南昌大学学报(工科版)|| 2026年第3期

比率计荧光金属有机框架传感器的构建及土霉素检测

安宁^1,2，何伟韬^1,3，黄小林^1,2，冷远逵^1,2,3*

（1. 南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室；2. 南昌大学国际食品创新研究院；3. 南昌大学食品学院）

摘要：土霉素在农业和畜牧业中广泛使用，过度使用和滥用易造成其在环境和食品体系中的残留和积累，威胁人类健康。本研究采用溶剂热法合成了一种双配体锆基金属有机框架（metal-organic framework, MOF），并通过配位后修饰引入铕离子Eu³⁺，构建出一种用于高灵敏检测土霉素的荧光传感器材料——Eu@Zr-bpydc-L1。当样品中存在土霉素时，一方面可通过与Eu³⁺配位产生“ 天线效应”，增强Eu³⁺的红光发射；另一方面通过内滤效应和电子转移效应猝灭Eu@Zr-bpydc-L1 本身的蓝光发射。在最佳条件下，随着样本中土霉素含量升高，Eu@Zr-bpydc-L1 显示出从蓝色到红色的荧光演变，检测线性范围为0.012～12.5 μg/mL，检出限低至0.01 μg/mL。该传感器成功地应用于加标牛奶、虾和自来水样品中土霉素的检测，回收率在90.73%～106.48% 范围内。此外，通过将Eu@Zr-bpydc-L1滴涂于滤纸上制成试纸条，结合智能手机可实现土霉素的现场快速检测。

关键词：双配体金属有机框架；比率荧光传感；土霉素

基金项目：国家自然科学基金资助项目（32372427）。

引用格式：

安宁, 何伟韬, 黄小林, 等. 比率计荧光金属有机框架传感器的构建及土霉素检测[J]. 南昌大学学报( 工科版), 2026, 48(3): 217-225.

An N, He W T, Huang X L, et al. Ratiometric fluorescent metal-organic framework sensors for oxytetracycline detection[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 217-225.

功能化磁性竹炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能与机理

邓曦，周铭，罗美，王榕^*

（南昌大学化学化工学院)

摘要：为了去除水中的亚甲基蓝，本研究以天然竹炭为基底，通过氧化、胺化与磁化功能化改性，成功制备了具有多重吸附位点的磁性复合材料。表征分析证实材料表面成功引入丰富的含氧、含氮官能团，并形成稳定的复合结构，兼具高吸附活性与便捷磁分离性能。吸附实验表明，在25 ℃、pH=8、吸附剂投加量为1.0 g/L的条件下，该材料在20 min 内对100 mg/L 亚甲基蓝的去除率达98.25%，最大吸附量为440.51 mg/g。吸附行为符合准二级动力学与朗缪尔模型，表明其是以化学吸附为主的单层吸附。机理研究发现，对亚甲基蓝的去除主要通过π-π 相互作用、表面官能团络合及静电吸引协同实现，碱性条件下官能团去质子化产生的负电吸附位点与带正电亚甲基蓝分子间的静电吸引、π-π电子供体- 受体相互作用导致的电子转移及官能团络合起主导作用。

关键词：磁性生物炭；亚甲基蓝；功能基团改性；π-π相互作用

基金项目：江西省自然科学基金重点资助项目（20242BAB26042）；江西省杰出青年基金资助项目（20212ACB213008）。

引用格式：

邓曦, 周铭, 罗美, 等. 功能化磁性竹炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能与机理[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(3): 226-235.

Deng X, Zhou M, Luo M, et al. Preparation of functionalized magnetic bamboo charcoal and its adsorption performance and mechanism for methylene blue[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 226-235.

蒸汽养护下机制砂混凝土的耐久性能与优化设计

张淑宝^1*，朱武荣¹，汪卫东¹，刘作舟²

（1. 漳州通平漳武高速公路有限公司；2. 中铁十二局集团第一工程有限公司）

摘要：为缓解河砂资源短缺问题，提升预制梁施工效率，推动机制砂混凝土在蒸汽养护快速预制梁中的实际应用，本文进行不同养护制度、机制砂掺量、龄期下机制砂和河砂混凝土的耐久性试验与机制砂配合比优化设计，探讨不同参数对混凝土各项性能指标的影响规律。结果显示：在不同养护制度下，机制砂混凝土和河砂混凝土的耐久性能随龄期发展的趋势基本相同，所有测试组均满足相应的耐久性指标要求；标准养护混凝土抗碳化与抗氯离子渗透性能均优于蒸汽养护混凝土；随着龄期的增加，蒸汽养护下机制砂和河砂混凝土抗碳化性能不断降低，而抗氯离子渗透性能呈现先提高后降低的趋势，以90 d 龄期时的性能最优；恒温温度的提高将导致混凝土的抗碳化与抗氯离子渗透性能逐渐降低，机制砂混凝土弱于河砂混凝土；通过调整石粉质量分数、粉煤灰和矿粉的总掺量与复掺比例，可明显改善蒸汽养护机制砂混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能以及微观结构，得到综合性能较优的配合比。

关键词：蒸汽养护；机制砂混凝土；耐久性能；力学性能；配合比

基金项目：福建省交通运输科技项目（202127）。

引用格式：

张淑宝, 朱武荣, 汪卫东, 等. 蒸汽养护下机制砂混凝土的耐久性能与优化设计[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(3): 236-243.

Zhang S B, Zhu W R, Wang W D, et al. Durability performance and optimal design of manufactured sand concrete under steam curing[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 236-243.

钢/ 碳纤维改性导电水泥基材料电阻变化规律及预测

杨华¹，刘娟²，万铭轩^3*，李瑞森⁴

（1. 江西交投咨询集团有限公司；2. 江西省交通投资集团有限责任公司；3. 南昌大学工程建设学院；4. 青岛农业大学建筑工程学院）

摘要：为明确钢纤维与碳纤维改性水泥基材料导电性能的差异及导电网络形成机制，本研究系统测定了不同纤维掺量下砂浆的电阻变化，并对比了2 种纤维的导电效率。研究结果表明：钢纤维体积掺量为3.00%时初始电阻降至7 Ω，28 d 电阻增长率为30 000%；碳纤维体积掺量为1.00% 时初始电阻为40 Ω，28 d 电阻增长率为1 700%，且碳纤维体积掺量为0.25% 可形成稳定三维导电网络。针对现有模型难以准确描述基于渗滤阈值的非线性行为，采用多项式回归、决策树回归与K最近邻回归3 种机器学习算法建立电阻率预测模型，多项式回归模型的决定系数R² 为0.979 9，均方根误差为323.19。碳纤维在较低体积掺量下具有较低的电阻增长率，所建多项式回归模型可拟合纤维类型、体积掺量、养护龄期与电阻之间的非线性关系。

关键词：电阻；纤维增强水泥基材料；碳纤维；钢纤维；AI预测

基金项目：国家自然科学基金资助项目（52508202）。

引用格式：

杨华, 刘娟, 万铭轩, 等. 钢/碳纤维改性导电水泥基材料电阻变化规律及预测[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(3): 244-251.

Yang H, Liu J, Wan M X, et al. Electric resistance variation law and prediction of fiber-modified conductive cement-based materials[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 244-251.

尾矿库逐渐溃坝数值模拟与影响分析

李火坤¹，吴子涵¹，黄伟^1*，刘瀚和²，王文韬¹，朱慧琪²

（1. 南昌大学工程建设学院；2. 中国瑞林工程技术股份有限公司）

摘要：准确评估尾矿库溃坝后下泄水流及尾砂对下游的影响程度和范围，是确定工程建设方案的重要前提。本文以某尾矿坝为例，针对尾矿库溃坝数值模拟中存在的尾砂参数选取问题，通过试验设计分析明确了对泥沙模型影响较大的主要参数为挟带系数和泥沙表面粗糙度，并通过对比原型尾砂模型试验结果与数值模拟结果，对数值模型中的泥沙主要参数进行率定。结果显示：当挟带系数为0.010、泥沙表面粗糙度为0.221 mm时，数值模拟结果与试验结果基本吻合，有效提高了溃坝数值模拟的计算精度。在此基础上，采用FLOW-3D对该尾矿库在危险工况下逐渐溃坝及砂流演进过程进行了数值模拟。结果显示：溃坝洪水挟带的下泄尾砂沿东南—西北一线分布，下泄量约为库内尾砂总储量的20.38%，影响范围约27.93 万m²；淹没水深和尾砂淤积厚度沿下游方向逐渐减少，下游最大水深10.05 m，尾砂最大淤积厚度7.38 m；断面最大流量、断面最大平均流速分别为4 674.92m³/s、7.37 m/s。模拟结果对该尾矿库的改造工程及下游区域移民搬迁工作具有重要指导意义。

关键词：尾矿库；逐渐溃坝；参数率定；模型试验；数值模拟

引用格式：

李火坤, 吴子涵, 黄伟, 等. 尾矿库逐渐溃坝数值模拟与影响分析[J]. 南昌大学学报( 工科版), 2026, 48(3): 252-264.

Li H K, Wu Z H, Huang W, et al. Numerical simulation and impact analysis of gradual failure of a tailings dam[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 252-264.

地震作用下反倾岩质边坡的动力响应特征数值模拟

涂志翔

（江西赣粤高速公路工程有限责任公司）

摘要：为研究地震高烈度区域反倾岩质边坡的动力响应规律，本文采用UDEC数值模拟软件研究地震作用下不同坡角、岩层倾角、岩层厚度以及地震振幅、频率对边坡变形破坏的影响，分析在不同影响因素下边坡上各监测点的加速度放大系数、位移变化规律及边坡塑性区的分布。研究结果表明：不同坡角、岩层倾角、岩层厚度时，边坡内部的加速度放大系数分别表现出趋表效应和高程效应，边坡坡表从坡脚到坡顶方向，监测点的X方向位移均逐渐增大，边坡的破坏随着坡角、岩层倾角增大变得越严重；当地震频率与边坡自振频率接近时，边坡上监测点的加速度放大系数及X方向位移均比其他地震频率时最大，此时边坡的破坏失稳最严重；地震振幅越大，边坡破坏越严重，但对边坡破坏范围影响不大。

关键词：地震作用；反倾岩质边坡；加速度放大系数；动力响应特征

基金项目：江西省交通运输厅一般科技项目（2024YB005）。

引用格式：

涂志翔. 地震作用下反倾岩质边坡的动力响应特征数值模拟[J]. 南昌大学学报( 工科版), 2026, 48(3): 265-274.

Tu Z X. Numerical simulation on dynamic response characteristics of anti-dip rock slope under earthquake action[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 265-274.

多部件可修系统基于状态的分组维修策略

夏辰光，董秋仙^*，徐闽军

（南昌大学数学与计算机学院）

摘要：为减少多部件系统的设置成本和经济依赖性，本文提出一种基于状态的分组维修策略。采用伽马随机过程表征部件的退化过程，预测部件的剩余寿命，利用聚类算法对部件剩余寿命进行分组。若部件发生失效，则对失效部件进行失效替换维修，对同一个分组中的其余部件进行不完美预防维修。使用更新报酬理论得到系统长期运行的平均成本。最后将运输机的分组维修策略与单独维修策略相比较，结果表明本文所提维修策略更具优越性。

关键词：基于状态维修；剩余寿命预测；聚类；分组维修

基金项目：国家自然科学基金面上项目（72071099）。

引用格式：

夏辰光, 董秋仙, 徐闽军. 多部件可修系统基于状态的分组维修策略[J]. 南昌大学学报( 工科版), 2026, 48(3): 275-282.

Xia C G, Dong Q X, Xu M J. Condition-based group maintenance strategy for multi-component repairable systems[J]. Journal of Nanchang University (Engineering), 2026, 48(3): 275-282.

厚度1 毫米AZ31B 镁合金板的超声焊接性能

王翀，马国红^*，肖淋鸣，聂龙华，陈文忠

（南昌大学先进制造学院）

摘要：为探究薄型镁合金板材的超声焊接性能，明晰焊接能量对其焊接效果及焊接温度特征的影响规律，本文开展专项超声焊接试验与仿真分析。研究以1 mm厚的AZ31B 镁合金板为研究对象，设定焊接振幅为12 μm，焊接静压力为0.4 MPa，探究不同焊接能量对焊接接头性能的影响。采用热电偶对超声焊接过程的温度变化进行实时测试，并借助Abaqus 仿真软件对焊接温度场开展数值模拟，系统探究焊接过程的温度演化规律及最优焊接工艺参数。结果显示：在2 100 J 焊接能量下AZ31B镁合金板的超声焊接效果最优；焊接界面的温度随着焊接时间的增加持续升高，但最高界面温度远小于AZ31B镁合金板的熔点；焊接界面峰值温度会随着焊接能量的增加而升高，焊接能量超过1 500 J后增加幅度减小。

关键词：超声波金属焊接；AZ31B镁合金；金相显微观察；有限元分析

引用格式：

王翀，马国红，肖淋鸣, 等. 厚度1 毫米AZ31B镁合金板的超声焊接性能[J]. 南昌大学学报( 工科版), 2026, 48(3):283-288.

Wang C, Ma G H, Xiao L M et al. Ultrasonic welding performance of AZ31B plate with a thickness of 1 mm[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 283-288.

触簧系统力学性能分析及仿真平台开发

陈建义¹，张林良¹，郑旭斌²，刘向军^1*

（1. 福州大学电气工程与自动化学院；2. 浙江格蕾特电器股份有限公司）

摘要：磁保持继电器触头闭合接触力是继电器在工作过程中能否保持稳定的重要电气性能指标，其大小与簧片的弯曲变形状态密切相关。但触簧系统结构的弯曲变形较为复杂，导致触头接触力随簧片弯曲变形工况发生变化。本文以具有多簧片结构的磁保持继电器为研究对象，理论分析了簧片弯曲变形后的力学性能以及闭合后触头接触力与簧片弯曲变形之间的关系，然后利用MATLAB App Designer 与Ansys 软件开发了触簧系统结构力学仿真平台，并对不同结构参数下的触簧系统力学性能进行仿真分析。研究结果表明：在簧片几何尺寸不变的条件下，触头接触力随着接触位置与簧片固定端距离的增大而减小；将簧片圆弧结构朝触头闭合方向设置可以提高簧片的整体刚度，但触头接触力几乎不受圆弧方向设置的影响，动簧片自由端折弯角度的改变对触簧系统力学性能影响不大。

关键词：触簧系统；触头接触力；力学性能；弯曲变形；仿真平台

引用格式：

陈建义, 张林良, 郑旭斌, 等. 触簧系统力学性能分析及仿真平台开发[J]. 南昌大学学报( 工科版), 2026, 48(3): 289-297.

Chen J Y, Zhang L L, Zheng X B, et al. Mechanical performance analysis and simulation platform development of contact reed system[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 289-297.

夏季住宅厨房热环境数值模拟

郭兴国¹，肖雅轩¹，罗茂辉²，郭俊杰³，陈文华^1*

（1. 南昌大学工程建设学院；2. 同济大学机械与能源工程学院；3. 宁波方太厨具有限公司）

摘要：为了改善夏季住宅厨房热环境，本文通过数值模拟研究了油烟机排风量、补风方式和补风温度对厨房热环境和烹饪人员热暴露的影响。模拟结果显示窗补风情况下厨房内温度分层明显，油烟机排风量对最终的室内温度场影响较小，人体各部位的预计平均热感觉指标（PMV）在2～3之间，烹饪区垂直温差高达10.8 ℃，水平温差达5.5 ℃。温升时间随着排风量的增大而减小，随着室外温度的升高而增加。门补风情况下，人体各部位的PMV值在1.4～2 之间，垂直温差在3.0～3.8 ℃ 之间，水平温差在3.6～5.1 ℃ 之间，温升时间受室外温度影响较小，热暴露强度低于窗补风。

关键词：住宅厨房；热环境；数值模拟

基金项目：国家自然科学基金资助项目（52268019）；江西省自然科学基金资助项目（20242BAB20221）。

引用格式：

郭兴国, 肖雅轩, 罗茂辉, 等. 夏季住宅厨房热环境数值模拟[J]. 南昌大学学报( 工科版), 2026, 48(3): 298-305.

Guo X G, Xiao Y X, Luo M H, et al. Numerical simulation of thermal environment for residential kitchen in summer[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 298-305.

灌浆波纹管组合承插装配式墩地震损伤评价方法

杨金栋¹，俞煌¹，陈金盛¹，傅欣悦²，夏樟华^2*，李鹏昊¹

（1. 福建省交通规划设计研究院有限公司福建省跨海通道桥隧工程研究中心；2. 福州大学土木工程学院）

摘要：目前在高烈度区装配式墩仍面临连接部位整体性偏弱、抗震能力不足的问题，地震损伤评价方法也还不够完善。本文结合灌浆波纹管和承插式连接的优点，提出了一种灌浆波纹管承插式组合装配式桥墩，在塑性铰区域采用工程水泥基复合材料，通过构件拟静力试验和数值模拟分析，研究其破坏机理和滞回特性。同时，讨论了损伤指标的建立方法，并基于易损性曲线对该类型的桥墩的抗震性能进行了评估。结果发现，桥墩试件破坏模式均为弯曲破坏，装配式墩的承载能力和耗能能力相较于现浇墩略有提升。可以采用墩顶漂移比作为损伤评定指标划分构件损伤程度，基于线性回归分析可计算获得构件在不同损伤等级下的超越概率。对比发现，在峰值地面加速度一致的条件下，装配式墩各损伤状态的最大超越概率均低于现浇墩。该研究成果可为灌浆波纹管承插组合装配式墩的地震损伤评估提供有效方法。

关键词：灌浆波纹管；承插式；工程水泥基复合材料；拟静力试验；易损性

基金项目：福建省自然科学基金面上项目（2020J1477）；福建省交通运输科技项目（202212）；厦门市建设科技项目（XJK2023-1-8）；福建省住建厅科技研究开发项目（2022-K-168）。

引用格式：

杨金栋, 俞煌, 陈金盛, 等. 灌浆波纹管组合承插装配式墩地震损伤评价方法[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(3): 306-315.

Yang J D, Yu H, Chen J S, et al. Seismic damage evaluation method for grouted corrugated pipe composite socket assembled piers[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 306-315.

工业园区污水处理厂预警溯源系统的设计与实现

魏林生^1*，蒲生甜¹，胡寅¹，孙晓²，徐金兰²，孙属恺¹，章亚芳¹

[1. 南昌大学资源与环境学院；2. 联熹（南昌）污水处理有限公司]

摘要：为准确判别污染源头，及时阻断污染，本研究以某污水处理厂为研究对象，基于水质荧光指纹数据特征匹配与数据矩阵热力图空间分布定位技术，构建了该工业园区的污水荧光指纹数据库，并结合Python 语言开发出一款操作简单的污水溯源管理系统。该系统包括数据管理、数据溯源两大主要功能。每次溯源只需几秒钟即可完成，溯源准确度可达90%以上，表明本研究基于水质荧光指纹数据库搭建的污水溯源系统具有可行性，可对污水处理厂的水质监管以及后续追责问题中发挥重要作用。

关键词：污水溯源；数据特征；水质荧光指纹数据库；Python

基金项目：国家自然科学基金资助项目（52366011）。

引用格式：

魏林生, 蒲生甜, 胡寅, 等. 工业园区污水处理厂预警溯源系统的设计与实现[J]. 南昌大学学报(工科版), 2026, 48(3): 316-324.

Wei L S, Pu S T, Hu Y, et al. Design and implementation of the early-warning and traceability system for industrial park sewage

treatment plant[J]. Journal of Nanchang University (Engineering & Technology), 2026, 48(3): 316-324.