特殊土动力学的发展战略与展望

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动力工程发展现状及永续发展方案

动力工程发展现状及永续发展方案动力工程是人类社会发展的重要支撑，它直接关系到国家的经济发展和社会的繁荣。

但是，伴随着全球气候变化和环境污染的加剧，我们急需寻求一种可持续发展的动力工程解决方案。

因此，动力工程的发展必须紧密结合可持续发展的理念，加强科研和技术创新，实现绿色低碳，为未来的人类造福。

现状分析目前，全球能源消耗的绝大部分来自非可再生能源，如煤炭、石油和天然气，这些资源的消耗严重侵蚀着全球可再生能源的使用。

同时，传统燃料的燃烧和排放使得全球温室气体排放量急剧上升，极大地加速了全球气候变化的毁灭性进程，这一切都在警告着我们需尽快寻求可持续的替代方案。

因此，科学家和工程师们需要花费更多时间和精力寻求创新，改良传统工程，推广一些合适的、可再生的能源方案。

永续发展方案1. 新能源技术的推广新能源是有巨大潜力的可持续发展方案。

例如，太阳能、风能和水能等可再生能源，具有无穷无尽的潜力，并且不会对环境造成任何负面影响。

应鼓励更多的新能源技术的研究开发和推广。

将主要精力投放在新型电池技术、太阳能电池技术和太阳电能转化技术上。

推广智能电网技术，让它逐步取代传统的电力输送方式，确保能源更加可靠。

2. 减少污染排放技术创新同样需要重视在现有燃料的生产和燃烧过程中，努力减少污染排放。

例如，大力推广低含硫燃料的使用，在燃料的燃烧过程中减少硫化物的释放；同时大力推广电动车技术，减少汽车的排放；推广采用制氢技术发电的方式，可以推动产业转型升级，不仅降低对煤炭的过度依赖，也有利于企业环保形象的树立。

3. 科技创新科技创新是推动动力工程可持续发展的最重要因素。

科学家们应该聚焦于环保运营系统的研发，例如：自动运行监管，预测模型和数据处理系统。

通过技术手段优化动力工程，可以更好地发挥其能源利用效率，减少污染排放和能源浪费等问题。

4. 科学管理在推进永续发展方案的道路上，重视科学管理同样是至关重要。

加强对于环境保护政策和法律法规的监督，推动企业发展环保意识，将节能减排纳入企业整体发展规划中。

特殊土动力学的发展战略与展望

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中国土动力学的发展现状与存在的问题

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出现了各式各样动三轴以及共振柱仪研制的热潮；出现了全国范围内以提高试验精度为目的的动三轴仪试验方法的对比分析；现了动三轴试验的操作出规程；出现了土动力学全国性的学术讨论会；出现了很多高校与科研院所的动三轴试验室；出现了我国第一部土动力学的系统教材；出现了具有中国特色
交通等动力作用，是从建设的实际需要提出来进都
行研究的，有很强的针对性。具
虽然我国的土动力学研究曾经开创了用动三轴试验进行研究的新途径和孔隙水压力消散扩散的新理论，是被人们广泛重视还是受了我国几次大地但震，尤其是唐山地震的强烈推动。１７９８年的唐山大地震对中国土动力学研究的作用，同１６如９４年日本的新泻大地震和１６９４年美国的阿拉斯加大地震对日本和美国土动力学的推动作用一样，是无可辩都驳地将土动力学研究的迫切性摆在了人们的面前，

地质项目专业发展战略问题

地质项目专业发展战略问题地质类专业以地球作为研究对象，以矿产资源勘查与开发、建筑物地基及地下工程的施工、地质灾害的治理和地下深部科学探测为服务领域，涉及到资源和环境两大主题。

人类一直在进行着四大科学探索工程——“上天、入地、下海、登极”，它们都与地球科学技术有深厚的联系。

到2020年我国将实现全面建设小康社会的奋斗目标，要走新型工业化道路，大力实施科教兴国战略和可持续发展战略。

实现上述目标，离不开资源与环境问题。

资源是人类社会活动文明的物质基础，是人类可持续发展的重要支柱，也是国家安全的重要保障因素。

而环境问题关注的焦点已经从局部地方的工业公害转移到全球和区域的环境问题上来，成为地球科学研究的重要内容。

资源的枯竭，迫使人类去勘探开发埋藏更深、条件更艰苦的新型资源；环境的恶化，则需要人类探索更深层次的原因，从根本上规避或消除影响因素。

这些工作都需要科学家们利用地质的技术手段来了解最直接的信息。

因此，在未来，培养满足社会可持续发展需要的地质类专业人才，是高等教育的重要任务。

地质工程专业发展战略的根本问题主要是培养什么样的人才、怎样培养和培养多少人才的问题。

一、地质工程专业人才培养的战略目标1．我国地质工程专业办学现状2O世纪9O年代，我国设有地质类专业的学校共有61所，分别属于15个部委、8个行业公司和省市政府。

其中，工科类地质专业15个。

1993年，国家教委颁布《普通高等学校本科专业目录和专业简介》，工科类地质及相关专业也有1O多个，主要有：矿产地质勘查、水文地质与工程地质、应用地球物理、应用地球化学、勘察工程、石油工程、石油与天然气地质勘查等专业。

1998年国家教委颁发的引导性目录中，将所有工科地质类专业合并成一个大专业——地质工程专业。

目前，国内办有“地质工程”专业的大学有：中南大学、西南科技大学、西安科技学院、长安大学、安徽理工大学、山东科技大学、焦作工学院、河海大学、华北水利水电学院、中国矿业大学、西南交通大学、石油大学、同济大学、南京大学、兰州大学等；办有“勘查技术与工程”专业的大学有：中国地质大学、成都理工大学、吉林大学、石油大学等2O所；办有“资源勘查工程”专业的大学有：中国地质大学、贵州大学、昆明理工大学、吉林大学、长安大学等24所。

能源与动力工程发展趋势展望

能源与动力工程发展趋势展望1. 引言1.1 能源与动力工程发展趋势展望随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益凸显，能源与动力工程领域正处于快速发展和变革之中。

在未来，随着科技的不断进步和创新，我们将迎来一系列全新的发展趋势。

可再生能源的发展将成为能源与动力工程领域的重要趋势。

太阳能、风能、水能等可再生能源的利用将不断增加，以替代传统的化石能源，从而实现能源的可持续发展和环境保护。

智能能源系统的兴起也将成为一个重要的发展方向。

通过引入智能化技术和大数据分析，能源系统将变得更加高效、可靠和智能化，为人类生活带来更多便利和舒适。

清洁燃料技术的进步也将为能源与动力工程领域带来重大的转变。

新型清洁燃料的应用将有助于减少污染物排放，并推动能源生产和利用的环保化。

动力工程的数字化转型将成为另一个重要的发展趋势。

通过数字化技术的应用，动力工程系统将实现更精准的监测、控制和优化，提高能源利用效率，降低能源消耗成本。

能源互联网的建设也将成为未来能源与动力工程的重要方向。

通过建设智能化的能源互联网，实现能源的互联互通，优化能源配置，提高能源利用效率，实现能源的可持续发展和共享。

在未来，随着这些发展趋势的不断推进，能源与动力工程领域将朝着更加环保、智能和高效的方向发展。

我们迫切需要加强合作，加大投入，推动创新，共同致力于实现能源与动力工程的可持续发展。

2. 正文2.1 可再生能源的发展可再生能源是当今能源与动力工程领域中最为关注和重要的发展方向之一。

随着全球对气候变化和环境保护的重视不断增强，可再生能源的发展已经成为了全球能源转型的重要举措。

在未来的发展趋势中，可再生能源将扮演着越来越重要的角色。

太阳能和风能等可再生能源的利用将会进一步扩大。

随着技术的不断进步和成本的不断降低，太阳能和风能发电已经成为了与传统能源相竞争的强大力量。

未来可再生能源发电将会更加普及，成为主要的能源来源之一。

可再生能源的多元化利用将会得到进一步推广。

工程地质研究所发展战略研究

工程地质研究所发展战略研究在当今科技飞速发展和社会需求不断变化的背景下，工程地质研究所面临着诸多机遇与挑战。

为了在激烈的竞争中脱颖而出，实现可持续发展，制定科学合理的发展战略显得至关重要。

工程地质研究所作为地质领域的重要研究机构，其主要任务是开展工程地质相关的基础理论研究、应用技术开发以及为各类工程项目提供地质方面的技术支持和解决方案。

然而，随着经济社会的发展，工程地质研究所面临着一系列的问题。

一方面，传统的研究方法和技术手段逐渐难以满足复杂多变的工程地质需求。

例如，在大型基础设施建设中，对于地质灾害的预测和防治要求更加精准和高效，而现有的技术可能存在一定的局限性。

另一方面，人才竞争日益激烈。

优秀的科研人才往往更倾向于选择发展前景广阔、资源丰富的研究机构，这使得工程地质研究所面临着人才流失和引进困难的双重压力。

同时，资金投入不足也限制了研究所的发展。

科研设备的更新换代、项目的开展以及人才的培养都需要充足的资金支持，资金短缺可能导致研究所无法跟上时代的步伐。

为了应对这些挑战，工程地质研究所可以采取以下发展战略。

加强技术创新是关键。

研究所应加大在新技术、新方法研发方面的投入，积极引入先进的地质探测设备和数据分析工具，如高精度的地质雷达、无人机遥感技术以及基于大数据和人工智能的地质分析模型等。

通过这些新技术的应用，提高对地质结构和地质过程的认识精度，为工程建设提供更准确、可靠的地质信息。

人才培养和引进是核心。

制定具有吸引力的人才政策，提供良好的工作环境和发展空间，吸引国内外优秀的工程地质人才加入。

同时，加强内部人才培养，建立完善的培训体系和学术交流机制，鼓励科研人员不断提升自身的业务水平和创新能力。

拓展合作领域是重要途径。

积极与国内外知名的科研机构、高校以及企业开展合作交流，共同承担重大科研项目，实现资源共享和优势互补。

通过合作，不仅能够提升研究所的科研实力和影响力，还能及时了解行业的最新动态和发展趋势，为自身的发展提供有益的借鉴。

能源与动力工程发展趋势展望

能源与动力工程发展趋势展望能源与动力工程是现代工业和社会发展的重要支撑，随着能源消费的不断增加、能源供给的日益紧张，以及环境问题的不断加剧，能源与动力工程的发展面临着许多挑战和机遇。

本文将从能源的可持续性、节能环保、智能化与自动化、新能源技术、绿色能源转型等方面，展望未来的能源与动力工程发展趋势。

一、能源的可持续性能源的可持续性是未来能否持续发展的重要基础。

从传统的能源消费模式转向以可再生能源为主导的低碳经济、循环经济，已成为国际社会普遍认可的能源可持续性发展方向。

未来，随着环保意识的不断增强和技术的不断升级，可再生能源将成为全球能源消费的主要来源。

同时，通过国际合作和技术创新，未来的清洁能源生产和利用将更加高效和可持续，推动全球能源结构的转型。

二、节能环保节能减排是当前能源与动力工程发展的重要方向，绿色低碳的理念已经深入人心，节能减排工作将成为政府和企业在未来能源消费和产业发展中的重要义务和责任。

未来，随着新能源和新技术的不断推进和应用，能源和环境问题将得到更好的解决，例如，电力能源的智能化控制，节能减排的智能化管理，智能建筑的兴起，以及新能源汽车、新材料的发展都将成为未来节能环保的新趋势。

三、智能化与自动化以人工智能为代表的现代科技进步将不断影响动力工程技术的发展方向，未来动力工程将更加智能化、自动化，并且与信息技术、大数据进行深度融合，技术水平和能源效率将大幅度提高。

智能设备、智能控制系统、智能能源管理、智能制造等将成为未来的发展方向和核心竞争力。

四、新能源技术新能源技术将是未来能源和动力工程的重要方向之一。

未来，通过新能源技术的创新发展，我们将能够更好地解决目前能源消费的问题，例如，光伏、风能、水能、生物能、核能等新能源技术的发展将为全球能源需求提供更多的选择，新能源技术的完善和成熟也将推动绿色低碳能源的转型。

五、绿色能源转型绿色能源的转型是未来能源和动力工程发展的主要方向之一。

未来，随着各国政策的支持和技术进步的推进，绿色能源将逐渐替代传统的燃化能源，同时推动新能源技术和节能减排技术的发展和应用，实现以绿色能源为主导的低碳经济，建设生态环保的社会。

中国岩土地震工程与土动力学研究进展与实践

场调查结果，通过室内振动三轴试验证实了轻亚粘土液化的兰民、张振中、王峻、李兰等（1997）通过现场调查和室内
可能性，提出了基于标准贯入试验击数的饱和轻亚粘土液化动三轴试验，提出了饱和黄土液化的机理和基于动三轴试验
岩土地震工程学是研究与岩土工程有关的地震工土动力学的第一发展阶段；第二次世界大战之后，
程问题的学科，也是岩土工程与地震工程、土动随着原子能工业的发展和冷战带来的军备竞赛，
力学交叉而形成的一个新兴学科，主要研究内容促使人们对核爆、爆炸作用下土动力学问题的研
包括在地震作用下土体的变形与强度特性，场地、究，成为土动力学第二发展阶段；20 世纪 60 年
测预防、土的动力特性、场地地震反应计算与场地效应、城桥梁等工程设施严重破坏，加之我国 20 世纪 60—70 年代
市地震小区划、重大工程地震安全性评价、特殊土地震工程大震也引发了大量砂土液化震害（图 1）。这些震害实例促使
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城市与减灾 CITY AND DISASTER REDUCTION
（a）1964年日本新潟地震液化造成建筑物倾倒
活动规律，考察了灾情，绘制了地震烈度分布图，其中，对求出发，对砂土液化机理、特性、评价方法和抗液化地基、
地震引发大规模黄土地震滑坡的特征与分布所进行的调查成坝体加固方法开展了长期全面的研究，并进行了大量的工程
为确定地震烈度分布的重要依据之一。20 世纪 50 年代，我实践，形成了我国的相关工程技术规范和标准，有效地降低
其成果于 1984 年发表在《关于饱和砂土液化机理和判别方释了流动、硬化和剪胀的物理机制，在此基础上提出了一个
法的某些探讨》论文中。经过多年应用，该方法被国家标准与传统弹塑性模型不同的本构模型。同时，液化地基处理与

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第29卷　第1期2007年3月西　北　地　震　学　报NOR T HWESTERN SEISMOLO GICAL J OU RNALVol.29　No.1March,2007综述特殊土动力学的发展战略与展望①王兰民1,2,孙军杰1,2(1.中国地震局兰州地震研究所,甘肃兰州　730000;2.中国地震局黄土地震工程开放实验室,甘肃兰州　730000)摘　要:在我国广泛分布的特殊土(包括黄土、冻土、新近堆积土和膨胀土等)具有独特、复杂的动力学性质和较高的致灾性,与之相关的动力学问题已成为工程界关注的焦点。

本文在回顾特殊土动力学发展历史、近年来国内外主要研究进展及其发展趋势的基础上,战略,提出了今后应重点发展的研究方向与课题。

关键词:特殊土;动荷载;工程地质病害;研究进展;发展战略中图分类号:TU435 文献标识码:A 文章编号:1000-0844(2007)01-0088-06Development Strategy and Prospects for Study of Special Soil DynamicsWAN G Lan2min1,2,SUN J un2jie1,2(1.L anz hou I nstit ute of Seismology,C EA,L anz hou　730000,Chi na;2.Open L aboratory of L oess Eart hquake Engineering,C EA,L anz hou　730000,China)Abstract:The special soils,which includes loess,f rozen soil,soft soil,and swelling soil,dis2 t ribut widely in China,and are easy to cause disasters.For t heir particular microstruct ure,dur2 ing dynamic loading t he responses of special soils are unique and complicate.In recent yeas t he dynamic p roblems of special soils have been t he focal point s in t he field of special soils engineer2 ing.In t his paper,t he history and recent advance of special soil dynamics are reviewed.On t his basis t he f ut ure develop ment st rategy of t he field is discussed,some st udy p roblems are p ut for2 ward.K ey w ords:Special soil;Dynamic load;E ngineering geology disasters;R esearch advance;Develop2 ment strategy0　引言2004年8月国家自然科学基金委员会决定启动学科发展战略研究和“十一五”优先资助领域的论证研讨工作。

根据这一工作的基本要求与任务,国家自然科学基金委材料与工程科学部组织了“建筑、环境与土木工程”学科发展战略研讨的系列活动,并最终编写完成了该学科的未来发展战略报告。

在报告中,岩土工程分组专家分别对“十一五”期间岩土工程学科的学科体系、研究范围和任务、国外研究进展和发展趋势、国内研究现状与差距、今后发展目标、重点研究领域,交叉领域和学科增长点等战略发展问题进行了深入的探讨。

笔者在主持岩土工程学科中特殊土工程主题报告编写的基础上,将与特殊土动力学有关的内容在本文中拓展论述,旨在通过梳理特殊土动力学的发展历史与研究现状,结合当前我国经济建设的需求,对已引起众多专家学者广①收稿日期:2006205212中国地震局兰州地震研究所论著编号:LC20070013作者简介:王兰民(1960-),男(汉族),陕西浦城人,研究员,主要从事土动力学及民房抗震等方面的研究工作.泛关注但仍需进一步大力开展研究工作的特殊土动力学领域的发展战略做一展望,并指出了该研究领域未来应重点发展的方向和课题。

1　特殊土动力学的发展历史特殊土动力学以黄土、冻土、新近沉积软土和膨胀土为研究对象,重点研究这些典型特殊土在地震动、振动荷载、波浪等动载荷作用下的变形性、结构性、稳定性与致灾危害性。

上述4类典型特殊土体在我国具有较为广泛的分布,与其有关的工程问题十分突出,是岩土工程界广泛关注的研究热点。

对这些特殊土工程关键科学问题的研究既丰富了岩土工程学的学科内容,又促进了岩土工程学科的发展,特别是对黄土和冻土动力学的研究,目前已经成为我国在国际岩土工程研究领域显示先进或领先水平的特色研究方向。

黄土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物,因其独特的微结构表现出极强的动力易损性,由其引发的相关工程地质病害曾经造成过无计其数的工程事故和上百万人的死亡。

20世纪70年代后期以来,地震作用下黄土动力特性及其灾害的研究成为黄土工程研究的一个热点方向,国内外研究工作在20世纪80年代以后取得了重要进展,主要是在中国、美国、前苏联和日本展开的。

国外研究主要涉及到黄土液化及其滑移[124]和黄土震陷。

国内对黄土动力特性的研究最早见著于钱家欢和姜朴的《振动作用下黄土的抗剪强度》一文。

而较为广泛的研究始于20世纪70年代末,主要涉及到黄土的动力特性、黄土地震灾害(滑坡、震陷、液化)和黄土地区地震动衰减规律、强震地面运动特征[5213]。

冻土是具有负温且含有冰的各类土(岩)的总称,冻土强度高于融土和冻土融化下沉的材料特性是对寒区工程有利与不利的两个方面。

冻土动力学主要探讨动荷载下冻土强度变化特征以及由此引起的地基土体承载力、稳定性等的变化。

世界上第一篇研究冻土力学性质的论文出自前苏联学者H.A. Tsytovich(1930)。

我国比较系统地进行冻土研究起始于20世纪70年代。

20世纪90年代初冻土工程国家重点实验室建立以来,我国在冻土动力学方面的研究日渐兴起。

2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震在冻土地区所造成的大规模震害现象以及冻土区一大批基础设施工程和重大工程的兴建,使得科研工作者对冻土动力学研究产生了极大兴趣,并促使冻土动力学和冻土地震工程的研究成为我国冻土工程学科一个新的分支学科增长点[18220]。

新近沉积软土一般是指第四纪全新世文化期以后堆积的软土,这些软土工程特性极差,具有高压缩、低强度、低渗透等特性,有些还具有很强的结构性,必须经过人工处理后才能得到高附加值的利用。

至今进行的新近堆积软土的研究,主要集中于静荷载下地基大幅度变形研究之上,相关动力学研究工作开展较少。

膨胀土是一种特殊粘土,此类粘土以明显“胀缩性”和因其自身结构特性而具有的裂隙性和超固结性为主要特征。

自20世纪60年代以来,膨胀土研究受到生产实践的广泛重视而迅速发展,从一个国家或地区的研究逐渐发展成为世界性的共同课题,先后在膨胀土的结构特征、力学特性、变形特点等方面取得了很有价值的研究成果。

与新近堆积软土动力学的研究情形相似,膨胀土动力学研究属于尚待相关专家学者开发的科研处女地。

总的来看,在特殊土动力学研究领域中黄土和冻土动力学的研究程度较高,其主要研究内涵业已开拓,已经取得了大量的初步研究成果。

新近堆积软土和膨胀土因其表现出的极差工程特性,可以想见在长期动载荷作用下必然容易诱发土体疲劳破坏的异常变形乃至产生工程病害,危机周围及其上部工程结构及人民生命财产安全。

考虑到这两类特殊土体可能作为我国很多经济发达区域在其今后快速发展过程中不可避免地会被大量使用的地基类型,未来时段内开展针对它们的相关动力学研究是必需的举措。

2　特殊土动力学的主要研究进展20世纪90年代以来,国内外在黄土、冻土、新近堆积软土和膨胀土等特殊土动力学领域的主要研究进展可概括如下。

2.1　黄土动力学近年来,黄土动力学已成为国际土动力学与岩土地震工程研究的一个特色方向,我国此方面的相关研究已处于世界领先地位。

黄土动力学的研究成果主要体现在与动荷载有关的黄土地基处理、结构性、斜坡与边坡稳定性和室内外试验技术等4个方面。

已有研究主要以我国中西部地区以及美国和俄罗斯晚更新世以来的黄土场地为研究对象,采用多学科、综合性的分析研究方法,对动荷载作用下黄土98第1期王兰民等:特殊土动力学的发展战略与展望的动力特性及其地震灾害预测预防与减轻技术进行了系统深入的研究,其主要进展包括:(1)建立了随机地震荷载下黄土的动本构模型,证实了曼辛不规则加卸荷准则对黄土的适用性,定量研究了不同地震荷载对黄土动力特性参数的影响,提供了黄土地区主要大、中城市各类土层的动力参数,提出了随机地震波荷载条件下黄土动力参数、震陷和液化的动三轴试验方法;(2)建立了中国西北黄土震陷系数的经验计算公式,提出了震陷量的预测计算方法,并通过工程实例试验与计算,揭示了黄土震陷的危害性和黄土体地震变形破坏机理;(3)通过多学科试验和现场爆破液化试验,证实了黄土液化的客观存在性和机理,建立了饱和黄土孔压和应变增长模型,提出了相应的判别指标、预测和预防技术;(4)研究了黄土地震滑坡的类型和机理。

提出了用随机搜索法确定黄土斜坡最危险滑裂面、用随机地震荷载下动强度参数求解地震安全系数的斜坡地震稳定性分析方法;(5)研究了黄土场地剪切波速和地脉动的区域和土层分布规律及其在场地地震动放大效应估计中的应用,建立了相应的计算公式,并对土体弹性波动理论中的一些问题进行了改进和完善;(6)建立了击实黄土动力特性的理论,初步为黄土地基抗震密实处理提供了干密度、波速、标贯和孔隙比等方面的标准;(7)建立了黄土地区的强震地面运动衰减规律,揭示了地貌类型(塬、梁、峁、阶地)和土层结构条件对地震动放大效应的影响规律;(8)提出了黄土地基抗震陷和液化的处理技术方法和标准;(9)提出了黄土地震滑坡、震陷、液化的三级区划指标与方法,开发了基于GIS的黄土地震灾害预测区划计算机系统,并对我国黄土高原地区进行了1:100万黄土地震滑坡、震陷、液化区划图的编制[529];(10)黄土显微结构的研究表明了黄土在其颗粒的排列与胶结以及孔隙类型、大小和形状等方面的特殊性,揭示了黄土的液化和震陷与其特殊结构之间的可能关联;(11)室外现场试验技术方面发展了人工爆破地震动现场试验和表面波动勘探试验等,室内试验技术主要发展了离心机试验、振动台试验、应力路径、应变或孔压控制的任意波动三轴试验、相位可控的双向振动三轴试验、三轴扭剪试验和能进行计算机图像处理的微结构扫描电镜试验等。