聚氨酯泡沫注浆修复材料泡孔结构特征及抗压性能研究进展

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作者 张超 潘旺 +6 位作者 方宏远 王娟 王翠霞 杜明瑞 赵鹏 王磊 王复明 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期225-238,共14页

聚氨酯泡沫(PUF)注浆修复材料以轻质高强、快凝高膨胀等优势,在基础设施修复加固领域得到了广泛的应用。抗压性能是工程修复材料十分重要的力学指标之一,而材料的微观结构对其宏观力学行为有决定性影响。近年来,国内外专家学者对PUF注... 聚氨酯泡沫(PUF)注浆修复材料以轻质高强、快凝高膨胀等优势,在基础设施修复加固领域得到了广泛的应用。抗压性能是工程修复材料十分重要的力学指标之一,而材料的微观结构对其宏观力学行为有决定性影响。近年来,国内外专家学者对PUF注浆修复材料的微观结构特性和抗压性能进行了大量研究,但尚未见到系统性总结。本文介绍了PUF注浆修复材料的定义及反应过程,综述了其微观泡孔结构特性、压缩应力-应变关系和本构模型,从宏微观角度讨论了其变形和破坏机理,总结了密度、试件尺寸、应变率和特殊环境工况对压缩性能的影响机理及规律,最后展望了PUF注浆修复材料未来的研究方向。 展开更多

关键词 聚氨酯泡沫 注浆 微观结构 本构模型 抗压性能

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基于单平面UCT技术的综合管廊施工缝缺陷检测研究 被引量：2

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作者 郭成超 郭铸锋 +2 位作者 马会环 常巨成 马军义 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第8期1315-1323,共9页

为探讨以单一平面为测区的超声波计算机层析成像(UCT,ultrasonic computed tomography)技术在综合管廊施工缝缺陷检测中的应用效果,通过含预设施工缝缺陷混凝土试件的质量检测试验、综合管廊缩尺模型闭水试验等方法进行研究。结果表明:1... 为探讨以单一平面为测区的超声波计算机层析成像(UCT,ultrasonic computed tomography)技术在综合管廊施工缝缺陷检测中的应用效果,通过含预设施工缝缺陷混凝土试件的质量检测试验、综合管廊缩尺模型闭水试验等方法进行研究。结果表明:1)单平面UCT检测技术在施工缝缺陷检测及密实度评价上表现出较高的精度,可直观获取缺陷分布形态;2)当施工缝长度范围内的超声波脉冲速度(UPV,ultrasonic pulse velocity)突变值达1000 m/s以上时,认为接缝面内存在孔洞缺陷区;3)提出基于UPV色带的黏结质量评价标准,当UPV标准差大于250 m/s且色带断续区明显时,认为施工缝黏结质量较差;4)非水反应类高聚物注浆在综合管廊施工缝缺陷修复问题上具有便捷、堵漏效果好等特征,应用单平面UCT技术实时评价其修复效果是可行的。 展开更多

关键词 综合管廊 施工缝 UCT 缺陷检测 高聚物注浆

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深水大坝混凝土裂缝高聚物注浆修复试验研究 被引量：3

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作者 石明生 夏洋洋 +3 位作者 李逢源 王超杰 郑勇 田晗 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第9期135-139,共5页

为探讨高聚物注浆技术在深水大坝水下混凝土裂缝修复中的可行性,本研究基于中心顶推试验和模型试验,对高聚物与混凝土界面的黏结性能及浆液在混凝土裂缝中的扩散规律进行了研究。结果表明:高聚物与混凝土界面的黏结力随高聚物密度的增... 为探讨高聚物注浆技术在深水大坝水下混凝土裂缝修复中的可行性,本研究基于中心顶推试验和模型试验,对高聚物与混凝土界面的黏结性能及浆液在混凝土裂缝中的扩散规律进行了研究。结果表明:高聚物与混凝土界面的黏结力随高聚物密度的增大呈线性增加,但饱水情况下界面的黏结性能会降低;同时,高聚物浆液在干燥、潮湿或饱水的混凝土裂缝中都能快速填充完整,各测点压力随时间呈增大再减小并趋于稳定的趋势,同一时刻距离注浆口越远测点压力越小,并且水的存在会使浆液反应固化时间滞后,压力消散速率减缓;此外,高聚物密度分布在裂缝饱水情况下较为均匀,而干燥或潮湿时沿轴线先增大后呈双曲线递减,结合不同密度高聚物的力学性能证明了高聚物注浆技术对深水混凝土裂缝修复的有效性。 展开更多

关键词 水工建筑物 深水大坝 裂缝修复 中心顶推试验 模型试验

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深水大坝裂缝修复型聚氨酯注浆材料的性能研究 被引量：5

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作者 张曦君 王超杰 +1 位作者 田晗 石明生 《中国建筑防水》 2021年第3期47-51,61,共6页

为研究高聚物注浆材料在深水裂缝修复中的可行性,制备了一种双组分发泡聚氨酯注浆材料,探讨了该材料的流变性能、抗水分散性能及抗渗性能,并通过模型试验探究其在裂隙中的扩散规律。结果表明,新型聚氨酯注浆材料抗水分散性能强、流变性... 为研究高聚物注浆材料在深水裂缝修复中的可行性,制备了一种双组分发泡聚氨酯注浆材料,探讨了该材料的流变性能、抗水分散性能及抗渗性能,并通过模型试验探究其在裂隙中的扩散规律。结果表明,新型聚氨酯注浆材料抗水分散性能强、流变性能优异、韧性较好、抗渗性能优良,适用于深水大坝裂缝的封堵,为形成深水大坝裂隙修复高聚物注浆成套技术及其装备提供依据。 展开更多

关键词 深水大坝 裂缝修复 聚氨酯注浆材料 模型试验

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钢板、高聚物、土不同材料界面剪切特性试验研究 被引量：2

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作者 林沛元 郭潘峰 +2 位作者 郭成超 陈立朝 王复明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期85-93,共9页

为了研究高聚物与不同介质界面的剪切特性,基于直剪试验,研究了土体含水率、法向应力、界面类型、高聚物密度和成型方式等因素对界面剪切强度的影响。研究结果表明:钢板-高聚物界面破坏形式与其它界面存在差异,呈现脆性破坏。不同界面... 为了研究高聚物与不同介质界面的剪切特性,基于直剪试验,研究了土体含水率、法向应力、界面类型、高聚物密度和成型方式等因素对界面剪切强度的影响。研究结果表明:钢板-高聚物界面破坏形式与其它界面存在差异,呈现脆性破坏。不同界面的剪切强度与高聚物密度、法向应力和土体含水率存在关系。界面的剪应力值随高聚物密度和法向应力的增大而逐渐增大,随含水率的增大而减小。当法向应力和土体含水率一定时,非预成型高聚物-土体界面剪切强度大于预成型高聚物-土体界面,但随着含水率的增大,高聚物成型方式对高聚物-土体界面剪切强度的影响逐渐减小。当其它条件一致时,钢板-高聚物界面、高聚物-土体界面、土体自身和钢板-土体界面的剪切强度依次减小,使用高聚物后,界面抗剪强度分别提高了73%,108%,125%和115%,钢板-高聚物-土体界面的抗剪强度明显优于单纯钢板-土体界面。 展开更多

关键词 接触面 直剪试验 高聚物 剪切特性 抗剪强度

原文传递

基于高聚物渗透注浆的半刚性基层路面承载性能恢复研究 被引量：16

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作者 王复明 李文辉 +2 位作者 郭成超 方宏远 崔璨 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1-7,共7页

针对长期运行的半刚性基层路面基层承载力下降的问题,选用新型非水反应类高聚物材料,进行基层注浆修复以恢复结构层性能.在落锤式弯沉仪检测的基础上,建立基层性能劣化的弯沉盆指数评价方法.基于渗透型高聚物材料,采用静压法制作不同密... 针对长期运行的半刚性基层路面基层承载力下降的问题,选用新型非水反应类高聚物材料,进行基层注浆修复以恢复结构层性能.在落锤式弯沉仪检测的基础上,建立基层性能劣化的弯沉盆指数评价方法.基于渗透型高聚物材料,采用静压法制作不同密实度的半刚性基层材料试件,进行无侧限抗压强度试验,揭示渗透注浆对基层性能提升特征.通过改变注浆间距、注浆深度和注浆量等参数,现场开展高聚物渗透注浆试验,结果表明:渗透性高聚物注浆材料与半刚性基层材料结合紧密,在基层材料中渗透性好,显著提升半刚性基层的承载性能,实现基层承载功能的恢复. 展开更多

关键词 半刚性基层 弯沉盆指数 渗透注浆 模型试验 现场试验

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交通和运行荷载耦合作用下管道承插口力学响应研究 被引量：6

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作者 王复明 何航 +1 位作者 方宏远 李斌 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2020年第4期1-6,共6页

承插式混凝土管是目前最为常见的城市排水管道结构形式,在管内流体和上覆荷载的耦合作用下可能发生接头破坏,进而引发管道渗漏。基于Abaqus和Fluent有限元软件建立了考虑橡胶圈承插口的排水管道三维精细化模型和管内流场模型,在充分考... 承插式混凝土管是目前最为常见的城市排水管道结构形式,在管内流体和上覆荷载的耦合作用下可能发生接头破坏,进而引发管道渗漏。基于Abaqus和Fluent有限元软件建立了考虑橡胶圈承插口的排水管道三维精细化模型和管内流场模型,在充分考虑管土相互作用、承插口和橡胶圈接触以及管内流体的情况下,借助MpCCI(mesh-based parallel code coupling interface)平台联立求解了结构和流体模型,重点研究了不同流量、交通荷载大小和作用位置对承插口动力响应的影响规律。结果表明,在多场荷载的作用下,中心管节的最大主应力和竖向位移最大,且管底和管顶的应力分布规律相同,均受拉,但管底的应力值稍大;流量的改变对承插口的力学响应影响较小;交通荷载幅值大小对承插口的最大主应力和竖向位移的作用较显著,且影响集中在中心管节;荷载作用位置的移动对承插口竖向位移和管顶、管底的力学响应影响较明显。 展开更多

关键词 多场耦合 承插口 交通荷载 运行荷载 数值分析

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基于融合卷积神经网络的多种类管道病害检测方法 被引量：2

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作者 方宏远 马铎 +2 位作者 王念念 胡浩帮 董家修 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期561-571,共11页

地下管道是城市的血脉,年久失修将会导致管道服役性能降低,引发各种环境问题.因此,应当按时检测地下管道的病害类型及数量,为管道维修提供数据支持.但是,人工检测的方法费时费力,传统的计算机检测方法准确度和泛化能力较低.为了解决这... 地下管道是城市的血脉,年久失修将会导致管道服役性能降低,引发各种环境问题.因此,应当按时检测地下管道的病害类型及数量,为管道维修提供数据支持.但是,人工检测的方法费时费力,传统的计算机检测方法准确度和泛化能力较低.为了解决这一问题,该文提出了一种基于融合卷积神经网络的多种类地下管道病害分类算法.该算法结合了Inception网络构架和残差网络构架,提高了检测的准确度.对比现有的检测模型发现,该模型的平均准确率和Macro-F 1分数分别达到了93.15%和0.932,检测评估指标最优,证明该模型具有准确、全面、误检率低的检测特点.对测试集实际检测结果分析可知,该模型在不同光照、不同障碍物、整体和局部的场景下,均检测无误,结果准确,证明了该模型具有鲁棒性高、泛化能力强的特点. 展开更多

关键词 融合卷积神经网络 地下管道 多种类病害分类 深度学习 Inception网络 残差网络

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非发泡型高聚物与混凝土基体锚固性能研究 被引量：2

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作者 王道路 王超杰 +3 位作者 郝燕洁 张曦君 赵鹏 石明生 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第1期77-87,共11页

为探讨非发泡型高聚物注浆材料在岩质基体中的锚固性能,以非发泡型高聚物和不同强度的混凝土空心圆柱筒为研究对象,采用中心拉拔模型试验,对高聚物锚固体与岩体界面间的黏结性能进行试验研究,并通过ABAQUS有限元软件对不同锚固长度下的... 为探讨非发泡型高聚物注浆材料在岩质基体中的锚固性能,以非发泡型高聚物和不同强度的混凝土空心圆柱筒为研究对象,采用中心拉拔模型试验,对高聚物锚固体与岩体界面间的黏结性能进行试验研究,并通过ABAQUS有限元软件对不同锚固长度下的极限拉拔力进行模拟计算。结果表明:1)锚固长度及锚固体直径对界面黏结强度有较大影响,且锚固长度的影响更为显著;2)当混凝土基体强度不大于30 MPa时,滑移面发生在基体一侧,且界面黏结强度随混凝土基体强度的增大而增大;3)拉拔力对黏结强度的分布规律也有较大影响,随着拉拔荷载的增加,黏结强度由随着锚固深度的增加而减小,向随着锚固深度的增加先增大后逐渐减小过渡;4)ABAQUS有限元软件可以很好地模拟不同荷载作用下轴力及界面黏结力的分布及传递规律。 展开更多

关键词 非发泡型高聚物 混凝土基体 基体强度 模型试验 锚固长度 锚固性能 数值计算

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富水粉土基坑装配式可回收支护开挖响应分析 被引量：1

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作者 王锐松 郭成超 +1 位作者 林沛元 王复明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期843-853,共11页

装配式可回收支护结构为地下空间开发提供了一种经济安全、功能协同、可持续发展的新型绿色支护体系。以郑州市某顶管工作井基坑为背景,基于相似比理论开展了缩尺基坑模型试验,并采用ABAQUS建立能够区分支护系统中刚性构件与柔性构件变... 装配式可回收支护结构为地下空间开发提供了一种经济安全、功能协同、可持续发展的新型绿色支护体系。以郑州市某顶管工作井基坑为背景,基于相似比理论开展了缩尺基坑模型试验,并采用ABAQUS建立能够区分支护系统中刚性构件与柔性构件变形差异的三维流固耦合模型,研究降水开挖过程中支护结构受力和变形特性,分析了降水和开挖对基坑变形发展的影响规律。研究表明:降水开挖过程中,支护结构受力及变形整体均小于设计值,但是钢面板在与支撑连接的位置易出现局部屈服现象;支护结构水平位移增量模式随降水施工和开挖施工的情况不同而差异较大,随着基坑降水开挖的进行,影响支护结构变形的主要因素由基坑降水逐渐向基坑开挖转变;基坑降水对地表沉降的影响较基坑开挖更大,第1级降水期间地表沉降快速增长,沉降增量占比最大达44.6%。 展开更多

关键词 装配式可回收支护 基坑开挖 基坑降水 模型试验 有限元分析

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高聚物定向劈裂注浆动态过程数值模拟 被引量：4

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作者 夏洋洋 郝燕洁 +2 位作者 杜雪明 石明生 李禄禄 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4464-4474,共11页

针对现有数值方法对高聚物定向劈裂注浆动态过程模拟困难的现状,采用二维颗粒流程序(PFC2D),考虑高聚物浆液反应过程中膨胀特性和流变特性的影响,建立高聚物定向劈裂注浆的可视化模型。通过与现场试验结果对比,验证数值模型的有效性。... 针对现有数值方法对高聚物定向劈裂注浆动态过程模拟困难的现状,采用二维颗粒流程序(PFC2D),考虑高聚物浆液反应过程中膨胀特性和流变特性的影响,建立高聚物定向劈裂注浆的可视化模型。通过与现场试验结果对比,验证数值模型的有效性。在此基础上对浆脉扩散形态、浆液颗粒数量和土体弹性模量对浆液扩散规律的影响及定向劈裂注浆对周围土体孔隙率的影响规律进行研究。研究结果表明:高聚物定向劈裂注浆过程分为填充、挤密、劈裂-挤密循环、最终挤密4个阶段,浆脉最终形态为“梭子状”;注浆过程中将会对钻孔周围土体进行挤密加固,距离钻孔圆心越远,土体孔隙率变化越小,且相比水平方向,竖直方向土体孔隙率变化规律更趋于一致;浆液颗粒数量和土体弹性模量对浆液扩散规律的影响基本一致,但当浆液颗粒数量超过某一定值时,钻孔中心圆孔将会发生劈裂,浆液扩散半径急剧减小,浆脉宽度加速增大;然而,当土体弹性模量超过某一定值时,浆液扩散半径开始减小,而浆脉宽度减小的速率也随之降低。 展开更多

关键词 高聚物 定向劈裂注浆 数值模拟 膨胀力 黏度 扩散规律

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步进式地下深窄槽锯切装备设计

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作者 李松涛 罗远新 +3 位作者 蒋综明 罗洋 刁一 王好 《重型机械》 2022年第5期101-108,共8页

针对堤坝防渗工程中静压成槽铺筑高聚物柔性防渗墙出现的成槽不连续、深度浅的问题,研究设计了步进式地下深窄槽锯切成型装备,本文介绍了该装备的行走机构、开槽机构和传动机构,提出了支撑悬架和移动主机间的步进式行走方案。基于所建... 针对堤坝防渗工程中静压成槽铺筑高聚物柔性防渗墙出现的成槽不连续、深度浅的问题,研究设计了步进式地下深窄槽锯切成型装备,本文介绍了该装备的行走机构、开槽机构和传动机构,提出了支撑悬架和移动主机间的步进式行走方案。基于所建立四足支撑缸悬架平台,结合火箭发射平台姿态调平技术,采用双轴倾角传感器确定系统施工倾角,研究了四足支撑平台在正常施工工况下各支撑缸的伸缩位移,优化了姿态调平算法。现场试验表明,该地下深窄槽装备锯切运行情况良好且达到预期效果。 展开更多

关键词 深窄槽 锯切装备 防渗墙装备 姿态调平

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轻质填料法在路堤加宽中的地基变形分析

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作者 童明 《广东土木与建筑》 2019年第4期17-20,共4页

通过有限元方法,计算分析轻质填料在路堤加宽工程中的地基变形特性。结果表明:轻质填料直立式填筑与斜坡式填筑效果接近;随填土高度增加,地表沉降增速放缓;地表沉降主要来自于浅层软弱土体的固结沉降;深部下卧层土体特性对地表沉降影响... 通过有限元方法,计算分析轻质填料在路堤加宽工程中的地基变形特性。结果表明:轻质填料直立式填筑与斜坡式填筑效果接近;随填土高度增加,地表沉降增速放缓;地表沉降主要来自于浅层软弱土体的固结沉降;深部下卧层土体特性对地表沉降影响较小。 展开更多

关键词 地基变形 路堤加宽 轻质填料

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交通荷载作用下管顶腐蚀混凝土管道数值研究 被引量：2

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作者 杨康建 方宏远 +1 位作者 李斌 王复明 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第S01期129-135,共7页

近年来,由于市政混凝土排水管道老化腐蚀导致的道路塌陷事故频发,造成较大社会影响。目前针对气体腐蚀混凝土管道在交通荷载作用下的力学机理尚未得到揭示。本文基于ABAQUS有限元软件,建立了带橡胶圈和承插口的混凝土管道三维精细化仿... 近年来,由于市政混凝土排水管道老化腐蚀导致的道路塌陷事故频发,造成较大社会影响。目前针对气体腐蚀混凝土管道在交通荷载作用下的力学机理尚未得到揭示。本文基于ABAQUS有限元软件,建立了带橡胶圈和承插口的混凝土管道三维精细化仿真模型,通过在管壁厚度方向采用不同折减系数对材料的弹性模量进行折减来模拟不同腐蚀程度,同时针对不同腐蚀宽度、交通荷载大小对管道力学性能的影响进行了分析。结果表明:腐蚀区域的最大主应力与壁厚方向腐蚀程度成正比,与腐蚀宽度成反比;交通荷载对其作用位置两侧管道的影响较大,对远端管道影响极小;交通荷载作用下混凝土管道腐蚀区域应力高度集中,应及时采取措施对其进行修复。 展开更多

关键词 腐蚀混凝土管道 交通荷载 数值模拟 力学特性

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排水管道微生物群落对管道腐蚀的影响 被引量：1

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作者 袁艺鸣 张广毅 +1 位作者 方宏远 苏德志 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期46-51,共6页

选取3条典型的腐蚀排水管道作为研究对象,通过对腐蚀区域的生物膜和污水进行采样,研究了排水管道系统微生物群落的分布特征和环境因素对生物多样性的影响,并通过16S rRNA分析了微生物群落的空间分布。研究结果表明,在3条排水管道中微生... 选取3条典型的腐蚀排水管道作为研究对象,通过对腐蚀区域的生物膜和污水进行采样,研究了排水管道系统微生物群落的分布特征和环境因素对生物多样性的影响,并通过16S rRNA分析了微生物群落的空间分布。研究结果表明,在3条排水管道中微生物群落分布具有一定的相似性,在门水平上,变形菌门(38.2%)、放线菌门(37.2%)在管道顶部腐蚀区域占据优势,而管底区域绿弯菌门(31.6%)、广古菌门(19.5%)占据优势;在属水平上,分枝杆菌(33.1%)在管道顶部腐蚀区域丰度最高,而甲烷丝菌(18.1%)在管底区域丰度最高。在典型相关分析中发现,pH为微生物群落的重要影响因素。不同的功能菌对管道的腐蚀影响强度不同,在各功能菌影响权重的计算中发现,管顶硫氧化细菌及管底硝酸盐还原菌占据较高的权重,分别为0.30和0.22。在管道微生物腐蚀评估中发现,管道开始段面临的微生物腐蚀风险较高。 展开更多

关键词 排水管道 微生物群落 腐蚀 环境因子 权重

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