水泥土搅拌桩在工程中的应用及未来的发展趋势

水泥土搅拌法是一项利用天然土与水泥的物理化学反应改变地质条件的一项新技术.该项技术最早在美国研制成功,而后得到了广泛应用.我国于1977年开始试验与研究工作,如今已经成功地运用于许多工程,且取得良好的效果.文章主要介绍了当前水泥搅拌桩的一些应用领域及相关实例,并预测了其未来的发展趋势.     

高、低帮篮球鞋对落地时踝关节稳定及肌肉功能影响的研究

目的:探讨高、低帮篮球鞋对落地时踝关节内翻的运动学、地面反作用力及下肢主要肌群活动的影响,尝试理解高、低帮篮球鞋与踝关节落地稳定之间的关系;方法:13名受试者分别穿着高、低帮篮球鞋,手抓杠悬于空中,从40 cm高度分别垂直下落至内翻15°、内翻30°、内翻25°伴随跖屈10°(25°+10°)、内翻25°伴随跖屈20°(25°+20°)的倾斜面上,分析其踝关节运动学、地面反作用力及小腿主要外翻和背屈肌群(胫骨前肌、腓骨长肌和腓骨短肌)的肌电活动;结果:高、低帮鞋对内翻角度的变化、最大内翻角速度和地面垂直及水平冲击力没有显著影响;在15°倾斜面时,穿着高帮鞋出现预激活时间比低帮鞋晚(P<0.05),同时,在15°和25°+20°下腓骨长肌和腓骨短肌落地前50 ms的平均振幅更小(P<0.05);结论:选取的高帮鞋对踝关节的运动学和冲击力的改变不显著,但却在一定程度上影响了周围肌肉的预激活,对限制踝关节活动起到了积极的作用.     

快速跑完整步态中下肢肌肉的应力变化及肌肉功能探讨

目的:量化快速跑过程中下肢各关节力矩和各单块肌肉(群)肌应力的变化规律及其对快速跑动作所起的作用.方法:同步采集8名优秀短跑运动员途中跑时完整步态下肢运动学数据(300 Hz)、地面反作用力(1 200 Hz)数据和肌电图(120 Hz)信号,建立下肢肌肉-骨骼系统模型,应用中尺度序列二次规划拟牛顿线性搜索算法将快速跑时关节肌力矩优化并求解单块肌肉应力.结果:最优化算法所估算的快速跑时下肢冗余肌力变化与快速跑时肌电全波整流图存在一定程度上的相似.支撑期,臀大肌、腘绳肌、比目鱼肌和腓肠肌应力水平较高.摆动前期,髂肌、股四头肌群(股直肌)、股二头肌短头和腓肠肌为主要做功肌肉.摆动后期,只有臀大肌和腘绳肌活动积极.双关节肌腘绳肌、股直肌和腓肠肌在各时期的应力值均高于其他做功肌肉,且在整个步态中的应力峰值也显著高于其他肌肉.结论:下肢双关节肌腘绳肌、股直肌和腓肠肌受两个关节复杂的交互作用导致应力值偏高,在快速跑时被拉伤风险较大.此优化算法为了解快速跑时下肢单块肌肉力量变化提供了更为精确的方法,进而为分析快速跑肌肉功能和为专项力量训练的科学化及防止肌肉拉伤提供了生物力学依据.     

人体不同高度下落地面冲击力及下肢关节肌力矩变化特征研究

研究不同高度落地时地面冲击力及关节肌力矩的变化.结果表明:踝、膝、髋关节处的关节肌力矩第一波峰峰值随落地高度的增加而增大,踝、膝、髋关节处的关节肌力矩第一波峰出现时间随落地高度升高而减小,第二波峰随落地高度的升高呈现先增大后减小的趋势,在50cm时出现的时间最长;踝、膝、关节肌力矩第一波峰峰值与垂直落地高度呈显著相关.根据地面反作用力峰值可以较为准确的推断出关节肌力矩的峰值变化.     

置于身体不同部位可穿戴式电子计步器 准确性和可靠性的研究*

目的：研究在身体不同部位的计步器（手腕、腰部和鞋中底）在步行、慢跑和上下楼梯时记录步数的准确性和可靠性。方法：20名受试者按照实验要求以自我选择的速度依次在400m塑胶跑道上进行步行和慢跑以及上下总共17层的楼梯共10次。所有的步数通过计步器和摄像机记录。一周后所有受试者人员重复上述测试，只记录计步器数据。结果：在步行时，腰部和鞋中底的计步器的精确性显著性的高于腕部（p < .05）。在慢跑和上下楼梯时，鞋中底的计步器的精确性显著性的高于腕部（p < .05）。计步器放置于腰部和鞋中底都表现为较小的相对误差值（<3%）。在慢跑和步行时，放置于所有位置的计步器都表现为较高的可靠性（alpha>0.80）。结论：在慢跑和上下楼梯时，计步器的精确性并不受到放置位置的影响，但是上下楼梯时无论放置在任何身体位置都未达到高度可靠性。综合所有情况，在鞋中底嵌入计步器可能是用以记录人体日常活动情况最佳选择。     

紧身装备在体育科学领域的研究现状与展望

紧身装备作为当今高科技运动装备之一,已经被越来越多的运动员和体育爱好者所青睐,它在维持肌肉功能、减少运动损伤、提高运动能力方面的作用,令其成为21世纪功能性运动装备领域的研究热点。运用文献资料调研、统计分类的方法,归纳了半个多世纪以来国内外紧身装备的研究和应用现状。结果发现,近年来,无论是国外还是国内均加大了针对紧身装备的科研探索,主要涉及的学科领域包括生理生化、生物力学、运动医学、材料学以及结构设计等。同时一系列有关紧身衣、裤、袜的研究表明,紧身装备确实对运动员力量的输出、疲劳的表现以及内在肌肉功能产生了积极的影响,但其中蕴含的机制仍需进一步探索。此外,到现在为止国内尚没有系统开展对于运动紧身衣裤的研究,同样限制了国人对于紧身装备内在机制的理解。未来紧身装备的研究将会更多地致力于在选择更理想的紧身材料的基础上,针对肌肉(或软组织)振动特性的影响,特别是在本体感觉、神经肌肉控制以及在预防运动损伤、提高运动能力、促进大众健身等方面进行更深层次的探究。     

短跑运动控制的生物力学分析

目的:通过建立短跑最高速阶段下肢的生物力学模型,探讨短跑运动下肢肌肉在多关节运动中协调、控制功能的生物力学机制,为短跑技术分析、技术最佳化提供依据.方法:使用三维红外高速摄像系统(300 Hz)、三维测力台(1 200 Hz)采集8名高水平短跑运动员在塑胶跑道上全力跑动时的数据.使用环节互动动力学分析短跑最高速时一个步态周期的运动学、动力学数据.研究结果: 1)触地初期,地面反作用力通过膝关节和髋关节前方,在膝、髋关节处产生伸膝、屈髋力矩的外力矩(EXF),此时肌肉力矩(MUS)的主要作用是对抗地面反作用力产生的外力矩(EXF).此时,膝、髋关节处最大MUS分别为203.40±93.60 Nm和455.24±198.72 Nm;蹬伸末期,在髋关节处出现较大的由大腿加速度和髋线加速度产生的惯性力矩(INT),在离地后小腿后摆运动中起到积极作用;2)摆动初期,小腿的后摆主要是惯性力矩引起的;摆动末期肌肉力矩(MUS)与惯性力据(INT)出现最大值,膝关节处为249.32±38.81 Nm、194.01±30.90 Nm,髋关节处为650.81±101.06 Nm、410.80±78.67 Nm.结论:支撑期,肌肉力矩(MUS)和地面反作用力产生的外力矩(EXF)是主要控制下肢运动的主要力矩.支撑末期,大腿加速度及髋线加速度在髋关节处产生较大的惯性力矩(INT),为离地后小腿的积极后摆提供帮助;腾空期,摆动腿的运动主要受肌肉力矩(MUS)和惯性力矩(INT)控制,其中,惯性力矩(INT)主要由小腿的角加速度产生的,两力矩相互作用,以控制与完成下肢的目标动作.     

不同落地方式下篮球鞋对冲击力和股四头肌振动的影响

探讨主动落地反跳和被动着地两种落地方式下,篮球鞋对于冲击力信号和股四头肌软组织室振动的影响,以及它们三者之间可能存在的相互关系,并找寻在此过程中能够切实反映篮球鞋变化的新的敏感指标,以期为运动鞋的功能需求和设计提供新的方向。