高原气候环境下基础设施结构混凝土材料强度、耐久性所面临的问题逐渐凸显,研究高原气候环境对混凝土性能的影响具有重要意义。通过低气压试验箱模拟95.0、70.7、57.6、47.0和38.7 kPa气压环境,测试了不同养护气压下水泥净浆的抗压强度、孔结构和物相组成。结果表明,在同一龄期时,随着养护气压的降低,水泥净浆的抗压强度逐渐降低,孔隙率逐渐增加,最可几孔径逐渐增大,过渡孔比例减小,毛细孔和大孔的比例增加,水化产物中的Ca(OH)2逐渐减少。此外,本文还分析了水泥净浆抗压强度与孔结构的关系,基于水泥净浆孔结构参数,建立了水泥净浆抗压强度预测模型。

高原地区的低气压环境对水泥基材料的干燥收缩与抗冻融性能等均有不利影响, 该环境下水分传输特性的改变是重要的影响因素。对不同水灰比的硬化水泥浆体开展了不同气压(101、60 kPa和20 kPa)与相对湿度(43%、98%)环境中270 d的等温暴露试验, 研究了低气压环境对硬化浆体中含湿量及化学结合水含量的影响, 并建立数值模型分析了低气压环境对水分传输特性的影响。结果表明: 在等温干燥环境中, 低气压环境会促进硬化浆体中水分散失, 并导致化学结合水含量的轻微下降; 在等温润湿环境中, 水分逐渐扩散进入硬化水泥浆体中, 使试件质量随暴露龄期呈对数增长, 环境气压降低会明显提升早期的质量增长速率与最终质量增加值。水分传输的数值模拟结果说明了低气压环境中水蒸气扩散系数、对流传质系数与硬化浆体的本征渗透率的增大是导致等温干燥和润湿过程水分传输行为的主要原因。

黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解, 并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术, 本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解率的影响, 根据非饱和土的单值有效应力公式, 从孔隙水压力和孔隙气压力的角度建立了非饱和土崩解的力学模型, 利用推导出的崩解率-时间公式拟合黄土试样的崩解曲线。结果表明: MICP改良试样的崩解率均低于未改良的试样; 随着养护龄期增加, 0.6 mol/L胶结液改良黄土的崩解时间由12 min增加到28 min; 养护14 d时, MICP改良黄土的崩解率达到最低值0.02%, 崩解率-时间公式对崩解率曲线的调整拟合优度均在0.90以上。

以α-Si3N4粉为原料, MgO-La2O3-Lu2O3为三元复合烧结助剂, 采用气压烧结工艺制备Si3N4陶瓷条, 研究烧结助剂及添加β-Si3N4增强相对Si3N4陶瓷微观结构及力学性能的影响。结果表明, 三元复合烧结助剂促进了烧结的致密化, 提高了材料的力学性能, 在最高烧结温度1 750 ℃、复合烧结助剂添加量8%（质量分数）时, 得到密度为3.172 8 g/cm3、维氏硬度达到15.85 GPa、断裂韧性和抗弯强度分别为9.69 MPa·m1/2和1 029 MPa的冰刀用Si3N4陶瓷。添加β-Si3N4材料的断裂韧性得到提高, 最高达到10.33 MPa·m1/2。Si3N4陶瓷本身的高硬度与加入的稀土氧化物使得所制备冰刀的硬度与润滑性能得到提高, 表面性能优良。

提出了一种基于级联法布里-珀罗干涉仪（CFPI）的光纤传感器，用于同时测量温度和压力。该传感器由单模光纤（SMF）、空心光纤（HCF）和双孔光纤（DHF）依次熔接在一起而构成。其中，HCF构成空气腔法布里-珀罗干涉仪（FPI），DHF构成石英腔FPI，两个FPI级联形成混合腔FPI。空气腔FPI通过DHF的空气孔与外部环境连通，实现对气压的高灵敏度传感；石英腔FPI利用二氧化硅的热光效应和热膨胀效应，实现对温度的高灵敏度传感。在0.1~0.6 MPa气压范围，60~260 ℃温度范围，实现的空气腔FPI的气压和温度灵敏度分别为4 nm/MPa和1 pm/℃，混合腔FPI的气压和温度灵敏度分别为0.5 nm/MPa和9 pm/℃。空气腔FPI和混合腔FPI对温度和气压的灵敏度不同，实现了温度和气压的双参数测量，同时该传感结构制造工艺简单，集成度高，灵敏度高。

为提高高速飞行器尾翼的加工效率, 以4 mm厚的Q235钢板为切割对象, 采用大功率激光切割工艺来代替传统的电火花线切割工艺, 在不同参数组合下开展了尾翼激光切割加工试验。重点研究了激光切割速度v、氧气辅助气压P等关键工艺参数对尾翼表面粗糙度和侧面垂直度的影响规律。结果表明: 在其他试验条件不变的情况下, 当切割速度为2.0 m/min, 氧气辅助气压为0.5 bar时, 切割表面形貌较好, 表面粗糙度最低可达到0.920 μm, 无显微裂纹, 其侧面垂直度最小为0.031 mm/4 mm, 小于0.1 mm/4 mm, 满足其加工技术要求。

非色散红外SF6气体传感器具有测量范围广、灵敏度高、抗干扰能力强等优点,在电力系统中具有广泛的应用。在实际检测过程中,环境气压的变化对气体传感器的检测精度有较大的影响,提出利用RBF神经网络建立气体传感器气压补偿模型,运用其泛化和非线性映射能力对环境气压波动引起的测量误差进行补偿。实验结果表明：采用气压补偿模型后的气体传感器在气体浓度3 260 mg/m3~9 781 mg/m3,气压100 kPa~120 kPa范围内,最大测量误差由±646 mg/m3降为±52 mg/m3,测量精度为±0.53%FS。该方法相比于拟合法和硬件电路补偿法具有更高的测量精度和稳定性,降低了传感器的体积和成本。

为了研究气压对车载光电系统成像质量的影响，在分析气压变化对光电系统离焦影响的基础上，建立了气压引起光电系统成像模糊的数学模型。通过建立某轮式火炮瞄准镜的光学系统模型，并设置不同的环境气压对系统模型进行仿真分析，最终得到了不同气压下该瞄准镜的成像仿真图像。利用灰度平均梯度法对仿真图像进行评价，并得出结论：环境气压越低，图像越模糊，该瞄准镜的成像质量越差。此研究对新型车载光电系统的环境适应性设计具有重要的参考价值。

为研究气压对激光诱导击穿光谱检测性能的影响，实验研究了0.01～100.00 kPa大气压强下钢铁样品中Fe I 438.35 nm和Fe I 404.58 nm谱线的强度、寿命、信噪比及相对标准偏差随采集时间的演化。结果表明，大气压强从100.00 kPa逐渐下降至0.01 kPa时，大气与等离子体的相互作用减小，导致等离子体光谱强度逐渐减小至原来的1/20，谱线寿命从常规的几十微秒逐渐缩短至只有2.5 μs；谱线的信噪比随气压降低逐渐减小，相对标准偏差在气压降低至0.1 kPa以下时迅速增大。这说明气压降低会导致光谱质量变差，为保证分析灵敏度，低气压下应选择较短的采集时延；当气压低于0.10 kPa时，分析谱线的相对标准偏差迅速大于10%。

激光陀螺光路稳定性决定着陀螺的性能，而谐振腔内外压差是影响陀螺光路稳定性重要因素之一.为了研究腔内低气压对激光陀螺光路变动及其损耗的影响，采用ANSYS仿真软件对激光陀螺在腔内低气压状态下反射镜的微小形变进行了仿真计算，结果表明: 低气压状态下，反射镜的中心发生最大形变，其中球面镜最大形变量为545 nm,平面镜最大形变量为31 nm，这不仅引起光路偏离光阑中心390 nm，同时引起球面镜曲率变化174 mm.进一步从理论上分析了这种变化对光路变形和谐振腔损耗的影响，结果表明: 上述变化综合引起谐振腔损耗变化2%~3%，其中球面镜曲率半径的变化是引起损耗变化的主要原因，增加球面镜槽深或降低腔内外压差都能有效减小这种光路的变化.通过搭建光路测试系统，进一步验证了计算结果的正确性.