一種可測定變溫下飽和—非飽和土水力學(xué)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置

曾磊 段磊 李萬鵬 喬曉英 李俊亭

摘要：為了研究溫度對飽和-非飽和土水力參數(shù)的影響，根據(jù)達(dá)西定律，研制了一種變溫下飽和-非飽和土水力參數(shù)測定裝置，該裝置包括實(shí)驗(yàn)筒、供水與回水系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該裝置可以獲得不同溫度下飽和滲透系數(shù)、給水度和土壤水分特征曲線、非飽和滲透系數(shù)、比容水量和擴(kuò)散率等參數(shù)，進(jìn)一步可以獲得這些參數(shù)與溫度的數(shù)學(xué)表達(dá)式；該實(shí)驗(yàn)裝置所用試樣大，減少了小試樣測試結(jié)果的隨機(jī)性，且測定參數(shù)多、自動化程度高，具有推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：飽和-非飽和土；水力參數(shù)；溫度；達(dá)西定律

中圖分類號：TU411 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-1683（2016）04-0142-05

Abstract：In order to study the effect of temperature on the saturated-unsaturated hydraulic parameters，the measurement device for determining hydraulic parameters of saturated-unsaturated soils under variable temperature was developed based on Darcy′s law，which contained test column，water supply and return system，and data acquisition system.The device could obtain the saturated permeability coefficient，water and soil water characteristic curve，and unsaturated permeability coefficient parameters，the water capacity and the diffusion rate at different temperatures.Then，the mathematical expressions of temperature and these parameters could be further obtained.In addition，it was shown that the high automatic degree device had popularization and application value for large samples to reduce the randomness of the small sample and determined the parameters of saturated-unsaturated soils.

Key words：saturated and unsaturated soils；hydraulic parameters；temperature；Darcy′s law

西北黃土高原區(qū)是地質(zhì)災(zāi)害主要頻發(fā)區(qū)之一，黃土的特有性質(zhì)以及氣候影響是導(dǎo)致災(zāi)害形成的主要因素，其中凍融作用不容忽視[1-2]。在黃土地區(qū)，凍融作用不但改變了黃土的性質(zhì)，同時也影響著黃土區(qū)的水文地質(zhì)條件。凍融過程中，黃土受溫度的影響熱脹冷縮，使黃土的水文參數(shù)發(fā)生變化，地下水的補(bǔ)徑排條件發(fā)生改變[3]，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)地下水水位上下波動，引發(fā)黃土凍融滑坡。季節(jié)性凍土的水文特性研究開始于上世紀(jì)七十年代，主要研究有凍融過程中水-氣-熱的運(yùn)移、黃土性質(zhì)與水文地質(zhì)參數(shù)關(guān)系等方面[4-8]。已有研究表明，飽和-非飽和土水力參數(shù)是研究黃土斜坡水文循環(huán)機(jī)理及評價斜坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，且受溫度和密度變化的影響[9-10]。

關(guān)于不同溫度下飽和-非飽和土水力參數(shù)的測定，已有部分專家學(xué)者開展了卓有成效的研究。如高紅貝等在研究溫度對土壤水分運(yùn)動參數(shù)的影響時，采用冷凍離心機(jī)、定水頭垂直土柱裝置和一維水平土柱裝置等3種實(shí)驗(yàn)裝置分別測定了土壤水分特征曲線、導(dǎo)水率、擴(kuò)散率和比水容量等參數(shù)[10]；張富倉等在可控溫度的恒溫箱內(nèi)，利用小型壓力室和水平土柱分別測定了土壤水分特征參數(shù)和土壤水分?jǐn)U散率[11]；馮寶平研制了高、中、低溫度段的3個土柱入滲實(shí)驗(yàn)裝置，獲得了不同溫度段下土壤水分運(yùn)動參數(shù)，且土壤含水率采用烘干法進(jìn)行測量[12]；盧靖等將土樣裝入環(huán)刀內(nèi)，利用高速離心機(jī)法獲得了不同溫度和密度下的非飽和黃土土壤水分特征曲線[13]。然而，上述飽和-非飽和土水力參數(shù)測定過程較繁瑣或者測定的參數(shù)指標(biāo)少；針對多個土水力參數(shù)的測定，將會耗費(fèi)較多的時間和經(jīng)費(fèi)且可靠性不高。因此，本文開發(fā)了一種測定變溫下飽和-非飽和土水力參數(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)了不同溫度下飽和-非飽和土水力參數(shù)的聯(lián)測，彌補(bǔ)現(xiàn)有測定方法的不足。

1 工作原理

1.1 不同溫度下飽和滲透系數(shù)的測試原理

滲透系數(shù)的大小主要取決于孔隙的大小、形狀和連通性，也受到水的黏滯性和容重的影響[14]。根據(jù)滲流理論與地下水動力學(xué)的知識，可知土體滲透系數(shù)（K）的表達(dá)式為：

對于一個特定土體而言，滲透率是一個常數(shù)，僅僅與土體的孔隙大小與孔隙率有關(guān)，而與通過土體的流體無關(guān)。確定滲透率的困難在于d的不易確定，因此利用式（1）確定滲透系數(shù)K在實(shí)踐上是比較困難的。

由計(jì)算滲透系數(shù)的公式可見，假定某種溫度下的水通過某特定土體的滲透系數(shù)（K）已知，那么滲透率可由下式計(jì)算：

滲透系數(shù)（K）的測定可用傳統(tǒng)的達(dá)西實(shí)驗(yàn)來做。由于水在不同溫度下的容重與動力粘滯系數(shù)是已知的。由公式（2）可以獲得滲透率[WTB1X]k，那么，對于某一特定土體在確定滲透率k[WTBZ]之后，就可以根據(jù)不同溫度下的容重與動力粘滯系數(shù)計(jì)算該溫度下的土體滲透系數(shù)。

1.2 給水度的測定原理

給水度μ是土壤釋水性的一個重要指標(biāo)。當(dāng)無蒸發(fā)時，地下水位自埋深H下降ΔH，土壤的釋水量W也即土壤的內(nèi)排水量，為相應(yīng)的兩種穩(wěn)定含水量剖面之差，可寫為[15]：

式中：θ（z）即地下水位以上的穩(wěn)定含水量剖面θ與z的關(guān)系；θs為飽和含水量。按給水度μ的定義，則可推導(dǎo)出μ=θs-θ（H）；當(dāng)已知地下水位以上的穩(wěn)定含水量分布后，該地下水位埋深處的給水度μ等于飽和含水量θs與相應(yīng)地表處的含水量θ（H）之差。在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件下，土柱由飽和狀態(tài)進(jìn)行脫水時，由于實(shí)驗(yàn)裝置處于密閉條件，蒸發(fā)對土柱脫水的影響忽略不計(jì)，可以利用上述理論基礎(chǔ)估算土壤給水度。

1.3 不同溫度下非飽和土水力參數(shù)的測試原理

對實(shí)測的含水率和負(fù)壓采用Van Genuchten公式[16]進(jìn)行擬合，得到進(jìn)氣α值和曲線形狀參數(shù)n等參數(shù)。

2 實(shí)驗(yàn)裝置研制和實(shí)施過程

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置研制

依據(jù)上述理論，課題組研制了變溫下飽和-非飽和土水力參數(shù)測定裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置由三部分構(gòu)成：實(shí)驗(yàn)筒、供水與回水系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)裝置見圖1。

（1）實(shí)驗(yàn)筒。

實(shí)驗(yàn)筒總高230 cm，內(nèi)直徑61.8 cm，由上下兩節(jié)組成。下節(jié)高為100 cm，上節(jié)高為130 cm，中間由法蘭盤連接。上下頂端為一橢球狀，長半軸（內(nèi)、水平方向）30.9 cm，短半軸（內(nèi)、垂向）20 cm。筒壁厚10 cm，由三層組成，內(nèi)、外層為夾帶保溫材料厚約1.2 cm的玻璃鋼，中間填充可保溫的環(huán)戊烷發(fā)泡劑厚7～8 cm。筒內(nèi)的空間高度為210 cm。實(shí)驗(yàn)筒下部的濾板，為10 mm厚的玻璃鋼，下有支撐。連接實(shí)驗(yàn)筒上、下兩部分的法蘭盤，盤厚1.5 cm，緣寬4 cm，由直徑10 mm的30個螺栓固定。圓形底座高為40 cmm，三面拱形鏤空和底部留有3個均勻的8 mm孔洞，便于采用膨脹螺絲固定于實(shí)驗(yàn)臺。

實(shí)驗(yàn)柱下部距底部10 cm上方設(shè)置排水管口，排水管正上方20 cm以上設(shè)置了7個壓力傳感器位置，壓力傳感器正對面布設(shè)7個含水率和溫度傳感器位置。法蘭盤20 cm上方設(shè)置4個排水管口，排水管間距為20 cm且與壓力傳感器在同一個方向，排水管可以設(shè)置4個壓力水頭實(shí)驗(yàn)情景，分別為160 cm、180 cm、200 cm和220 cm；又設(shè)置有4個溫度傳感器位置且與實(shí)驗(yàn)柱下部溫度傳感器在同一個方向，間距為20 cm。上述傳感器位置的間距均為10 cm。實(shí)驗(yàn)柱上部頂端設(shè)置一個排氣孔，口徑為16 mm。

（2）供水與回水系統(tǒng)。

供水與回水系統(tǒng)包括可調(diào)溫保溫箱、管道泵、流量計(jì)和加熱裝置?？烧{(diào)溫度的恒溫箱，溫度范圍0 ℃～50 ℃，能使實(shí)驗(yàn)介質(zhì)和水分保持相同的溫度；內(nèi)置加工的水箱，水箱設(shè)置溢流口，它的作用是：供水箱排氣；當(dāng)供水超過警戒線時排水。流量計(jì)測量范圍為0～1 m³/h，精確度為±0.5%。增壓泵揚(yáng)程最大為18 m，功率為260 w。實(shí)驗(yàn)用水回收系統(tǒng)：由實(shí)驗(yàn)筒控制閥排出的水可能含有一定量的泥時，可通過控制閥排至實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)外；當(dāng)回水不含泥時就可直接排至變溫水箱，再經(jīng)調(diào)整加溫后流入供水箱。

（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集傳感器、數(shù)據(jù)采集箱、計(jì)算機(jī)和采集軟件。數(shù)據(jù)采集傳感器包含正負(fù)壓傳感器、溫度傳感器和含水率傳感器。數(shù)據(jù)采集箱擁有數(shù)據(jù)26組采集端，將壓力、溫度、含水率和流量實(shí)時傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，自動記錄并存儲溫度、壓力、溫度和流量數(shù)據(jù)。

2.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程

（1）在濾板上墊80～120目濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上依次鋪設(shè)粗砂、中砂和細(xì)砂，厚度約為5 cm，防止細(xì)顆粒土壤隨水流散失。

（2）根據(jù)野外確定的土壤干容重，每鋪一層約10 cm厚，便用木錘壓實(shí)，使土壤密實(shí)度接近干容重。在實(shí)驗(yàn)筒中裝填土壤距實(shí)驗(yàn)柱頂部5 cm時，依次鋪設(shè)細(xì)砂、中砂和粗砂。

（3）由供水管向?qū)嶒?yàn)筒慢慢供水至高100 cm，停止5～6 h，再從排水管向外排水。反復(fù)4～5次，確認(rèn)土壤密實(shí)，結(jié)束供、排水過程。

（4）采用專用工具在實(shí)驗(yàn)筒中安裝標(biāo)定后的壓力傳感器、溫度傳感器與含水率測量儀的測量探頭，將壓力傳感器、溫度傳感器、含水率測量儀和流量計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸電纜連接到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接，在計(jì)算機(jī)中安裝變溫度土壤水力參數(shù)采集軟件。

（5）打開進(jìn)水口，開啟變溫度供水箱，將變溫度供水箱設(shè)置為某一特定溫度，依次開啟增壓泵和流量計(jì)，緩慢供水，使水頭達(dá)到實(shí)驗(yàn)筒上部最上端排水管處，使試樣完全飽和，數(shù)據(jù)記錄頻率可根據(jù)研究的需要自行設(shè)定；流量穩(wěn)定20～30 min時，該條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

（6）依次降低排水管高度，重復(fù)步驟5的操作，直到降低到排水管的最低處為止。此時，實(shí)驗(yàn)介質(zhì)飽和狀態(tài)下參數(shù)測定結(jié)束。

（7）緩慢打開實(shí)驗(yàn)筒下端排水管，實(shí)驗(yàn)筒自行排水，開始進(jìn)行非飽和土水力參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)，獲取特定溫度非飽和狀態(tài)下負(fù)壓和含水率等參數(shù)；當(dāng)含水率達(dá)到殘留含水率時，非飽和參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)停止。

（8）重新設(shè)置實(shí)驗(yàn)溫度，依次重復(fù)步驟5、步驟6和步驟7的操作，直至滿足土樣不同溫度下飽和-非飽和水力參數(shù)測定的需要。

2.3 實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)

（1）采用環(huán)戊烷發(fā)泡劑填充實(shí)驗(yàn)柱壁空腔，隔絕實(shí)驗(yàn)柱土壤與外部環(huán)境熱交換，起到保溫效果。

（2）增加了變溫度供水裝置，通過改變實(shí)驗(yàn)用水溫度來達(dá)到調(diào)節(jié)溫度，以適應(yīng)不同溫度條件下土壤水力參數(shù)測定的需求。

（3）在實(shí)驗(yàn)柱上部安裝了排氣孔，解決了已有包氣帶參數(shù)測定過程中的排氣難題。

（4）在實(shí)驗(yàn)柱上部安裝了4個不同高度的排水管，實(shí)現(xiàn)了不同水頭條件下飽和試樣參數(shù)的測定以及飽和-非飽和條件下水力參數(shù)的連續(xù)測定，彌補(bǔ)了已有技術(shù)只能測定飽和或者非飽和單一狀態(tài)下土壤參數(shù)測定的不足。

因此，本文研制的測試裝置可以直接或間接獲得飽和-非飽和土水力參數(shù)11種，與溫度有關(guān)的水力參數(shù)數(shù)學(xué)表達(dá)式4個。關(guān)于土壤水力參數(shù)與溫度和含水率的關(guān)系研究，將是進(jìn)一步研究的主要內(nèi)容，本文不再詳細(xì)探討。

3.2 該測試方法的優(yōu)缺點(diǎn)

針對變溫度下飽和-非飽和土水力參數(shù)的測定，已有專家學(xué)者對傳統(tǒng)的測試方法進(jìn)行了改進(jìn)，根據(jù)已有恒溫箱的容積，采用小型壓力室和土柱測試土水特征曲線和土壤水分?jǐn)U散率[11]；依據(jù)研究目的，劃分高、中和低溫度等3個溫度段，研制了不同溫度段的土壤水分運(yùn)動參數(shù)測定裝置[12]。然而，上述測試方法需要多個實(shí)驗(yàn)裝置，那么就會耗費(fèi)經(jīng)費(fèi)和時間，土樣的大小也受到了限制，增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性。由于土壤水分運(yùn)動參數(shù)較多，陳輝等開發(fā)了非飽和土土-水力參數(shù)聯(lián)合測試系統(tǒng)，能夠同時測定非飽和土土-水特征曲線和非飽和滲透系數(shù)[18]，但該方法所用試樣小，且僅能在測試室溫下非飽和土-水力參數(shù)。

本文開發(fā)的變溫度下飽和-非飽和土水力參數(shù)測定方法與已有方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可以設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)溫度；試樣比較大，減少了小試樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果的隨機(jī)性。（2）實(shí)現(xiàn)了不同水頭條件下飽和土水力參數(shù)的測定以及飽和-非飽和條件下參數(shù)的連續(xù)測定，彌補(bǔ)了已有技術(shù)只能測定飽和或者非飽和單一狀態(tài)下土壤水力參數(shù)測定的不足。（3）本方法操作方便，能夠測定的參數(shù)多，自動化程度高，節(jié)省了人力。不足之處是非飽和狀態(tài)自然排水需要時間較長。

4 結(jié)論

本文研制了不同溫度下非飽和-飽和水力參數(shù)測定裝置，可以實(shí)時測定流量、正負(fù)壓力、含水率和溫度；通過達(dá)西定律和Van Genuchten公式等可獲得飽和滲透系數(shù)、給水度和非飽和土壤水分特征曲線、滲透系數(shù)、比水容量和擴(kuò)散率等參數(shù)，并以黃土為例進(jìn)行了驗(yàn)證。該實(shí)驗(yàn)方法所用試樣大，減少了小試樣測試結(jié)果的隨機(jī)性，且測定參數(shù)多、自動化程度高，具有推廣應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] ZHANG Mao-sheng.LIU Jie.Controlling factors of loess landslides in western China [J].Environmental Earth Science，2010

，59：1671-1680.

[2] 葉萬軍，楊更社，彭建兵，等.凍融循環(huán)導(dǎo)致洛川黃土邊坡剝落病害產(chǎn)生機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2012，31（1）：199-205.（YE Wan-jun，YANG Geng-she，PENG Jian-bing，et al.Test research on mechanism of freezing and thawing cycle resulting in loess slope spalling hazards in Luochuan [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2012，31（1）：199-205.（in Chinese））

[3] 王曉巍，付強(qiáng)，丁輝，等.季節(jié)性凍土去水文特性及模型研究進(jìn)展[J].冰川凍土，2009，31（5）：953-959.（WANG Xiao-wei，F(xiàn)U Qiang，DING Hui，et al.，Advances in researches on hydrologic features and theirmodeling in seasonal frozen soil regions[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，31（5）：953-959.（in Chinese））

[4] 周泓，張澤，秦琦，等.凍融循環(huán)作用下黃土基本物理性質(zhì)變異性研究[J].冰川凍土，2015，37（1）：162-168.（ZHOU Hong，ZHANG Ze，QIN Qi，et al.Research on variability of basic physical properties of loess under freezing-thawing cycles [J].Journal of Glaciology and Geocryology，2015，37（1）：162-168.（in Chinese））

[5] 肖東輝，馮文杰，張澤，等.凍融循環(huán)作用下黃土滲透性與其結(jié)構(gòu)特征關(guān)系研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2015，42（4）：43-49.（XIAO Dong-hui，F(xiàn)ENG Wen-jie，ZHANG Ze，et al.Research on the relationship between permeability and construction feature of loess under the freeze-thaw cycles [J].Hydrogeology & Engineering Geology，2015，42（4）：43-49.（in Chinese））

[6] 張茂省，程秀娟，董英，等.凍結(jié)滯水效應(yīng)及其促滑機(jī)理—以甘肅黑方臺地區(qū)為例[J].地質(zhì)通報，2013，32（6）：852-860.（ZHANG Mao-sheng，CHENG Xiu-juan，DONG Ying，et al.The effect of frozen stagnant water and its impact on slope stability：A case study of Heifangtai，Gansu Province[J].Geological Bulletin of China，2013，32（6）：852-860.（in Chinese））

[7] Slaughter C W，Hilgert，Culp E H.Summer stream flow and sediment yield from discontinuous-permafrost headwaters catchments[C].//Proceedings，F(xiàn)ourth International Conference on Permafrost，F(xiàn)airbanks，Alaska，1983：1172-1177.

[8] 郭占榮，荊恩春，聶振龍，等.凍結(jié)期和凍融期土壤水分運(yùn)移特征分析[J].水科學(xué)進(jìn)展，2002，13（3）：298-302.（GUO Zhan-rong，JING En-chun，NIE Zhen-long，et al.Analysis on the characteristics of soil moisture transfer during freezing and thawing period[J].Advances in Water Science，2002，13（3）：298-302.（in Chinese））

[9] 王鐵行，盧靖，岳彩坤.考慮溫度和密度影響的非飽和黃土土-水特征曲線研究[J].巖土力學(xué)，2008，29（1）：1-5.（WANG Tie-hang，LU Jing，YUE Caikun.Soil-water characteristic curve for unsaturated loess considering temperature and density effect [J].Rock and Soil Mechanics，2008，29（1）：1-5.（in Chinese））

[10] 高紅貝，邵明安.溫度對土壤水分運(yùn)動基本參數(shù)的影響[J].水科學(xué)進(jìn)展，2011，22（4）：484-494.（GAO Hong-bei，SHAO Ming′an.Effect of temperature on soil moisture parameters[J].Advances in Water Science，2011，22（4）：484-494.（in Chinese））

[11] 張富倉，張一平，張君常.土壤導(dǎo)水參數(shù)的溫度效應(yīng)及其數(shù)學(xué)模式[J].水利學(xué)報，1996，26（12）：8-15.（ZHANG Fu-cang，ZHANG Yi-ping，ZHANG Jun-chang.The temperature effect of hydraulic parameters of unsaturated soil and its mathematical model [J].Journal of Hydraulic Engineering，1996，26（12）：8-15.（in Chinese））

[12] 馮寶平.入滲條件下溫度對土壤水分運(yùn)動及參數(shù)影響的實(shí)驗(yàn)研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2001（FENG Bao-ping.Experiment research on temperature effect on soil water movements and parameters under infiltration [D].Xi′an：Xi′an University of Technology，2011.（in Chinese））

[13] 盧靖，程彬.非飽和黃土土水特征曲線的研究[J].巖土工程學(xué)報，2007，29（10）：1591-1592.（LU Jing，CHENG Bin.Research on soil-water characteristic curve of unsaturated loess [J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2007，29（10）：1591-1592.（in Chinese））

[14] 張人權(quán)，梁杏，于青春，等.水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ) [M].（第六版）北京：地質(zhì)出版社，2010.（ZHANG Ren-quan，LIANG Xing，YU Qing-chun，et al.General hydrogeology [M].（Sixth Edition）Beijing：Geological Publishing House，2010.（in Chinese））

[15] 雷志棟，謝森傳，楊詩秀，等.土壤給水度的初步研究[J].水利學(xué)報，1984（5）：10-17.（LEI Zhi-dong，XIE Sen-chuan，YANG Shi-xiu，et al.The Preliminary Investigation of the Specific Yield [J].1984（5）：10-17.（in Chinese））

[16] Van Genuchten M T.A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils [J].Soil Science Society of America Journal，1980，44：892-898.

[17] 孫萍萍，張茂省，董英，等.甘肅永靖黑方臺灌區(qū)潛水滲流場與斜坡穩(wěn)定性耦合分析[J].地質(zhì)通報，2013，32（6）：887-892.（SUN Ping-ping，ZHANG Mao-sheng，DONG Ying，et al.The coupled analysis of phreatic water flow and slope stability at Heifangtai terrace，Gansu Province.Geological Bulletin of China，2013，32（6）：887-892.（in Chinese））

[18] 陳輝，韋昌富，陳盼，等.一種測定非飽和土-水力學(xué)參數(shù)的方法[J].巖土力學(xué)，2010，31（10）：3348-3353.（CHEN Hui，WEI Chang-fu，CHEN Pan，et al.A method for determining hydraulic parameters of unsaturated soils [J].Rock and Soil Mechanics，2010，31（10）：3348-3353.（in Chinese））