25

22.5

13.42

1.0

20.9

20.10

SK1

1.2

21.1

22.40

SK2

1.6

22.9

23.71

SK3

2.0

23.4

24.01

--------------------------------------------------------------------------------

试验开始的当天，测一组试件的轴心抗压强度，试验过程中每隔3d测一组轴心抗压强度，代入下式[4]确定A、B常数。

fc,t=Alogt+B

(1)

式中：fc,t为龄期t天时的轴心抗压强度。利用式(1)可求得任意给定一天的轴心抗压强度。

2试验结果及分析

2.1疲劳试验结果

2.1.1疲劳寿命素混凝土、碳纤维及钢纤维混凝土在4种不同应力水平下的疲劳寿命列于表2.

表2纤维混凝土抗压疲劳寿命

--------------------------------------------------------------------------------

试件

--------------------------------------------------------------------------------

CF1

CF2

CF3

SK1

SK2

SK3

--------------------------------------------------------------------------------

0.70

平均值

191

1600

1788

1874

2270

2393

2421

2625

变异性δ

0.15

0.08

0.09

0.07

0.10

0.09

0.08

0.80

平均值

258

333

342

562

634

734

777

变异性δ

0.15

0.01

0.07

0.11

0.19

0.03

0.11

0.08

0.90

平均值

103

117

187

192

200

179

变异性δ

0.22

0.13

0.12

0.15

0.12

0.11

0.14

0.95

平均值

103

115

121

124

变异性δ

0.21

0.20

0.21

0.20

0.24

0.10

0.18

0.24

--------------------------------------------------------------------------------

图1疲劳裂纹扩展过程示意

Ncf/Nc=a+bνcf

(2)

图2碳纤维混凝土相对疲劳寿命与纤维体积率的关系曲线

表3纤维混凝土所吸收的总能量(单位：N·m)

--------------------------------------------------------------------------------

试件

--------------------------------------------------------------------------------

CF1

CF2

CF3

SK1

SK2

SK3

--------------------------------------------------------------------------------

0.70

平均值

1273

4758

5081

5326

12793

14837

16069

18416

变异性δ

0.07

0.04

0.03

0.02

0.08

0.04

0.03

0.034

0.80

平均值

709

1454

1503

1609

3653

4489

5488

5637

变异性δ

0.03

0.06

0.10

0.03

0.16

0.05

0.06

0.90

平均值

393

603

804

919

2002

2325

2372

3221

变异性δ

0.14

0.12

0.17

0.08

0.05

0.14

0.12

0.06

0.95

平均值

224

344

367

392

1200

1461

1657

1658

变异性δ

0.17

0.15

0.11

0.13

0.06

0.23

0.18

0.09

--------------------------------------------------------------------------------

2.2疲劳累积损伤规律试件内部的损伤演化与能量吸收密切相关。从能量吸收的角度定义损伤变量D为：

D=J/Jtot

(3)

图3纤维混凝土能量吸收比与循环比的关系曲线

Dcf=J/Jtot=(n/N)1-(3.1+1.7νcf)log(0.9τ)

(4)

Ds=J/Jtot=(n/N)1-(3.1+2.4νsfl/d)log(0.9τ)

(5)

式中：τ为应力水平，τ≥0.70；n/N为循环比。

3结论

(1)在对纤维混凝土进行疲劳设计和疲劳强度分析时，应考虑应力水平对疲劳寿命及能量吸收的影响。纤维混凝土在较低应力水平下的疲劳寿命和能量吸收比高应力水平时有明显的增大趋势。当应力水平大于或等于破坏荷载的80%时，纤维混凝土的疲劳寿命和能量吸收明显降低；纤维在较低应力水平下表现出很强的阻滞作用，延缓了混凝土基体的损伤发展。(2)当钢纤维体积率为1.0%～2.0%，碳纤维体积率为1.0‰～2.5‰时，钢纤维混凝土的疲劳寿命是碳纤维混凝土的1.6～6.5倍，能量吸收是碳纤维混凝土的3.9～4.8倍。(3)试件在疲劳过程中所吸收能量的相对值，较真实地反映了钢纤维和碳纤维混凝土的非线性疲劳累积损伤过程，用Miner线性累积损伤理论计算纤维混凝土的疲劳累积损伤偏于保守。

参考文献：

[1]ByongYB,Cheng-TzuTH.PropertiesofSteelFiberReinforcedConcreteunderCyclicLoading[J]。ACIMaterialsJ.,1998,95(2).

[2]HsuTC.FatigueandMicrocrackingofConcrete[J]。RILEM,MaterialsandStructures,1984,17(97).

[3]孙伟，高建明。路用钢纤维混凝土抗折疲劳特性研究[J]。东南大学学报，1993，21(2).

[4]鞠杨，樊承谋。钢纤维混凝土轴压疲劳性能研究[A]。第五届全国纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文'''');">论文集[C]。广州：广东科技出版社，1994.

变异性范文篇10

[关键词]审计证据数量；重要性，审计风险，抽样风险，预计总体误差

审计证据是指注册会计师为了得出审计结论、形成审计意见而使用的所有信息，包括财务报表依据的会计记录中含有的信息和其他信息。独立审计准则规定，注册会计师应当获取充分、适当的审计证据，以得出合理的审计结论，作为形成审计意见的基础。在审计理论与实务中，诸多方面影响着审计证据的充分性，也影响着审计证据的数量。本文利用图表形式，对审计证据的影响因素进行了直观分析，旨在提高对审计证据数量影响因素的感性认识。

一、重要性对审计证据数量的影响

如果一项错报单独或连同其他错报影响财务报表使用者依据财务报表作出的经济决策，则该项错报是重大的，即影响报表使用者作出判断和决策的错报程度就是重要性水平。根据独立审计准则，注册会计师应当对各类交易、账户余额、列报认定层次的重要性进行评估，以有助于确定进一步审计程序的性质、时间和范围，收集审计证据，将审计风险降至可接受的低水平。由此可见，重要性水平影响收集审计证据的范围，从而影响审计证据的数量。

各类交易、账户余额、列报认定层次的重要性水平也称为“可容忍错报”。它是在不导致财务报表存在重大错报的情况下，注册会计师对各类交易、账户余额、列报确定的可接受的最大错报。重要性水平与审计证据之间的关系可以转化成可容忍错报与审计证据之间的关系。

在抽样审计中，可容忍错报与样本量即审计证据数量之间成反向变动关系:可容忍错报越大，样本量越小；可容忍错报越小，样本量越大。而样本量越小，审计证据越少；样本量越大，审计证据越多。因此，可得出推论:在计划审计阶段，重要性水平越高，审计证据越少；重要性水平越低，审计证据越多。这里所指的重要性水平是指重要性的数量特征，即20000元的重要性水平比10000元的错报重要性水平高。而为合理保证存货账户的错报或漏报不超过10000元所需收集的审计证据，比为了合理保证该账户错报或漏报不超过20000元所需收集的审计证据要多。

二、审计风险对审计证据的影响

审计风险是指财务报表存在重大错报而注册会计师发表不恰当审计意见的可能性。根据独立审计准则，审计风险取决于重大错报风险和检查风险，审计风险模型可以表述为:

审计风险=重大错报风险×检查风险

该式表明，在可接受的审计风险水平下，可接受的检查风险水平与认定层次重大错报风险的评估结果成反向关系:评估的重大错报风险越高，可接受的检查风险越低；评估的重大错报风险越低，计划的、可接受的检查风险越高。当可接受的审计风险水平一定时，三者之间的关系可以表示为:

检查风险=审计风险/重大错报风险

也就是说，注册会计师应当评估认定层次的重大错报风险，并根据既定的审计风险水平和评估的认定层次重大错报风险确定可接受的检查风险水平，从而设计审计程序，收集审计证据。公务员之家

这一关系式从表面看，解释的是审计风险与检查风险之间的关系，其实质却是审计风险与审计证据之间的关系:在既定的、可接受的审计风险前提下，重大错报风险越大，可接受的检查风险越小，会计报表中的重大错报未被审计师发现的可能性越低，审计范围越大，需要的审计证据越多；重大错报风险越小，可接受的检查风险越大，会计报表中错报未被审计师发现的可能性越高，审计范围越小，需要的审计证据越少。也就是说，审计风险与审计证据数量之间成同向变动关系:审计风险越高，所需证据的数量越多；审计风险越低，所需证据的数量越少。

三、审计风险、重要性对审计证据的动态影响

(一)三者问的关系

根据独立审计准则，重要性水平与审计风险之间成反向变动关系，由上述分析已知，重要性水平与审计证据数量之间成反向变动关系，审计风险与审计证据之间呈现同向变动关系。

(二)评价审计结果时，重要性和审计风险对审计证据的影响

随着审计过程的推进，注册会计师应当评价对重要性的判断是否仍然合理，从而确定是否面临过高的审计

风险，审计证据的数量是否满足了充分性要求。

在确定审计程序后，如果注册会计师确定接受的重要性水平接近计划阶段重要性水平，则意味着初始重要性水平确定适当，审计风险控制适当，审计证据数量适当。

如果注册会计师决定接受更高的重要性水平，则意味着注册会计师对于初始重要性水平的估计过于保守，注册会计师执行了过多的审计程序，收集了超过充分性最低数量要求的审计证据，虽不影响审计效果，但影响了审计效率。

如果注册会计师决定接受更低的重要性水平，例如初步评估的重要性水平为20000元，而再次评估的重要性水平为10000元，则意味着随着注册会计师对被审单位了解的深入，对被审单位的会计报表各个层次的重要性水平做出了重新估计。此时注册会计师认为，10000元的错报就会影响会计报表使用者的决策，而原来按照重要性水平为20000元所设计的审计程序没有收集10000元~20000元之间的错报。此时较低的重要性水平使得重大锚报风险水平提高，注册会计师实际面临的审计风险水平超过了可接受的审计风险水平，这就使得注册会计师发表不恰当审计意见的可能性增加。此时，根据初步评估的重大错报风险设计的审计程序将不再适用。注册会计师应当选用下列方法收集更多的审计证据，从而将审计风险降至可接受的低水平:

1如有可能，通过扩大控制测试范围或实施追加的控制测试，降低评估的重大错报风险，并支持降低后的重大错报风险水平。

2通过修改计划实施的实质性程序的性质、时间和范围，降低检查风险。

四、抽样风险与非抽样风险对审计证据数量的影响

抽样风险是指注册会计师根据样本得出结论和对总体项目实施同样的审计程序得出的结论存在差异的可能性，也就是样本不能够代表总体特征的可能性。例如抽样风险为10%，则意味着即使注册会计师遵循了独立审计准则对样本进行审计，其结论也不代表总体特征的可能性为10%。

非抽样风险是指由于某些同样本规模无关的因素而导致注册会计师得出错误结论的可能性。例如注册会计师选择的总体不适合审计目标，未能适当定义误差或错报，选择了不适于实现特定目标的审计程序，未能适当评价审计发现的情况等等原因所导致的未能发现重大错报或控制失败。注册会计师可以通过采用适当的质量控制政策和程序，对审计工作进行适当的指导、监督和复核以及实务的改进，将非抽样风险降至可接受的低水平。

抽样风险与非抽样风险共同构成审计风险，即:抽样风险+非抽样风险=审计风险

注册会计师若想要求样本代表总体特征的可能性越大，即抽样风险越小，则样本规模必然越大；样本规模越小，代表总体的可能性越小。即抽样风险越大。也就是说，抽样风险和审计证据数量之间呈现的是反向变动关系。

审计风险由抽样风险和非抽样风险共同构成。非抽样风险不受审计方式的影响，不随样本规模而发生变化，无论注册会计师采用抽样审计还是非抽样审计，非抽样风险都客观存在。而抽样风险随着样本规模的增加而逐步减小。在非抽样风险一定的前提下，注册会计师愿意接受的抽样风险越低，可接受的审计风险要求越低，样本规模通常越大，审计证据数量越多；而注册会计师愿意接受的抽样风险越高，可接受的审计风险要求越高，样本规模越小，审计证据数量越少。当样本规模等于总体时，即在N点处，也即详细审计时，抽样风险为零，审计风险全部由非抽样风险所构成。

五、预计总体误差对审计证据的影响

抽样审计中，预计总体误差即注册会计师预期在审计过程中发现的误差。其他条件既定的前提下，预计总体误差越大，可容忍误差也应当越大；预计总体误差越小，可容忍误差也应当越小。在既定的可容忍误差下，当预计总体误差增加时，所需的样本规模越大。也就是说，此时预计总体误差与审计证据数量之间成同向变动

六、总体变异性对审计证据数量的影响

总体变异性是指总体的某一特征(如金额)在各项目之间的差异程度。控制测试中，注册会计师在确定样本规模时一般不考虑总体变异性。在细节测试时，注册会计师确定样本规模时要考虑特征的变异性。总体的变异性越低，通常样本规模越小；具有高度变异性的总体，样本规模越大。也就是说，在细节测试中，总体的变异性与审计证据数量成同向变动关系:总体各项目之间差异越显著，样本规模就越大；反之，越小。

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