南昌大学学报(理科版)|| 2026年第1期

基于能量法的钢绞线弹性模量及其有限元验证

单立搏，肖奉英，张志炫，张世洋，黄模佳*

（南昌大学工程力学实验中心）

摘要：钢绞线在斜拉索、预应力混凝土以及空间网架结构等工程中应用广泛。给出钢绞线沿轴向的等效抗拉弹性模量计算式，对计算悬链线在轴向力作用下的变形量、确定悬链线垂弧至关重要。现行钢绞线弹性模量计算式仅考虑钢绞线中钢丝的轴向变形，适用于小捻角钢绞线等效弹性模量的计算；当钢绞线捻角较大时，现行计算式结果与有限元结果误差较大。基于能量法，同时考虑钢绞线受拉时钢丝的拉伸变形、扭转变形、剪切变形和弯曲变形，推导出钢绞线新的宏观（等效）弹性模量表达式。该表达式能准确计算任意捻角钢绞线的弹性模量，计算结果与有限元分析结果一致。研究成果丰富了钢绞线宏观弹性模量分析的理论基础，为实际工程应用提供更有效的计算表达式。

关键词：钢绞线；捻角；能量法；应变能影响系数；宏观拉伸弹性模量；有限元

基金项目：国家自然科学基金资助项目(11572147)。

引用格式：

单立搏, 肖奉英, 张志炫, 等 . 基于能量法的钢绞线弹性模量及其有限元验证[J]. 南昌大学学报(理科版),  2026, 50(1): 001-009.

SHAN L B, XIAO F Y, ZHANG Z X, et al. Elastic modulus of steel strands based on energy method and its FEM verification[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 001-009.

铜尾矿渣粉在道路工程中的应用试验

刘彬 ¹，彭睿 ¹，雷正凯 ¹，多菲 ¹，李小虎 ²，雷斌 ²*

（1. 中国电建集团江西省水电工程局有限公司；2. 南昌大学工程建设学院）

摘要：铜尾矿渣的规模化与资源化高效利用是长期困扰工业界绿色健康发展的重要难题之一。对此，本研究首次系统性的探究了铜尾矿渣粉末作为沥青混合料填料的可行性。通过形貌特征、粒径分布、化学组成、重金属含量等微观表征和高温车辙性能、马歇尔稳定性和低温弯曲蠕变等路用性能分析，验证了铜尾矿渣粉取代天然石灰石填料应用到道路工程的高值化利用潜力。结果表明：铜尾矿渣粉末具有比表面积大、表面粗糙、介质孔隙分布较为均匀等特性，这对于增强沥青与矿粉填料界面之间的粘附性能是有利的。此外，与传统石灰石沥青混合料相比，含有铜尾矿渣粉的沥青混合料高温动稳定度得到了提升。具体的来说，当铜尾矿渣粉末取代率为25%、50%、75%、 100%时，动稳定度分别增大了8.32%、13.89%、26.05%、29.67%。

关键词：铜尾矿渣粉；填料；沥青混合料；高温性能；水稳性能；低温性能

基金项目：国家自然科学基金资助项目(51968046，52268043)；江西省主要学科学术和技术带头人培养计划——领军人才项目(20204BCJ22003)。

引用格式：

刘彬, 彭睿, 雷正凯, 等 . 铜尾矿渣粉在道路工程中的应用试验[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 010-018.

LIU B, PENG R, LEI Z K, et al. Experimental study on the application of copper tailings slag powder in road engineering[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 010-018.

Glrac半群的左正则带同余

刘海军

（韶关学院数学与统计学院）

摘要：Glrac半群是投射集构成左正则带的(2,1)-型代数。本文研究glrac半群上的左正则带(2,1)-同余。证明了这类同余由其投射迹唯一确定，并给出左正则带(2,1)-同余的等价刻画和完备∨-满同态定理。

关键词：glrac半群；左正则带；(2,1)-同余

基金项目：国家自然科学基金资助项目(11761034)；2023年韶关市支持科研工作者项目(230324098034834)；韶关学院科研项目(SZ2023KJ09)；博士科研项目(4069900064603)。

引用格式：

刘海军 . Glrac半群的左正则带同余[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 019-023.

LIU H J. Left regular band congruences on glrac semigroups[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 019-023.

基于D*算法的无人机导航系统在变电站巡检中的应用与性能评估

肖礼荣，肖中伟，杨磊*，熊玲，胡洪权，

戴明，徐潇灵

 （国网江西省电力有限公司南昌供电分公司）

摘要：在变电站的复杂环境下中，无人机自主巡检存在飞行安全和效率问题。为此，本文提出了一种基于D*算法的无人机巡检路径规划方法。首先，设计了巡检系统结构与流程化作业体系；其次，对D*算法进行适应性改进和调整；最后，通过设计仿真实验对所提方法进行验证，结果表明D*算法将碰撞率降低到了5%，与A*、RRT算法相比分别减少了7%和5%，验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：变电站；无人机；自主巡检；D*算法；路径规划

基金项目：国网江西省电力有限公司科技项目(5218A024000J)。

引用格式：

肖礼荣, 肖中伟, 杨磊, 等 . 基于 D*算法的无人机导航系统在变电站巡检中的应用与性能评估[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 024-029.

XIAO L R, XIAO Z W, YANG L, et al. Application and performance evaluation of UAV navigation system based on D* algorithm in substation inspection[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 024-029.

脐橙果胶结构特征及其对酸化乳饮料稳定性的影响规律

熊春红，何伟炜，宋萧萧，殷军艺*

（1. 南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室；2. 南昌大学中国-加拿大食品科学与技术联合实验室；3. 南昌大学生物活性多糖重点实验室）

摘要：果胶是一类天然来源的阴离子多糖，含有带负电的电羧基基团，在维持酸化乳饮料（AMDs）稳定性方面具有一定的潜能。本论文研究了从赣州不同县区脐橙皮中提取的果胶（OPP）理化性质、结构特征的差异及其在不同条件下对酸化乳饮料的影响规律。结果表明：5种产地OPP均属于高酯化（酯化度＞64%）、低酰胺化果胶（乙酰化度＜5%），峰值分子量在790～1 047 kDa范围；5种产地OPP均由鼠李糖（Rha）、阿拉伯糖（Ara）、半乳糖（Gal）、葡萄糖（Glc）及半乳糖醛酸（GalA）5种单糖构成，各组分间比例无显著差异，并且具有相似的红外特征光谱；在维持酸化乳饮料稳定性方面，果胶添加量0.20%（w/v）、pH值为4.0条件下，5种产地OPP均表现出对AMDs 较好的稳定功效。选取了信丰产地脐橙果胶（OPP2），分析不同添加量、pH和盐离子浓度条件下对酸化乳饮料稳定性的影响。当OPP2添加量＞0.15%（w/v）时，AMDs 在pH为3.0～5.0 范围内表现出良好的稳定性；盐离子的添加对AMDs 稳定性的影响表现出高浓度抑制现象：低浓度的Na^＋、K^＋和Mg^2＋对OPP2/AMDs 复合体系稳定性无显著影响；高浓度的Na^＋、K^＋、Mg^2＋和低浓度Ca^2＋则会显著破坏该体系稳定性。因此，OPP可以在适宜pH和离子强度条件下应用于提高酸乳稳定性，表现优良的应用前景。

关键词：脐橙果胶；结构特征；酸化乳饮料；稳定性；盐离子

基金项目：国家自然科学基金区域联合重点项目(U24A20467)。

引用格式：

熊春红, 何伟炜, 宋萧萧, 等 . 脐橙果胶结构特征及其对酸化乳饮料稳定性的影响规律[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 030-040.

XIONG C H, HE W W, SONG X X, et al. Structural characteristics of navel orange pectin and its effect pattern on the stability of acidified milk drinks[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 030-040.

pH偏移联合热处理改善燕麦蛋白功能特性

刘冬雪，费晓芸，张国文*

（南昌大学食品学院）

摘要：燕麦蛋白因溶解性低、乳化性差，在食品工业中的应用受到严重限制。本研究采用pH偏移和热处理联用方法对燕麦蛋白进行改性，系统探讨不同的温度、加热时间对燕麦蛋白结构与功能性质的影响。研究表明：与未改性的燕麦蛋白相比，在适宜的酸度（pH=12）与温度（80 ℃）加热30 min 处理后，燕麦蛋白的溶解度显著增大（由37.13%提高至84.8%），粒径明显减小（由346.27 nm减小至181.07 nm），zeta 电位（ζ-电位）绝对值增大，游离巯基含量明显增加；燕麦蛋白的蛋白质二级结构发生显著变化，表现为α-螺旋和无规卷曲比例分别上升5%和16%，β-折叠比例下降21%；燕麦蛋白的热稳定性由97.79 ℃增加到106.94 ℃，表面疏水性由6.10 增加到34.18，乳化活性指数（EAI）由22.97 m²/g增加至37.68 m²/g，乳化稳定性指数（ESI）由24.06 min增加至48.74 min。说明改性后的燕麦蛋白的热稳定性显著增加，乳化性质明显改善。

关键词：燕麦蛋白；pH偏移处理；热处理；结构表征；乳化性质

基金项目：国家自然科学基金资助项目(32460566)；江西省自然科学基金重点项目(20242BAB26103)；食品科学与资源挖掘全国重点实验室课题(SKLF-ZZB-202534)。

引用格式：

刘冬雪, 费晓芸, 张国文 . pH偏移联合热处理改善燕麦蛋白功能特性[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 041-049.

LIU D X, FEI X Y, ZHANG G W. Improvement of oat protein isolate functional properties by pH-shifting combined with heat treatment[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 041-049.

丙酸蛛网菌来源单宁酶的异源表达及其酶学性质

张鹏，陈少龙，王玉成，白佳祺，邓泽元

（南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室）

摘要：将丙酸蛛网菌（Arachnia propionica）来源的单宁酶基因克隆到质粒pET-22b(+)中，成功实现其在大肠杆菌BL21(DE3)中的表达，经Ni-NTA镍柱分离纯化，获得纯化后的重组单宁酶Ap-Tan。测定得到重组酶Ap-Tan分子量约为65 kDa，最适pH为6，最适温度为30 ℃，在pH为6～10的环境下保存24 h，酶活能保留70%以上，在40 ℃环境下保存 4.5 h，酶活能保留 65% 以上，热稳定性较好。1 和 5 mol·L^-1 Mg²⁺分别能使酶活提高约24% 和 53%， 5 mol·L^-1 Al³⁺与Zn²⁺对酶活有抑制作用，二硫苏糖醇与β-巯基乙醇则完全抑制其酶活。另外，重组酶对单宁酸的亲和力显著高于没食子酸甲酯和没食子酸丙脂。本研究不仅实现了A. propionica来源单宁酶的表达与酶学性质表征，同时丰富了单宁酶来源，拓宽了单宁酶的应用。

关键词：单宁酶；异源表达；酶学性质

基金项目：国家自然科学基金青年资助项目(22008100)；江西省自然科学基金资助项目(20224BAB205041，20242BAB23072)。

引用格式：

张鹏, 陈少龙, 王玉成, 等 . 丙酸蛛网菌来源单宁酶的异源表达及其酶学性质[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 050-058.

ZHANG P, CHENG S L,WANG Y C, et al. Heterologous expression and enzymatic properties of tannase derived from Arachnia propionica[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 050-058.

螺杆转速与模具孔数对整粒大米膨化品质的影响及工艺优化

肖微 ^1,2,3，肖晶晶 ^1,3，洪丽霞 ^1,3，巫小丹 ^1,3，付桂明 ^1,3*

（1. 南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室；2. 江西美必佳生态科技实业有限公司；3. 江西南大国创院食品科技有限公司）

摘要：挤压膨化米粉存在熟化不均、冲调性差等问题，为改善上述缺陷，本研究以大米为原料系统优化了膨化工艺参数。首先借助单因素实验，确定了原料水分含量（12.53%、13.46%、14.29%、15.39%）、模具孔数（2、4、6、8 孔）及螺杆转速（380、410、440、470 r/min）的适宜范围。在此基础上，进一步以螺杆转速（430、440、450 r/min）和模具孔数（4、5、6孔）为变量开展正交实验，评价了膨化后样品的熟化度和感官特性（气味、色泽、冲调性、滋味），检测了水分含量、蓬松度、快消化淀粉（rapidly digestible starch，RDS）与慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）含量等关键指标，从而确定最优膨化工艺参数组合。正交实验结果显示，螺杆转速与模具孔数对产品各指标均具有显著影响（P＜0.05）。经权重分析与极差分析得出，在模具孔数为5孔、螺杆转速为430 r/min的条件下，产品综合评分最高，达到0.885。该工艺条件下所得产品熟化完全，蓬松度为6.21 mL/g，水分含量为3.79%，冲调性良好，且具有浓郁的大米香味。

关键词：整粒大米；膨化米粉；螺杆转速；模具孔数

基金项目：国家自然科学基金资助项目(31960474)。

引用格式：

肖微, 肖晶晶, 洪丽霞, 等 . 螺杆转速与模具孔数对整粒大米膨化品质的影响及工艺优化[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 059-066.

XIAO W, XIAO J J, HONG L X, et al. The influence of screw speed and mold hole count on the puffing quality of whole grain rice and process optimization[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 059-066.

铜生长信号放大免疫层析试纸条

检测食品中鼠伤寒沙门氏菌

沈轩昂 ¹，张志芳 ²*，郭宇乾 ¹，熊勇华 ^1,3*

（1. 南昌大学食品科学与资源挖掘国家重点实验室；2. 江西省农产品质量安全检测中心；3. 南昌大学中德联合研究院）

摘要：基于铜原位生长信号放大策略，构建了一种高灵敏、快速检测食品中鼠伤寒沙门氏菌的免疫层析方法。该方法利用聚乙烯亚胺铜离子络合溶液为生长液，在抗坏血酸以及金纳米粒子协同还原下，还原铜离子生成单质铜，并原位沉积在金纳米粒子表面，从而实现比色信号的放大。该策略应用于胶体金免疫层析试纸条，显著提升了夹心模式下胶体金试纸条的检测灵敏度。铜原位生长信号放大策略的免疫层析方法能够在 1×10²～3.2×10⁵ CFU·mL^-1浓度范围内对鼠伤寒沙门氏菌进行定量检测，最低检出限为10² CFU·mL^-1，较信号放大前提升了125倍。应用本方法筛选人工污染鼠伤寒沙门氏菌的牛奶、生菜以及鸡蛋样本，检测结果显示平均加标回收率为90.1%～112.1%，变异系数小于12.1%。

关键词：铜原位生长；免疫层析；信号放大；快速检测；鼠伤寒沙门氏菌

基金项目：国家自然科学基金资助项目(32160599)；江西省自然科学基金重点项目(20232BBG70030)。

引用格式：

沈轩昂, 张志芳, 郭宇乾, 等 . 铜生长信号放大免疫层析试纸条检测食品中鼠伤寒沙门氏菌[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 067-076.

SHENG X A, ZHANG Z F, GUO Y Q, et al. A copper growth signal amplification lateral flow immunoassay for the detection of Salmonella typhimurium in food samples[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 067-076.

氢氧化钠辅助球磨制备类生物炭吸附罗丹明 B 的吸附性能

张菁 ¹，罗枭 ¹，卢彦澍 ¹，柳斌斌 ²，雷明 ¹，马志飞 ¹*，吴代赦 ³

(1. 南昌大学资源与和环境学院；2. 宿州市土壤肥料站；3. 萍乡学院材料与化学工程学院)

摘要：为提高秸秆生物炭对罗丹明B（RhB)的吸附效率，通过碱辅助球磨制备了一种新型吸附剂（Al-ST^bm）。考察了吸附剂投加量、溶液pH值、共存离子、吸附时间下Al-ST^bm对RhB吸附能力的影响。同时结合扫描电子显微镜（SEM）、比表面积分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征手段，探究了Al-ST^bm的吸附机理。Al-ST^bm对RhB的最大吸附量为42.84 mg/g。吸附机理主要归因于碱辅助球磨引入的羟基、石墨氮和硅氧位点，这些活性位点通过静电作用等多重机制与RhB分子相互作用，协同增强了吸附效果，使得Al-ST^bm在吸附RhB时表现出优异的性能。

关键词：秸秆粉；碱改性球磨；罗丹明B；吸附

基金项目：国家自然科学基金资助项目(52360026，41907168)；江西省重点研发计划项目(20232BBG70010)。

引用格式：

张菁, 罗枭, 卢彦澍, 等 . 氢氧化钠辅助球磨制备类生物炭吸附罗丹明B的吸附性能[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 077-085.

ZHANG J, LUO X, LU Y P, et al. Adsorption performance of biochar-like materials prepared via sodium hydroxide-assisted ball milling for Rhodamine B removal[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 077-085.

基于综合景观管理法的环境友好型

农业转型社会经济效益评估

——以江西省新余市为例

陈春丽¹，何思庆 ¹，熊江花 ²，辛宜聪 ²，

黄振侠 ²，马静 ²*，袁淑琴 ¹，章茹 ¹

(1. 南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室，南昌大学资源与环境学院；2. 江西省农业技术推广中心)

摘要：为探讨环境友好型农业转型的可行性，本研究采用综合景观管理（integrated landscape management, ILM）方法，以江西省新余市为研究对象，结合技术优化与价值链提升，评估了区域农业转型对农田生态系统、土地恢复力、农民收入及社会经济效益的影响。研究结果表明：通过减少化肥和农药的使用、提升土壤有机质含量、增强农田固碳减排及改善农业景观，该项目在生态保护、可持续发展方面及农户收入的提升取得了显著成效。为环境友好型农业的推广与政策制定提供了实践依据，并对进一步的实践路径提出了具体建议。

关键词：环境友好；农业；综合景观管理；社会经济效益；生态文明

基金项目：农业农村部/联合国粮农组织/全球环境基金面向可持续发展的中国农业生态系统创新性转型项目(FOLUR-2023-29）。

引用格式：

陈春丽, 何思庆, 熊江花, 等 . 基于综合景观管理法的环境友好型农业转型社会经济效应评估：以江西省新余市为例[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 086-091.

CHEN C L, HE S Q, XIONG J H, et al. Socioeconomic benefits assessment of environmentally friendly agricultural transformation based on integrated landscape management: a case study of Xinyu City, Jiangxi Province[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 086-091.

花溪十里河滩国家城市湿地公园最优游览路径规划设计——基于植物群落 NAI 浓度

周子豪 ¹，安静 ¹*，刘明瑶 ¹，刘诗颖 ¹，

刘振义 ¹，罗国红 ¹，常子涵 ²

(1. 贵州师范大学地理与环境科学学院；2. 贵州师范大学化学与材料科学学院)

摘要：空气负离子（NAI)浓度是衡量一个城市湿地公园空气清洁度的重要指标。湿地公园在调节气候、改善人居环境等方面具有重要作用，也是人们休闲游览的重要场所。为探究花溪十里河滩国家城市湿地公园最优游览路径，以该湿地公园内10种不同植物群落结构中NAI 浓度为研究对象，测定NAI 浓度的日变化及季节动态变化，比较不同群落结构内不同季节NAI 浓度差异，并设计出基于不同植物群落结构中分布的NAI 合适的游览路线。研究结果表明：根据湿地公园中NAI 释放最多的夏季和常绿乔灌草结构为主的游览景点，该湿地公园可以规划设计出三种最优路径供游人驻足游览及保健康养。本研究有助于人们选择合适的出行时间、路径来开展湿地游憩活动，同时也为湿地公园园林绿地规划设计提供基础科学依据。

关键词：空气负离子（NAI）；湿地公园；植被结构；游览路径；相关性分析

基金项目：贵州师范大学“省级大学生创新创业训练计划”项目(2024106631100)。

引用格式：

周子豪, 安静, 刘明瑶, 等 . 花溪十里河滩国家城市湿地公园最优游览路径规划设计：基于植物群落NAI 浓度[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 092-100.

ZHOU Z H, AN J, LIU M Y, et al. Planning and design of the optimal tour path in Huaxi Shilihetan National Urban Wetland Park: based on NAI concentration of plant community[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 092-100.

中国东部官山国家级自然保护区麻栎的种群结构与动态

方平福 ¹，吴子玉 ²，何东宸 ²，熊勇 ¹，

陈琳 ¹，易伶俐 ¹*，欧阳园兰 ¹*，周亚东 ²

(1. 官山国家级自然保护区管理局；2. 南昌大学生命科学学院)

摘要：麻栎（Quercus acutissima，壳斗科），俗称锯齿栎（sawtooth oak），是中国黄土高原南部及长江流域的关键树种。为评估该区域麻栎种群生存能力及环境影响，本研究对中国官山国家级自然保护区内546 株麻栎个体开展系统野外调查，综合运用年龄结构评估、静态生命表构建、数量动态分析及生存分析方法，进行全面种群统计研究。结果表明：种群年龄结构呈单峰型，中龄树（56.78%）和成龄树（30.40%）占主导，幼树补充量极低（11.90%），老龄个体极少（0.92%）；静态生命表显示其存活曲线符合 Deevey I 型（凸型），早期生命期望较高（e_x=26.83），但高龄个体死亡率（q_x=0.75）与消失率（K_x=1.39）显著升高；数量动态指数（V_pi=11.28）表明种群整体呈增长趋势，然受外界干扰影响，种群恢复力受限（V'_pi=1.13）；生存分析揭示死亡率存在年龄依赖性，衰老阶段死亡风险（风险率）达峰值；地形因子对种群生长影响显著，低海拔（＞500 m）、较陡坡地（＞15°）为最优生境。当前种群依赖中龄个体维持，幼树补充不足威胁长期稳定性。据此提出针对性保护策略：①辅助更新以增加幼树数量；②减少外界干扰；③优化中海拔南坡陡坡生境。

关键词：麻栎；种群动态；静态生命表；生存分析；地形效应；保护管理

基金项目：国家自然科学基金资助项目(32260046, 32370217)。

引用格式：

方平福, 吴子玉, 何东宸, 等 . 中国东部官山国家级自然保护区麻栎的种群结构与动态[J]. 南昌大学学报(理科版), 2026, 50(1): 101-108.

FANG P F, WU Z Y, HE D C, et al. Population structure and dynamics of Quercus acutissima in Guanshan National Nature Reserve, eastern China[J]. Journal of Nanchang University(Natural Science), 2026, 50(1): 101-108.