复杂交互地层分布式凹凸榫管片大直径盾构隧道施工技术研究

1

作者 樊献友 王海锋 +2 位作者 姚峰 刘述森 陈阳 《中国水运》 2024年第10期128-130,共3页

传统盾构管片容易因管片上浮及不均匀沉降等原因出现错台,对隧道安全和防水造成不利影响,影响隧道正常运营。依托江阴高铁站~南闸站盾构工程,提出了复杂交互地层分布式凹凸榫管片大直径盾构隧道施工技术,重点介绍了分布式凹凸榫管片设... 传统盾构管片容易因管片上浮及不均匀沉降等原因出现错台,对隧道安全和防水造成不利影响,影响隧道正常运营。依托江阴高铁站~南闸站盾构工程,提出了复杂交互地层分布式凹凸榫管片大直径盾构隧道施工技术,重点介绍了分布式凹凸榫管片设计形式、洞内注浆+二次注浆、精细化盾构掘进控制、隧道位移控制等工艺原理,并对施工流程和要点进行了分析。技术的应用提高了管片环缝抗剪能力,保证了管片周边注浆加固效果及隧道实际标高的准确性。 展开更多

关键词 分布式 凹凸榫管片 注浆 位移控制

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盾构隧道凹凸榫-斜螺栓形式环缝径向顺剪抗剪刚度研究 被引量：1

2

作者 张迪 徐幼建 +2 位作者 廖少明 陈睿杰 孙佳程 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期228-239,共12页

为研究盾构隧道环缝径向顺剪的抗剪性能,针对凹凸榫-斜螺栓形式的环缝,建立环缝径向顺剪抗剪刚度模型;将环缝的径向顺剪过程分解为静摩擦作用、螺栓锚固、螺栓弯曲变形以及凹凸榫咬合4个阶段,分析不同阶段环缝的受力特点及抗剪刚度的主... 为研究盾构隧道环缝径向顺剪的抗剪性能,针对凹凸榫-斜螺栓形式的环缝,建立环缝径向顺剪抗剪刚度模型;将环缝的径向顺剪过程分解为静摩擦作用、螺栓锚固、螺栓弯曲变形以及凹凸榫咬合4个阶段,分析不同阶段环缝的受力特点及抗剪刚度的主要构成,并通过解析方法得到4个阶段抗剪刚度的显式解答。选取足尺环缝径向剪切试验的试验结果对螺栓作用阶段抗剪刚度理论模型进行验证并分析误差来源,结果表明,由于螺栓的装配方式、环缝剪切试验中结构的受力变形原理等因素,理论模型与试验结果存在差异,但变形阶段存在一定的相似性,理论模型能够较正确地描述环缝剪切过程中螺栓的力学行为。选取带榫管片环缝剪切试验对分布式凹凸榫在咬合阶段的抗剪刚度进行验证,结果表明,当纵向力较大时(达到2000 kN),凹凸榫抗剪刚度的试验结果与理论模型计算结果接近,说明该模型能够较准确地描述在纵向力较大的情况下环缝剪切过程中凹凸榫的力学行为。 展开更多

关键词 盾构隧道 凹凸榫 斜螺栓 环缝 纵向抗剪刚度

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盾构隧道斜螺栓-凹凸榫新型环间接头抗剪性能分析 被引量：7

3

作者 徐培凯 封坤 +3 位作者 肖明清 张力 何川 谢俊 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第7期114-119,共6页

以苏通GIL工程为背景,建立三维精细化有限元模型,对盾构隧道斜螺栓-凹凸榫式新型环间接头承受压剪作用时的受力和变形过程进行仿真分析,并通过数值模拟说明其必要性。模型采用实体单元,对盾构隧道环间接头混凝土、螺栓、套筒、垫片等细... 以苏通GIL工程为背景,建立三维精细化有限元模型,对盾构隧道斜螺栓-凹凸榫式新型环间接头承受压剪作用时的受力和变形过程进行仿真分析,并通过数值模拟说明其必要性。模型采用实体单元,对盾构隧道环间接头混凝土、螺栓、套筒、垫片等细部结构进行1∶1模拟,基于三维模型对环间接头错台、接头转动及凹凸榫作用等进行分析,并采用接头抗剪足尺试验进行对比验证。结果表明:(1)环间接头在顺剪和逆剪加载条件下,接头错台量曲线的变化规律相近,均呈抛物线+直线形状,但逆剪工况时接头刚度比顺剪低20%;(2)环间接头受剪时会产生转动,转动角随着剪切力增大,最大达0.11 rad,不同剪轴比下纵向力对转动角的影响不同;(3)凹凸榫对接头抗剪性能有10%幅度的强化作用,且不受剪切方向影响;(4)与接头抗剪足尺试验对比表明,三维精细化环间接头模型能反应接头的实际受力变形过程,刚度差在10%左右。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片接头 凹凸榫 斜螺栓 有限元模拟 抗剪性能

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大直径盾构隧道斜螺栓-凹凸榫环缝剪切特性足尺试验研究 被引量：2

4

作者 田应飞 李明宇 +4 位作者 陈健 曾力 历朋林 李春林 余刘成 《铁道标准设计》 北大核心 2022年第11期135-141,共7页

为分析大直径盾构隧道纵向连接发展规律,以济南黄河隧道工程为依托,设计管片足尺试验,通过环缝错台量-剪轴比关系及螺栓应变-剪轴比关系,研究大直径盾构隧道(外径15.2 m)环缝接头剪切变形规律及螺栓应变变化规律。根据试验结果,将环缝... 为分析大直径盾构隧道纵向连接发展规律,以济南黄河隧道工程为依托,设计管片足尺试验,通过环缝错台量-剪轴比关系及螺栓应变-剪轴比关系,研究大直径盾构隧道(外径15.2 m)环缝接头剪切变形规律及螺栓应变变化规律。根据试验结果,将环缝剪切划分为4个阶段:摩擦阶段(剪轴比0~0.17)、间隙闭合阶段(螺栓顺剪0.17~0.88,螺栓逆剪0.17~0.67)、强化阶段(螺栓顺剪0.88~,螺栓逆剪0.67~0.98)及破坏阶段(螺栓逆减0.98~)。结果表明,逆剪螺栓接头较顺剪螺栓接头更早进入强化阶段,逆剪螺栓接头的破坏剪轴比约为0.98;螺栓逆剪工况接头的抗剪效果低于螺栓顺剪工况,建议施工中错台量宜取12 mm作为控制指标;环缝错台曲线与螺栓应变曲线斜率变化时剪轴比具有一致性,验证了上述各阶段划分的合理性;根据螺栓各应变测点应变发展情况,明确了逆剪螺栓塑性区位置。 展开更多

关键词 盾构隧道 大直径盾构 斜螺栓-凹凸榫 环缝错台量 足尺试验 环缝接头 抗剪加载试验

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带凹凸榫盾构管片破碎分析及对策 被引量：1

5

作者 黄军 《低碳世界》 2017年第4期226-227,共2页

杭州地铁盾构施工所用的衬砌管片结构带有凹凸榫设计,此管片对推进及拼装质量要求高,控制不当极易造成管片破碎。为减少此种管片在小半径曲线中破碎,通过盾构推进实际操作,盾构姿态的控制,管片合理选型,盾尾间隙的严格控制,有效解决质... 杭州地铁盾构施工所用的衬砌管片结构带有凹凸榫设计,此管片对推进及拼装质量要求高,控制不当极易造成管片破碎。为减少此种管片在小半径曲线中破碎,通过盾构推进实际操作,盾构姿态的控制,管片合理选型,盾尾间隙的严格控制,有效解决质量控制难题,使盾构高效运转,隧道如期贯通,同时为后期此类型管片的盾构选型提供依据。 展开更多

关键词 管片 破碎 凹凸榫 间隙 姿态

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基于凹凸榫受损状态下隧道环缝剪切特性研究

6

作者 周祥 《中国铁路》 2022年第7期47-52,共6页

在凹凸榫受损管片带伤工作条件下,为其设计提供依据,依托济南黄河隧道工程,进行分布式凹凸榫管片环缝剪切试验。研究表明:环缝处凹凸榫受损程度和部位不同,会对各环缝处连接螺栓和凹凸榫分阶段的剪切受力状态产生不同影响,不仅会使管片... 在凹凸榫受损管片带伤工作条件下,为其设计提供依据,依托济南黄河隧道工程,进行分布式凹凸榫管片环缝剪切试验。研究表明:环缝处凹凸榫受损程度和部位不同,会对各环缝处连接螺栓和凹凸榫分阶段的剪切受力状态产生不同影响,不仅会使管片偏转,而且会造成凹凸榫受损严重的一侧错台量增幅变大,并最先达到受剪破坏。凹凸榫受损严重一侧,环缝错台大致分3个阶段,分界点剪轴比分别约为0.50和0.93;与之相对的另一侧错台分2个阶段,分界点为0.50。连接螺栓逆向剪切侧凸榫下方破损、顺向剪切侧凸榫上方破损,对环缝抗剪力削弱较大。建议管片剪切试验更多关注单侧环缝凹凸榫单独受剪的工况。 展开更多

关键词 大直径 盾构隧道 环缝 分布式 凹凸榫 损伤

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大直径盾构隧道分布式凹凸榫受力特性 被引量：3

7

作者 赵森森 张冬梅 黄忠凯 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第5期54-62,79,共10页

为探究大直径盾构隧道管片错台过程中分布式凹凸榫的抗剪作用及剪切破坏机理,依托佛山市季华路西延线顺德水道隧道工程,建立数值模型,分析凹凸榫在不同剪切方向、不同尺寸下的受力特点、破坏模式及抗剪承载力。基于此,建立分布式凹凸榫... 为探究大直径盾构隧道管片错台过程中分布式凹凸榫的抗剪作用及剪切破坏机理,依托佛山市季华路西延线顺德水道隧道工程,建立数值模型,分析凹凸榫在不同剪切方向、不同尺寸下的受力特点、破坏模式及抗剪承载力。基于此,建立分布式凹凸榫径向抗剪承载力计算模型。研究表明,分布式凹凸榫可限制错台,提高环缝抗剪能力,抑制斜螺栓进一步屈服和混凝土的进一步损伤;径向剪切时由于凸榫根部受压损伤严重导致承载力下降,高厚比k小于6时,凸榫有被整体剪切破坏的趋势,切向剪切时由于应力集中导致凹凸榫局部受压破坏;力学模型计算结果和数值模拟结果相符,可为分布式凹凸榫尺寸设计提供参考。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片错台 分布式凹凸榫 数值模拟 受力特性 抗剪承载力

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盾构隧道新型分布榫式管片结构的局部原型试验研究 被引量：8

8

作者 刘迅 封坤 +2 位作者 肖明清 何川 李策 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期197-208,共12页

大直径盾构隧道在穿越复杂地层或水下环境时,环间常设置加强措施以控制环间错动与张开变形。为探明环间设置分布式凹凸榫的新型分布榫式管片结构力学特性与破坏机理,针对佛莞城际狮子洋隧道所采用的环间分布四榫式原型管片,开展了考虑... 大直径盾构隧道在穿越复杂地层或水下环境时,环间常设置加强措施以控制环间错动与张开变形。为探明环间设置分布式凹凸榫的新型分布榫式管片结构力学特性与破坏机理,针对佛莞城际狮子洋隧道所采用的环间分布四榫式原型管片,开展了考虑相邻环错缝拼装组合的局部原型试验,详述了结构变形、环缝错台、接缝张开的变化规律与特征,对裂缝发展规律与最终破坏形态进行了研究。研究结果表明:新型分布榫式管片结构变形可分为中间块内弧面钢筋处于弹性时的线性增加阶段和进入塑性后的非线性增加阶段;新型分布榫式管片结构环间变形首先表现为错台,环间作用由接触面摩擦提供,当分布式凸榫与凹槽接触后环间变形表现为转动张开,纵向螺栓受弯、凹凸榫构造受剪,环间作用最终转变为弯剪结合;管片结构初始裂缝出现在中间块拱顶边缘位置,其破坏机理为:管片结构内弧面混凝土开裂导致钢筋承受截面拉力、裂缝不断加深加宽,随后管片受拉侧钢筋进入塑性,结构最终失稳破坏。研究结果可为大直径盾构隧道的设计与分析提供参考。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片结构 分布式凹凸榫 局部原型试验 破坏机理

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高轴压作用下盾构隧道复杂接缝面管片接头抗弯试验 被引量：49

9

作者 封坤 何川 肖明清 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期99-110,132,共13页

在采用盾构法应对大埋深、高水压等特殊环境时,具有凹凸榫、双侧止水构造的复杂接缝面接头大量运用,在该情况下其抗弯性能较为复杂。文章结合广深港高速铁路狮子洋隧道工程,针对高轴压作用下复杂接缝面管片接头的抗弯性能、破坏特征开... 在采用盾构法应对大埋深、高水压等特殊环境时,具有凹凸榫、双侧止水构造的复杂接缝面接头大量运用,在该情况下其抗弯性能较为复杂。文章结合广深港高速铁路狮子洋隧道工程,针对高轴压作用下复杂接缝面管片接头的抗弯性能、破坏特征开展了足尺试验研究,试验结果表明,高压作用下管片接头抗弯刚度在初始段小弯矩作用下增长近似线性,后段呈明显非线性,而且轴力水平越大线性段保持越长;由于负弯曲时管片内侧接触传力区混凝土参与受压,增加了接缝面的抗弯能力,使负弯荷载下抗弯刚度比正弯荷载下抗弯刚度略大。接缝面张开情况随弯矩呈"台阶状"变化,在接缝面线性张开时轴力的增长对于接缝面张开的约束作用不明显,而非线性增长阶段轴力对与张开量的约束明显;止水材料对于接头抗弯刚度的影响很小,在进行管片接头抗弯刚度的设计与计算分析时可忽略不计;正弯荷载与负弯荷载作用时管片接头的破坏过程不同,正弯荷载作用下接头螺栓先于接头破坏,负弯荷载作用下接头破坏时螺栓未破坏。研究结果可为盾构法隧道的设计、施工和相关研究提供重要参考。 展开更多

关键词 盾构法隧道 管片接头 凹凸榫 足尺试验 抗弯性能 破坏特征

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纵向力对盾构隧道管片结构内力分配机制的影响分析——以苏通GIL电力管廊隧道工程为例 被引量：5

10

作者 曹淞宇 封坤 +3 位作者 刘迅 肖明清 李策 孙文昊 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第S02期154-162,共9页

为探明施工过程中,不同纵向力及竖向荷载作用下,中间管片与两侧持环管片结构位移与内力分配的变化规律,以苏通GIL电力管廊隧道工程为背景,采用有限元方法建立局部错缝拼装管片结构模型,对目标管片在拱顶位置受拱顶竖向均布力荷载作用下... 为探明施工过程中,不同纵向力及竖向荷载作用下,中间管片与两侧持环管片结构位移与内力分配的变化规律,以苏通GIL电力管廊隧道工程为背景,采用有限元方法建立局部错缝拼装管片结构模型,对目标管片在拱顶位置受拱顶竖向均布力荷载作用下弯矩与位移的分配规律进行研究,引入环间位移分配系数与弯矩分配系数揭示在不同纵向力作用下目标管片环间弯矩与位移的分配规律,揭示纵向力与环缝接缝张开量的对应关系,探明错缝拼装管片结构弯矩与位移的分配机制。结果表明:1)纵向力能够增加管片结构弯矩与位移的分配能力,有利于结构整体受力以及位移的整体协调性,其对结构内力分配的影响表现为非线性及阶段性,即当环间不产生接缝张开时,纵向力的增加对结构整体性影响较小;当环间产生张开量时,纵向力的增加在一定程度上增强了管片变形及内力的分配能力。2)纵向力使目标管片与两侧管片环缝完全接触,此时控制内力分配的主要因素为环缝接触面;直观控制因素为环缝张开量与错台量,随着环缝的张开,局部结构内力逐渐由通过接缝面传递变为通过凹凸榫传递,同时结构整体内力分配能力降低。3)常规荷载作用下,随着竖向拱顶荷载增加,当环缝凹凸榫接触后,结构内力的分配逐渐趋于某一稳定值。4)实际工程中出现纵向力损失后,由于内力的重新分配,结构会出现局部位置应力集中情况,需针对该实际工况予以特殊考虑。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片衬砌 内力分配 纵向力 凹凸榫构造

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纵向力对带榫管片环缝剪切破坏机制影响研究 被引量：5

11

作者 曹淞宇 封坤 +2 位作者 刘迅 肖明清 何川 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期273-284,共12页

为明确带榫管片环缝剪切受力机制及剪切受力过程中纵向力对管片结构环间接缝抗剪性能的影响,采用苏通GIL(Gas Isolated Line)综合管廊工程所用带有分布式凹凸榫的原型管片衬砌,通过局部原型试验,对带榫管片结构在考虑不同纵向力作用下... 为明确带榫管片环缝剪切受力机制及剪切受力过程中纵向力对管片结构环间接缝抗剪性能的影响,采用苏通GIL(Gas Isolated Line)综合管廊工程所用带有分布式凹凸榫的原型管片衬砌,通过局部原型试验,对带榫管片结构在考虑不同纵向力作用下的受荷过程中环间螺栓应力、环间分布式凹凸榫表面应力、环缝张开量进行了研究。结果表明:(1)不同纵向力作用下带榫管片结构环缝剪切受力机制不同,纵向力较小时环缝凸榫受力破坏方式为多次的凸榫混凝土冲削损伤破坏,而纵向力较大时环缝凸榫破坏方式为单次的混凝土剪切破坏,凹凸榫之间形成剪切破坏面。(2)不同纵向力作用下带榫管片结构环缝凹凸榫破坏最严重位置均靠近纵向接头处,为中间凸榫;两侧凸榫损伤程度较弱,纵向力较小时两侧凸榫损伤程度高于纵向力较高时。(3)环间纵向力的增加有助于提高带榫管片结构环缝的抗剪能力,可使凸榫均匀受力,同时降低凸榫的损伤程度,避免局部区域环缝接头与凸榫表面的应力集中;实际工程中可通过螺栓复紧等方式保持环间纵向力。(4)对于环缝张开量的控制是保持纵向力的主要目的,在实际工程中,可通过环缝张开量的状态与发展,通过分阶段分析凸榫受力模式,评估环缝凹凸榫抗剪能力的发挥程度,以达到充分利用榫槽抗剪性能的目的。 展开更多

关键词 隧道工程 分布式凹凸榫 原型试验 管片衬砌 剪切破坏

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纵向力对盾构隧道管片结构力学性能的影响分析 被引量：1

12

作者 赵金虎 《铁道建筑技术》 2023年第8期155-159,共5页

为探究动态变化的纵向力对管片结构受力变形性能的影响,以济南黄河隧道工程为背景,采用有限元分析软件,建立错缝拼装弧形管片局部结构数值模型,定义管片结构弯矩与位移分配能力指标,研究管片结构弯矩与位移分配能力变化规律,以明确管片... 为探究动态变化的纵向力对管片结构受力变形性能的影响,以济南黄河隧道工程为背景,采用有限元分析软件,建立错缝拼装弧形管片局部结构数值模型,定义管片结构弯矩与位移分配能力指标,研究管片结构弯矩与位移分配能力变化规律,以明确管片结构环间变形机理。结果表明:(1)当环缝未发生错台时,纵向力对管片结构影响较小;当环缝出现错台与张开现象,纵向力的增加增强了管片结构弯矩与位移分配能力。(2)环间作用首先为摩擦力,随竖向荷载增加,凹凸榫构造发生接触,环间作用其次为凹凸榫作用。(3)凹凸榫构造接触后,管片结构弯矩与位移分配能力随凹凸榫构造接触面积减小而减弱,管片结构弯矩与位移分配能力最终会趋于定值。由于弯矩与位移的重分配,管片结构会出现局部应力集中现象,设计时需予以加强。 展开更多

关键词 盾构隧道 管片衬砌 内力分配 纵向力 凹凸榫构造

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大直径盾构隧道斜螺栓环缝抗剪特性研究 被引量：24

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作者 张冬梅 刘杰 +1 位作者 李保军 钟毅 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期142-153,共12页

以大直径盾构隧道施工过程中管片上浮错台问题为背景,研究大直径盾构隧道环缝结构的抗剪特性,从结构承载力角度提出有效且可控的抗浮措施,并深入探究环间错台对隧道结构的影响,以确定大直径盾构隧道环间变形控制标准,减小隧道环间错台... 以大直径盾构隧道施工过程中管片上浮错台问题为背景,研究大直径盾构隧道环缝结构的抗剪特性,从结构承载力角度提出有效且可控的抗浮措施,并深入探究环间错台对隧道结构的影响,以确定大直径盾构隧道环间变形控制标准,减小隧道环间错台引起的管片损伤。以深圳妈湾跨海通道为依托,基于材料塑性损伤本构,考虑管片接缝细部构造,根据相关管片环缝剪切原型试验对接缝抗剪数值模拟方法的有效性进行验证。随后,利用数值模拟研究了环向接缝顺剪、逆剪和切向剪切时的错台现象和破坏特征,分析了斜螺栓、凹凸榫对环缝抗剪特性的影响,为大直径盾构隧道环缝结构的抗浮设计和安全评价提供依据。研究表明:环缝剪切错台数值计算结果与试验结果吻合良好,能够有效揭示接缝剪切过程中结构的变形特点和损伤特性;环缝接缝的剪切错台过程较为复杂,呈阶段性特征,螺栓和凹凸榫的受力状态是决定接缝抗剪特性的关键因素;凹凸榫能显著提高接缝抗剪刚度和承载力,但也带来接缝应力集中和张开过大等问题,设计和施工过程中需充分考虑接缝刚度和变形的适应性;基于环缝错台损伤分析,提出了环缝变形的三级安全评价指标,大直径盾构隧道接缝变形必须控制在Ⅱ级以内,以保证隧道的结构安全和正常使用性能。 展开更多

关键词 隧道工程 剪切错台 数值模拟 损伤分析 斜螺栓 凹凸榫 安全评价

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苗族龙舟话龙头

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作者 钟凯琼 《中国民族》 1997年第3期59-59,共1页

苗族龙舟话龙头文／钟凯琼苗族龙舟是苗族先民流传下来的，具有本民族特点的龙形船只。它不仅舟身造型别具一格，龙头造型也颇具特色。中国传统的龙正如古代画家郭若虚先生《制作楷模》中描述的是一“九似”物，即“角似鹿、头似驼、眼... 苗族龙舟话龙头文／钟凯琼苗族龙舟是苗族先民流传下来的，具有本民族特点的龙形船只。它不仅舟身造型别具一格，龙头造型也颇具特色。中国传统的龙正如古代画家郭若虚先生《制作楷模》中描述的是一“九似”物，即“角似鹿、头似驼、眼似鬼、项似蛇、腹似蜃、鳞似鱼、爪似... 展开更多

关键词 苗族先民 划龙舟 苗族人民 尧舜禹 母系氏族社会 中国传统 凹凸榫接 祖先崇拜 生产劳动 性格特征

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