水利工程基础设计地基承载力的确定与分析
2021年注册土木工程师(水利水电工程)《专业基础考试》真题及详解精选全文
可编辑修改精选全文完整版2021年注册土木工程师（水利水电工程）《专业基础考试》真题及详解单项选择题（共60题，每题2分。
每题的备选项中只有一个最符合题意）1．压强为3500kN/m 2时水的体积为1.0m 3，当压强增加到24000kN/m 2时，其体积为0.99m 3，则当压强增加到7000kN/m 2时水的体积为（ ）。
A ．0.9945m 3B ．0.9956m 3C ．0.9974m 3D ．0.9983m 3 【答案】D【解析】体积压缩系数为：()71.00.99 1.00.014.8781024000350020500dV V dp β--=-=-=-=-⨯-设当压强增加到7000kN/m 2时水的体积为V ′。
则根据题意，代入压强值7000kN/m 2，可得：()()71.0 1.0 1.0 4.8781070003500V V V dp-''---=-=-⨯-解得：V ′＝0.9983m 3。
2．某混凝土衬砌隧洞，洞径d ＝2m ，粗糙系数n ＝0.014。
模型设计时，选定长度比尺为40，在模型中测得下泄流量为35L/s ，则对应的原型中流量及模型材料的粗糙系数分别为（ ）。
A ．56m 3/s 和0.0076B ．56m 3/s 和0.0067C ．354.18m 3/s 和0.0076D ．354.18m 3/s 和0.0067 【答案】C【解析】泄水隧洞一般是无压流动，流动主要受重力作用，按重力相似准则，F rm ＝F rn ，可得：222212252= n n m n L m nm m v L Q L v Lv l gl gl g g v v v l λλλλλλλ⎛⎫⎛⎫==== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⇒==，，，则原型中流量为：52 2.533403510354.18m /sn L m Q Q λ-==⨯⨯≈糙率比尺为16n Lλλ=，则原型中模型材料的粗糙系数为： 160.0140.007640m n =≈3．水在直径为1cm 的圆管中流动，流速为1m/s ，运动黏性系数为0.01cm 2/s ，则圆管中的流动型态为（ ）。
浅谈浅基础地基承载力的确定
浅谈浅基础地基承载力的确定摘要：地基承载力是土力学的三大经典问题之一。
天然地基承载力是岩土工程勘察文件中不可缺少的一个内容，也是天然地基浅基础设计的基本依据。
在承受基础以及上部建筑物的所有荷载作用下，地基中的应力状态会发生改变。
一方面附加应力引起地基内土体变形，导致建筑物沉降，另一方面，当土中一点的某一面上的剪应力等于该点地基土的抗剪强度时，该点就达到极限平衡，发生剪切破坏。
在确定地基承载力时，必须满足上述两个条件，即变形与强度两个指标同时满足规范允许值，才能达到规范对建筑物地基承载力的要求。
关键词：地基承载力；原位试验；临塑荷载；临界荷载；极限承载力；静止侧压力系数。
1.1 浅基础地基承载力概述地基承载力问题是土力学中的一个重要的研究课题，其目的是为了掌握地基的承载规律，发挥地基的承载能力，通过合理确定地基承载力确保地基不致因荷载作用而发生剪切破坏，产生过大变形而影响建筑物或土工建筑物的正常使用。
为此，地基基础设计一般都限制基底压力最大不超过地基容许承载力。
地基承载力计算方法的合理确定，对工程的经济性和安全性影响极大。
在规范中涉猎了五个不同的承载力概念：地基容许承载力、地基承载力基本值、地基承载力标准值、地基承载力设计值和地基承载力特征值。
地基容许承载力（[f]）：在保证地基稳定性和建筑物的沉降量不超过容许值的的条件下，地基土体所能承受的最大压力；地基承载力基本值（f0):根据土的室内试验或原位测试物理力学指标的平均值,按经验公式计算或查经验表格得到，相当于标准基础宽度和深度时的地基容许承载力值；地基承载力标准值（fk）：考虑了土性指标变异影响后，相当于标准基础宽度和埋深时地基容许承载力代表值，可通过承载力基本值乘以回归修正系数得到，也可通过野外鉴别结果、标准贯入试验、轻便触探试验锤击数查表获得；地基承载力设计值(f)：地基承载力标准值经基础宽度和埋深修正后的值，或直接用地基强度指标按承载力理论公式计算得到的地基承载力。
地基承载力的评估及计算方法
地基的临界荷载
式(6-6)与式(6-7)中，第一项中的γ为基底面以下地基土的重度；第二项中的γ为基础埋置深度范围内土的重度；如系均质土地基则重度相同。另外，如地基中存在地下水时，则位于水位以下的地基土取浮重度γ′值计算。
按极限荷载确定地基承载力 极限荷载即地基达到完全剪切破坏时的最小压力。极限荷载除以安全系数可作为地基的承载力设计值。 极限承载力的理论推导目前只能针对整体剪切破坏模式进行。确定极限承载力的计算公式：一类是假定滑动面法，先假定在极限荷载作用时土中滑动面的形状，然后根据滑动土体的静力平衡条件求解;另一类是理论解，根据塑性平衡理论导出在已知边界条件下，滑动面的数学方程式来求解。 公式基本形式pu=γbNγ+Nqq+Ncc。在平面问题中浅基础应用较多的是太沙基与汉森公式。
按工程规范确定地基承载力
规范承载力表是在总结科研成果和工程实践经验的基础上制定的，利用现场勘查资料或室内试验资料直接查表得到承载力的标准值或承载力的基本值。 当基础宽度b≤3m，基础埋深d=0.5m，可按《规范》各表所列的数值确定地基承载力的标准值或基本值。如果实际工程的b、d超过上述范围，则地基承载力需进行宽度与深度修正，修正后为地基承载力的设计值(或称容许承载力)
概 述
地基土沉降变形
建筑物基础沉降和沉降差
变形要求
概 述
荷载过大超过地基承载力
地基产生滑动破坏
稳定要求
概 述
确定地基承载力的方法有载荷试验法、理论计算法、规范查表法、经验估算法等 在工程设计中为了保证地基土不发生剪切破坏而失去稳定，同时也为使建筑物不致因基础产生过大的沉降和差异沉降，而影响其正常使用，必须限制建筑物基础底面的压力，使其不得超过地基的承载力设计值
地基承载力的评估及计算方法
按工程规范确定地基承载力
根据野外鉴别结果确定地基承载力标准值f
k
岩石的硬度不同、风化程度不同，其承载力标准值亦不同 碎石和土的种类不同、密实程度不同，其承载力标准值亦
不同
根据室内物理力学指标平均值确定地基承 载力基本值f0
粉土根据孔隙比和含水率选取承载力基本值 粘土根据孔隙比和液性指数选取承载力基本值 淤泥质土根据天然含水量选取承载力基本值 红粘土根据含水比和液塑比选取承载力基本值 素填土根据压缩模量选取承载力基本值
地基承载力的特征值
《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）5.2.5 条规定，当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度 时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可 按下式计算，并满足变形要求：
fa= Mbγb+ Mdγm+ Mc Ck （6-20）
式中fa――由土的抗剪强度指标确定的地基承载力值； Mb，Md，Mc――承载力系数，按表6-1确定；
按工程规范确定地基承载力
根据室内物理力学指标平均值确定地基承载力 标准值f k
先按规定查表6-7、表6-11中的承载力基本值f0，然后再乘以回 归系数计算f k，即
f k=f0φf
根据标准贯入试验锤击数N，轻便触探试验锤 击数N6,确定地基承载力标准值f k
现场试验锤击数应经下式修正：
6.2 地基的破坏模式
现场载荷试验 :通过试验可 O 得到载荷板在各级压力p的作 用下，其相应的稳定沉降量， 绘得p-s 曲线
p
a
b
c
s/ mm
图8-9 p-s 曲线 a-整体剪切破坏； b-局部剪切破坏；
c-刺入剪切破坏
地基的破坏的形式
浅析水利工程基础的设计要点
浅析水利工程基础的设计要点摘要：工程建设中水利地基基础设计是保障水利工程质量的主要因素。
随着我国改革开放的不断推进，市场经济的发展极大的推动了社会的进程。
但是在实际应用的情况分析来看，大部分的水利地基基础设计工作仍然存在着一定的问题，设计人员自身缺乏设计技能，同时设计方案存在着诸多的不合理因素，这给工程建设带来了很多的安全隐患。
为此，我们需要对水利基础设计工作进行不断的完善，从而能够结合时代发展的具体要求，为水利工程质量的提升做出相应的贡献。
关键词：水利工程；基础处理设计；技术分析引言水利工程最为看重的环节便是地基基础的设计，打下良好的地基基础能够提高水利工程施工质量。
在进行地基基础设计时需要考虑多方面因素，积极克服地基基础设计过程中存在的问题，对所存问题进行分析并采用积极有效的措施进行解决，切实满足人们对水利工程的质量要求，促进水利行业的进一步发展。
1水利工程基础设计的重要性基础设计是所有建设行业中最为重要的工作内容，同样对于水利基础设计也是发挥了非常大的作用。
在水利工程的施工前要对工程进行整体的基础设计，对施工过程中可能出现的问题进行预估，将基础设计方案经过反复的推敲，考察在实际应用中的可操作性。
在水利工程基础设计中地基的设计尤为重要。
地基的稳定性和牢固性是工程项目顺利进展的保证，地基的稳定性会受到周围地质环境的影响，要根据实际情况确定可选用的施工材料和施工技术，对基础设计中的地基设计要非常的重视，经过不断的优化设计方案，最终选择适合的基础设计方案才是保证水利工程施工的质量，也是促进水利施工顺利进行的保障。
2水利工程地基基础设计的主要影响因素2.1地质勘查不全面、不准确在进行水利工程地基基础设计时，地质勘察是必须要完成的一项工作。
通过地质勘察，掌握施工区域内地下水位、土壤性质、地形地势等各项情况，在此基础上确定设计思路，灵活避开一些不利因素，以保证基础设计的科学性、可信性。
但在当前的设计业务中，一些单位与设计人员不是十分重视地质勘察工作，对各项地质信息的勘察不全面、不准确、不深入，在设计时缺少可靠的参考资料，导致很多问题都未能避免，如无法避开地下水对地基基础结构的影响、无法避开软土地质对地基基础的影响等。
水利工程中灌注桩竖向承载力计算与分析
水利工程中灌注桩竖向承载力计算与分析摘要：灌注桩是水利工程中常见的一种桩体,尤其对于地基软土较深、地基承载力不足、水平推力过大、地基不均匀沉降的水利工程而言,利用混凝土灌注到土层深处制成桩体可以提高地基土层与桩体的紧实性,提高土层的压实性与地基的稳固性,有效控制水利工程的地基沉降问题。
当前水利水电行业缺少对灌注桩的使用技术标准与规范,因此水利工程中应用灌注桩时大多套用工民建的桩基规范或水运行业的桩基规范,这两个行业或领域的桩基规范存在差异,例如在桩基承载极限状态的设计方面,工民建领域桩基规范中采用综合安全系数法,水运行业桩基规范中采用概率极限状态分项系数法。
同时,这两个行业或领域的桩基规范均未充分考虑桩基的自重,将其沿用至水利工程灌注桩设计中存在一定的不适配性。
鉴于此,有必要针对水利行业,考虑灌注桩的自重,对桩基的竖向承载力计算方法进行研究,以提高桩基计算与设计的合理性与科学性。
关键词：水利工程；灌注桩；竖向承载力计算引言灌注桩作为水利工程中常用的基础施工技术之一，承载力的计算和分析是确保水利工程稳定可靠的关键要素。
灌注桩的竖向承载力是指桩基在垂直方向上能够承受的外部荷载的能力。
准确计算和分析灌注桩的竖向承载力，对于合理选取桩长和桩径、正确设计桩周土的承载性质至关重要。
1竖向力传递机制的基本原理，分析桩身在不同土层中的受力特点竖向力传递机制是指灌注桩在承受竖向负荷时，荷载是如何从建筑物传递到灌注桩周围的土层中的。
了解竖向力传递机制对于理解灌注桩在不同土层中的受力特点以及计算其竖向承载力至关重要。
灌注桩的竖向承载力主要由桩身和土层之间的相互作用共同发挥。
根据土层类型的不同，竖向力传递机制会存在一定的差异，下面对不同土层中桩身的受力特点进行详细分析：（1）砂土中的力传递机制：在砂土中，桩身主要通过摩擦阻力和端阻力来承担竖向负载。
侧壁的摩擦力是指桩身与土层之间形成的沿桩长方向的摩擦阻力，它能够将地面荷载引导到土层中，提供水平力的承载能力。
基础工程(第二版)2-3地基承载力确定与验算--68页
得，或者由抗剪强度指标 c 、 的设计值 cd、 d直接代入极
限荷载公式求得。
0S R
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cd
ck
c
；
d
k
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六、地基承载力的确定方法
(1) 地基承载力的定义
地基承载力是指地基土单位面积上所能承受的荷 载，通常把地基土单位面积上所能承受的最大荷载称 为极限荷载或极限承载力(kPa)。
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(a) 按现场载荷试验确定地基承载力的方法 地基的载荷试验是在现场试坑中设计基底标高处的
天然土层上设置载荷板，浅层平板载荷试验的承压板面 积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2；试验基坑 宽度不应小于承压板宽度或直径的三倍，并应保持试验 土层的原状结构和天然湿度。根据平板载荷试验所得到 的p-s曲线，可分三种情况确定地基承载力：
受水平力较大的建筑物(如挡土墙)，除验算沉降外， 还需进行沿地基与基础接触面的滑动、沿地基内部滑动和 沿基础边缘倾覆等方面的验算。
地基基础设计应根据使用过程中可能出现的荷载，按 设计要求和使用要求，取各自最不利状态分别进行荷载效 应组合进行设计，最不利组合和对应的抗力限值如下：
(1) 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承 载力确定桩数时，传至基础底面上的荷载效应采用正常使 用极限状态下荷载效应的标准组合，抗震设防时，应计入 地震效应组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单 桩承载力特征值。
(4) 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算 基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上 部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承 载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分 项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极 限状态荷载效应标准组合。
地基承载力试验
地基承载力检测一、地基土载荷实验地基土载荷实验用于确定岩土的承载力和变形特征等，包括：载荷实验；现场浸水载荷实验；黄土湿陷实验；膨胀土现场浸水载荷实验等。
检测内容：天然地基承载力，检测数量不少于3点；复合地基承载力抽样检测数量为总桩数的0.5%～1.0%，且不少于3点，重要建筑应增加检测点数。
CFG桩和素混凝土桩应做完整性检测。
1．地基土载荷实验要点用于确定地基土的承载力，依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007）。
（1）基坑宽度不应小于压板宽度或直径的3倍。
应注意保持实验土层的原状结构和天然湿度。
宜在拟试压表面用不超过20mm厚的粗、中砂层找平。
（2）加荷等级不应少于8级。
最大加载量不应少于荷载设计值的两倍。
（3）每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔0.5h读一次沉降，当连续2h内，每h的沉降量小于0.1mm 时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
（4）当出现下列情况之一时，即可终止加载：①承压板周围的土明显的侧向挤出；②沉降s急骤增大，荷载-沉降（p-s）曲线出现陡降段；③在某一荷载下，24h内沉降速度不能达到稳定标准；④s/b≥0.06（b:承压板宽度或直径）（5）承载力基本值的确定：①当p～s曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值；②当极限荷载能确定，且该值小于对应比例界限的荷载值的1.5倍时，取荷载极限值的一半；③不能按上述二点确定时，如压板面积为0.25～0.50㎡,对低压缩性土和砂土，可取s/b=0.01～0.015所对应的荷载值；对中、高压缩性土可取s/b=0.02所对应的荷载值。
（6）同一土层参加统计的实验点不应少于3点，基本值的极差不得超过平均值的30%，取此平均值作为地基承载力标准值。
2. 现场试坑浸水试验用于确定地基土的承载力和浸水时的膨胀变形量。
依据《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112）附录三“现场浸水载荷试验要点”。
其操作重点：（1）承压板面积不应小于0.5㎡。
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（ Ｔ ０ ｔ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ４ ２ ）
文章 编号 ： １ ０ ０ ７— ７ ５ ９ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３—０ ０ ２ ６— ０ ３
水 利 工 程 基 础 设 计 地 基 承 载 力 的确 定 与分 析
路 盘遵
（ 贵州省盘县水利局， 贵州 盘县 ５ ５ ３ ５ ０ ０）
２ ０ １ ４年 第 ３期 （ 第４ ２卷）
黑
龙
江
水
பைடு நூலகம்
利
科
技
Ｎｏ ． ３ ．２ ０１ ４
Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｎ ｃ ｙ
摘
要： 水 利工程地基 的稳定性 问题一般 都源 于地基 的变形强度 和其所 受承载力 等 因素。其
中地基 的变形一般不是人 为确定 的 ， 而是水工建筑 物荷载通过基础 传递给地基 ， 使天然 土层原 有 的应力 状态发生 变化 ， 即在 基底压力 的作 用下 ， 地基 中产生 了附加应力 和竖 向、 侧 向或剪 切
ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ， ｓ ｅ ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｌ 地 基 承 载 力
稳 定 时 的基 底 最小压 力 。
确定 地基 承 载 力 的方 法 有 载 荷 试 验 法 、 理 论 计 地 基承 载力 是指 地 基在 单 位 面 积上 所 能 承受 荷 算法 、 规 范查 表法 、 经验 估 算法 等 许 多 种 ｌ ２ ｊ 。用 一 种 载 的 能力 ， 以ｋ Ｐ ａ计 。一 般 用 地 基 承 载 力 特 征 值 来 方法估 算 出 的 地 基 承 载 力 的 值 为 承 载 力 的基 本 值 ， 表 述 。《 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范》（ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ １ －２ ０ ０ １ ） 基本 值 经 标 准 数 理 统 计 后 可 得 地 基 承 载 力 的标 准 规定 ， 地基 承 载 力 的 特 征 值 是 指 由载 荷 试 验 测 定 的 值， 经过对 承 载 力 标 准 值 进 行 修 正 则 得 到 承 载 力 设 地 基 在压 力变形 曲线 线 性 变形 段 内规 定 的变 形 所对 计值。 应 的压力 值 ， 其最 大值 为 比例界 限值 ¨ Ｊ 。 在水 利 工程设 计 中 为 了保证 地基 土 不 发 生 剪切 般认 为 地基 承载 力 可分 为 允 许 承 载力 和 极 限 破 坏而失 去 稳 定 ， 同 时也 为 使 建 筑 物 不 致 因 基 础 产 承载 力 。允 许 承 载 力 是 指 地 基 允 许 承 受 荷 载 的 能
ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ； ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ； ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ； ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ；
变形 ， 导致建筑物及其周边环境 的沉 降和位移 。
关键词 ： 水利工程 ； 基础设计 ； 地基承载力 ； 地质条件 ； 稳定性 ； 沉降计算
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ７ 文献标识码 ： Ａ
Ｄｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｂｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃａ ｐａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｆｏ ｕｎｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｒ Ｈｙ ｄｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｆｏ ｕ ｎｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉｎｇ ｒ
ｔ ｈ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ｌ ｏ ａ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ￣ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｌ ｏ ｆ ｏ ｉｇ ｒ ｉ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｃ ｈａ ｎ ｇ ｅ ｓ， ｉ ． ｅ ． ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂａ ｓ ａ ｌ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ， ｌ ｅ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ａ ｄｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｖ ｅ ￣ｉ ｃ ａ ｌ ， ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ
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ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ