南京地铁地基黏土物理力学参数相关性试验(精)

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地铁工程施工实验(3篇)

第1篇一、实验背景随着城市化进程的加快，地铁作为一种快速、便捷、环保的城市交通工具，其建设规模不断扩大。

地铁工程施工涉及多个学科领域，包括地质勘探、土建工程、电气工程等。

为确保地铁工程的安全、高效和质量，开展地铁工程施工实验至关重要。

本实验旨在通过模拟地铁工程施工过程，验证相关施工技术、材料性能及施工方案的可行性。

二、实验目的1. 验证地铁工程施工中各种施工技术的可行性；2. 评估施工材料的质量和性能；3. 优化施工方案，提高施工效率；4. 为地铁工程施工提供理论依据和技术支持。

三、实验内容本实验主要包括以下内容：1. 地质勘探实验；2. 土方开挖及支护实验；3. 主体结构施工实验；4. 防水施工实验；5. 电气及信号施工实验。

四、实验方法1. 地质勘探实验：- 使用地质钻探设备，对模拟地层进行钻探；- 分析钻探成果，确定地层分布及地质条件；- 采用岩土力学试验，测定土壤力学参数。

2. 土方开挖及支护实验：- 模拟地铁车站基坑开挖过程，采用明挖法进行施工；- 对围护结构、支撑体系进行设计和施工；- 通过监测，评估围护结构和支撑体系的稳定性和安全性。

3. 主体结构施工实验：- 模拟主体结构施工过程，包括基础、墙体、梁、板等；- 采用钢筋混凝土施工技术，保证结构质量；- 对主体结构进行荷载试验，验证其承载能力。

4. 防水施工实验：- 采用防水材料进行施工，确保地铁车站的防水效果；- 对防水层进行检测，评估其防水性能。

5. 电气及信号施工实验：- 模拟电气设备和信号系统施工过程；- 对电气设备和信号系统进行调试，确保其正常运行。

五、实验结果与分析1. 地质勘探实验：- 钻探结果显示，模拟地层主要为粉质粘土，具有一定的自稳性；- 岩土力学试验表明，土壤力学参数符合设计要求。

2. 土方开挖及支护实验：- 明挖法施工过程中，围护结构和支撑体系稳定，未出现变形；- 监测数据显示，围护结构和支撑体系的位移及沉降均在允许范围内。

土的常规物理力学指标综合试验报告

土的常规物理力学指标综合试验报告
土的常规物理力学指标综合性试验报告
专业：
班级：
学号：
姓名：
一、土样描述
1.颜色：
2.矿物成分：
3.干湿状态：
4.结构是否扰动：
5.是否浸水软化：
6.土的分类：
二、土的天然密度、天然含水量及土粒重度试验记录及成果整理1.
4.相关物理指标的换算：
ρ
干密度=
d
孔隙率n=
e
天然孔隙比=
o
饱和度S r=
ρ
饱和密度=
sat
三、土的中压固结试验记录及成果整理
h o=20mm; e o=
e－P压缩曲线
孔隙比e
压力P(kPa)
四、土的直接剪切试验记录及成果整理
抗剪强度曲线
五、土的液、塑限联合测定试验记录及成果整理。

标贯试验N值与土体物理力学参数的相关性分析

摘要：以武汉某地铁工程为例，过标贯试验和室内土工试验，地基土标贯试验指标Ｎ值与土体部分物理力学通对
参数的相关关系进行了研究，给出了线性拟合关系式及其相关系数。结果表明：般性黏土和老黏土的压缩模量、并一内聚力及内摩擦角，土的变形模量、载力、砂承内摩擦角、剪切波速及动弹模量都与标贯击数Ｎ值成正比关系；于不对
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔａｉｇａｓｂｙｐｏｔｉｕａｏｓａｃ，ｔｉａｅｋｓｔｅｒｓａｃｎｔｅｃｒｅａｉｎｋｎｕｗａｒｊｃｎＷｈｎｆｒｉｔｎｅｈｓｐｐｒｍａｅｈｅｅｒｈｏｈｏｒｌｔｏｅｎ
第１９卷
２２１年０
Байду номын сангаас
第４期
７月
安全与环境工程
ＳａｅｙａｄＥｎｖｒｎｍｅａｇｉｅｉｆｔｎｉｏｎｔｌＥｎｎｅｒｎｇ
Ｖｏ．１ＮＯ４１９．
Ｊ１ｕ．
２１ｏ２
标贯试验Ｎ值与土体物理力学参数的相关性分析
郭，淋。王春艳，飞，张。李书轮。
（．１中国地质大学工程学院，汉４０７；．国地质大学岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，武３０４２中
武汉４０７；．３０４３中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉４０７）３０１

南京河西粉质粘土物理力学指标统计分析-水文地质工程地质

第39卷第1期2012年1月水文地质工程地质HYDROGEOLOGY ＆ENGINEERING GEOLOGY Vol．39No．1Jan．2012南京河西粉质粘土物理力学指标统计分析徐奋强，曹云（南京工程学院建筑工程学院，南京211167）摘要：根据南京河西地区粉质粘土的土工试验资料，对其物理、力学指标进行统计分析，研究土体的力学指标与物理指标的变异性及相关性，采用回归分析的方法对土的物理和力学性质指标进行线性回归分析，给出相应的数学回归方程式和相关系数。

结论可作为区域性地基基础可靠性设计相关参数选取的依据。

关键词：粉质粘土；物理力学指标；相关性；线性回归中图分类号：TU411.3文献标识码：A文章编号：1000-3665（2012）01-0065-03收稿日期：2011-06-13；修订日期：2011-08-15基金项目：高校基金项目（QKJC2009003）作者简介：徐奋强（1975-），男，讲师，硕士，主要从事岩土工程方面的教学与研究。

E-mail ：xfq102@sina．com南京河西地区为南京市典型的深厚软土地区，区域范围主要为南京主城西侧以及外秦淮河和凤台南路以西，长江以东的广大区域，近几年成为南京市的重点开发地区。

根据钻孔资料，整个软土地层自上而下可以分为五层：粉质粘土层、流塑状的淤泥质粉质粘土层、流塑状的淤泥质粉质粘土夹薄层粉砂层、流塑—软塑状的粉质粘土与粉砂互层、中密粉细砂层［1］。

其中粉质粘土层埋深较浅、多为表层土，是工程建设中浅基础、市政建设等地基处理的主要土层。

对本地区流塑状粉质粘土的物理、力学指标的相关性进行分析，以有助于解决生产实践问题。

1土工试验资料1.1试验资料来源试验数据来自江苏省华东南工地质技术研究有限公司在南京河西地区的10项勘察工程的40个钻孔（每项工程取4个钻孔，每孔取5个数据）的200个数据资料。

淤泥质粉质粘土（埋深1.5 9.5m ，层厚1.5 25m ），数据能够代表南京河西地区的土质特点。

南京地铁地基土标贯与物理及力学参数关系试验研究

第３２卷第１期
２０１０年２月
铁
道学 Biblioteka 报Ｖｏ１３．２
Ｎｏ．１
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＲＡＩＷＡＹＯＣＩＴＹＩＳＥ
Ｆｂｕｒ２１ｅｒａｙＯＯ
文章编号：１０ — ３０２１） — １３００１８６（０００１０２ — ５
关键词：标贯；验；土；京地铁试南中图分类号：Ｔ１．Ｕ４３５文献标志码：Ａｄｉ１．９９ｊｉｎ１ｏ３Ｏ２１．１０２ｏ：０３６／．ｓ．ｏ卜８６．０００．２ｓ
ＥｘｅｉｅａｔｄｎＣｏｒｌｔｖｔｅｗｅｎＳｐｒｍｎｔｌＳｕｙｏｒｅａｉｉｙｂｔｅＰＴｎｄＰｈｓｃｌａｙｉａ
ＳＴａａｔｒｎｈｓｃｌａｄｍｅｈｎｃｌａａｔｒｆｆｕｄｔｎｓｉｏｈｎｉｇＳｂｙｉｔｄｅ．ＰｐｒｍｅｅｓａｄｐｙｉａｎｃａｉａｒｍｅｅｓｏｏｎａｉｏｌｆｔｅＮａｊｎｕｗａｓｓｕｉｄｐｏ
摘
要：通过标贯试验和室内土工试验，南京地铁地基土标贯与部分物理及力学参数的相关关系进行研究，对给
出线性拟合关系式及其相关系数。结果表明：土、土的压缩模量、载力、位体积重力、聚力都与标贯击砂黏承单黏数成正比关系，性相关系数绝大部分达０９线．５以上；土的内摩擦角、热系数、温系数与标贯击数成正比关黏导导系，性相关系数在０９线．７以上；土、土的压缩系数、Ｌ比、性指数与标贯击数成反比关系，性相关系数砂黏孑隙液线

南京地铁软―流塑淤泥质地层劈裂注浆试验研究

南京地铁软―流塑淤泥质地层劈裂注浆试验研究摘要: 针对南京地铁南北线一期工程某区间隧道软―流塑地层的大管棚加小导管超前注浆预加固工程，对软―流塑淤泥质地层劈裂注浆加固的机理及主要影响因素进行了分析，对注浆效果、浆体材料及配比进行了试验研究。

现场试验表明，采用劈裂注浆加固是可行的，且效果显著。

关键词: 软―流塑淤泥质地层;劈裂注浆;水泥-水玻璃双液;初凝时间;现场试验南京地铁南北线一期工程珠江路站―鼓楼站和鼓楼站―玄武门站两区间隧道，设计采用矿山法修建，而在软―流塑淤泥质粘土中采用矿山法修建隧道，必须对土体进行预加固。

软―流塑淤泥质粉质粘土具有含水量大、透水性差、可注性差等特点，普通注浆不能解决问题，须采用压力注浆。

本文结合工程需要，对劈裂注浆加固的原理、浆体材料、浆液配比及注浆效果等进行试验研究。

1 工程概况两区间隧道施工困难地段为珠江路站北端与玄武门站南端。

在珠江路站北端段，隧道穿过地层为软― 流塑状粉质粘土，覆土厚度约9m ，地面有2 栋7 层楼房、1 栋4 层楼房和1 条700 污水管; 在玄武门站南端段，隧道穿过地层为软—流塑状淤泥质粉质粘土，覆土厚度约8m ，地面有2 栋2 层楼房、3 栋5 层楼房和1 条Φ900 污水管。

以上两段软―流塑粉质粘土、淤泥质粉质粘土，强度低，灵敏度高，开挖后自稳能力极差，易产生塌方，地面沉降难以控制，严重时可能发生涌泥现象，使施工无法进行。

2 施工方案经工程调研和论证[ 1 ] ，决定采用台阶分步开挖法施工，同时采用大管棚+ 小导管超前预注浆的辅助工法(图1 、图2) 。

长管棚结合小导管注浆和掌子面超前图1 大管棚+ 小导管超前注浆示意图Ⅰ―小导管超前注浆; Ⅱ―掌子面封闭注浆; Ⅲ―台阶开挖; Ⅳ―下台阶开挖; Ⅴ―大管棚支护; Ⅵ―下台阶初期支护; Ⅶ―拱部初期支护预注浆法，是在隧道拱部打设长管棚和小导管注浆，对拱部进行加固和超前支护，并对隧道掌子面的地层进行注浆改良，然后在管棚和加固拱圈的保护下进行开挖、支护与衬砌。

南京地铁D10-TA02标工程概况

第一章工程概况南京地铁十号线D10-TA02标为三站三区间工程，包括松花江路站、绿博园站、江心洲站、奥体中心站~松花江路站区间、松花江路站~绿博园站区间、绿博园站~江心洲站区间。

1.1 工程地理位置松花江路站位于南京河西地区，车站沿乐山路南北向布置，位于梦都大街和松花江西街之间，为地下两层岛式站台车站。

绿博园站为地铁10号线和规划9号线的换乘站，车站位于纬七路越江隧道南侧匝道接地处，下穿扬子江大道，主体大部位于扬子江大道东侧规划路（月安路西延）下方，车站呈东西走向。

江心洲站位于江心洲上南北走向主干道穿洲公路下方，车站主体垂直于穿洲公路，平行于洲泰路。

奥体中心站~松花江路站区间为明挖区间，线路沿乐山路向北，南端连接既有奥体中心站，下穿向阳河、梦都大街后至松花江路站。

松花江路站~绿博园站区间线路从绿博园站的东端头井出发，向东穿越月安街北侧的金基G51地块后，左右线在苍山路向东南下穿中华中学、向阳河，再沿乐山路向南到达松花江路站。

绿博园站~江心洲站区间线路从绿博园站西端头井出发，向西以半径R600m 穿越向阳河、绿博园，再下穿夹江，沿江心洲的红光渡口南侧，到达江心洲站。

1.2 周边环境1.2.1松花江路站（1）松花江路站位于南京河西地区，车站沿乐山路南北向布置，位于梦都大街和松花江西街之间，为地下两层岛式站台车站。

乐山路道路红线宽40m，梦都大街道路红线宽65m，松花江西街道路红线宽24m。

目前交通量均较小。

车站位于乐山路下方。

（2）乐山路西侧为滨江奥城沿街3~4层商铺（汽车修理店等）和4层烟波渔港。

烟波渔港门前地下建有地源热泵，紧贴乐山路及梦都大街道路红线布置。

滨江奥城沿街商铺下面建有一层地下室，地下室顶板埋深0.1m，底板埋深3.3m，地下室外墙距离乐山路红线5.3m，距离车站主体结构最近约15m，距离车站3、4号出入口侧墙仅2.0m。

（3）车站建设范围内市政管线较多，有地下高压电缆、污水管、雨水管、天然气管、给水管、光缆等。

《中国铁道科学》2007年(第28卷)总目次

《国铁道科学》２０年（２中０７第８卷）总目次
第１期
路基的填料冻胀分类及防冻层设置滑床板摩擦力对尖轨不足位移的影响 ……………………………………………………… 叶阳升，王仲锦，程爱君，等（１） ………………………………………………………… 蔡小培，李成辉，王平（８） ……………………………………………………… 陈玉骥，罗旗帜（１３）
连拱隧道模型试验中的量测方法应用研究
…………………………………………… 吕培林，周顺华（１２）奇（２５）
……………………………………… 蒋建平，李晓昭，高广运，等（１７） ………………………………………… 李松，强士中，唐英，等（３２）
………………………………………………… 郑史雄，李永乐，陶
考虑３个剪力滞位移函数的曲线箱梁大挠度问题薄壁直线箱梁仿真分析的板段元方法
预应力ＲＣ箱梁剪力滞效应分析 ………………………………………………………………………… 季文玉，周超民（１９）Ｐ
…………………………………………………… 吴再新，贺国京，罗世东，等（２３） …………………………………………………… 曾广武，汪本媛，韩振勇（２８）悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响
新型货车转向架变刚度弹簧组的试验寿命估算及疲劳强度分析
高速列车锻钢制动盘温度场特征的实验研究
…………………………… 王
红，商跃进，孟广浦（７１）
平，田红旗，姚曙光（７６）
………………………………………………………………… 许 …………………………………………… 张
谦，常保华，王力，等（８１）

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南京地铁地基黏土物理力学参数相关性试验摘要:通过大量的土工试验,对南京地铁地基黏土物理力学参数间的相关关系,特别是黏聚力、压缩模量、液性指数等与含水量、密度、孔隙比、标贯击数等的相关关系进行研究,并给出相应的数学回归方程式和相关系数。

结果表明:南京地铁地基黏土的密度、孔隙比、压缩模量、压缩系数、液性指数、导热系数等物理力学参数与黏土含水量之间的线性相关程度好,相关系数达0.928以上,平均为0.9757;黏土的压缩模量、黏聚力、导热系数随黏土的密度增大而增大,压缩系数随黏土的密度增大而减小,且这4个参数与密度的线性相关程度很好,相关系数达0.93以上,平均为0.9535;压缩模量、黏聚力、液性指数、导热系数等与孔隙比的线性相关程度也较好,相关系数达0.89以上,平均为0.941835;孔隙比、压缩系数、液性指数、内摩擦角、黏聚力、压缩模量、导热系数、标贯击数的线性相关程度很好,相关系数达0.947以上,平均为0.97353。

关键词:黏土;地基;物理力学参数;相关关系;地下铁路;试验土体地基及其地基土物理力学参数是土木工程、道路和桥梁工程的重要研究内容[1-9]。

目前国内的学者在铁路地基土物理力学参数方面也进行了较多的研究,取得了重要成果[10-16]。

作者结合南京地铁南北线一期工程,对详细勘察钻探孔中的土体样品进行了大量土工试验,并对勘察单位提交的大量试验资料进行了综合分析[17],发现长江下游地区黏土的物理力学参数之间,特别是天然含水量、密度、孔隙比、标贯击数与黏聚力、压缩模量、压缩系数、液性指数、导热系数等之间有着密切的关系。

本文主要采用回归方法探讨它们之间的这种相关关系。

1 南京地铁地基土基本情况南京市位于长江下游,为长江河谷的一部分,属低山丘陵区,三面环山,一面濒水,呈圈椅状地形。

市区地貌可分为3个单元:构造剥蚀残丘、盆地(其最大基岩埋深43m)、秦淮河淤积平原。

地铁南北线一期工程自小行至迈皋桥,其中有3段坐落在丘陵地貌单元上,另有2段坐落在古河道冲积平原之上。

基岩埋深一般在35~40m。

地层层序如表1所示[1]。

在整个南北线一期工程详细勘察阶段共钻孔708个,进尺共16035m。

钻探过程中,进行标贯测试前都要取钻孔土芯样(共取原状土样3775件),进行一般土工试验(含热物理试验188组),现场标贯试验共1732点次。

对黏土物理力学参数的测定都是按层进行的,并统计得出每层的平均值。

用来对南京地铁地基黏土物理力学参数间相关关系进行回归分析的数据点在硬黏土层Ⅱ1、软黏土层Ⅱ2、硬黏土层Ⅲ1、软黏土层Ⅲ2和硬黏土层Ⅳ1,针对热物理参数测试的数据点在软黏土层Ⅱ2、硬黏土层Ⅲ1、软黏土层Ⅲ2和硬黏土层Ⅳ1。

因为研究区的5个黏土层为砂层所隔,所以尽管它们都属于黏土,但仍有一定的差异,如软硬方面就有明显的区别。

因此,每一层用统计平均值进行回归分析,有利于反映这5层黏土物理力学参数变化的概貌或总貌。

此方法的可靠度或精度将在后面的综合分析中讨论。

2 黏土物理力学参数相关性分析2.1 黏土物理力学参数与天然含水量之间的相关关系图1为南京地铁地基黏土物理力学参数,包括密度、孔隙比、压缩模量、压缩系数、液性指数、导热系数等与含水量的关系图。

图中黑点为对数据点试验的测试结果,直线为各数据点测试结果的线性回归方程线。

表2为以上各物理力学参数与含水量的线性回归方程式及相关系数。

从图1、表2可看出,南京地铁地基黏土的密度、孔隙比、压缩模量、压缩系数、液性指数、导热系数等物理力学参数与黏土含水量有密切的联系,他们之间的线性相关程度很好,相关系数R在0.928以上,平均为0.9757。

2.2 黏土物理力学参数与密度之间的相关关系从图2可以看出,南京地铁地基黏土的压缩模量、黏聚力、导热系数随密度的增大而增大,压缩系数随密度的增大而减小。

4个参数与密度的线性相关程度很好,相关系数R在0.93以上,平均为0.9535(见表3)。

2.3 黏土物理力学参数与孔隙比之间的相关关系如图3所示,南京地铁地基黏土孔隙比对压缩模量、黏聚力、液性指数、导热系数等有显著影响。

随着孔隙比的增大,液性指数增大;而压缩模量、黏聚力、导热系数则相应减少。

4个参数与孔隙比的线性相关程度也较好,相关系数R在0.89以上,平均为0.941835(见表4)。

2.4 黏土物理力学参数与标贯击数之间的相关关系由图4所示,南京地铁地基黏土的孔隙比、压缩系数、液性指数随标贯击数的增大而减小;内摩擦角、黏聚力、压缩模量、导热系数随标贯击数的增大而增大。

7个参数与标贯的线性相关程度很好,相关系数R在0.947以上,平均为0.97353(见表5)。

3 综合分析3.1 回归关系式和理论关系式的比较以天然孔隙比、天然孔密度与天然含水量的关系为例,进行回归关系式与理论关系式的比较。

首先看天然孔隙比与天然含水量的相关关系。

根据土的孔隙比与含水量指标之间的换算关系:南京地铁工程区黏土Sr,Gs的变异性较小,它们的值分别取Sr=96%,Gs=2.75,代入(1)式得e=0.02865w (2) 公式(2)即为天然孔隙比与天然含水量之间的理论关系式,它和表1中孔隙比—含水量回归关系式e=-0.00239+0.02874w很接近,从图5(a)中可发现回归曲线和理论曲线几乎重合。

证明表2中天然孔隙比—天然含水量回归关系式是可靠的。

下面再看天然密度与天然含水量的相关关系。

土体密度与含水量的理论关系式为式中:ρ为土体的天然密度,g·cm-3;ρs为土粒的密度,g·cm-3;ρw为土中水的密度,g·cm-3;e为土体的天然孔隙比;w为土体的天然含水量,%;Sr为土体的饱和度,%,取值为96%;Gs为土粒比重,取值为2.75。

由图5(b)所示,回归关系曲线与式(3)的理论曲线接近,说明表2中的天然密度与天然含水量的回归关系式ρ=2.31369-0.01286w是较为可靠的。

3.2 研究区黏土回归关系式和别处的比较基于作者所能找到的有关黏土物理力学参数间相关关系的文献(目前这方面的文献很少)及作者在长江下游苏通大桥工程区所做的一些研究,对南京地铁工程区黏土物理力学参数间的相关关系与国内别处的情况进行比较。

图6(a)为南京黏土与苏通、合肥[3]、山东[4]、新疆[8]等地黏土的孔隙比—含水量回归关系曲线的比较图。

从图上可看出,5条曲线很一致,仅含水量的幅值有明显区别。

除山东的有少许偏离外,南京与苏通、新疆、合肥的基本上是重合的。

这说明研究区即南京地铁工程区黏土孔隙比与含水量的回归关系式是可靠的。

南京与苏通黏土的液性指数—孔隙比关系曲线也较为一致,如图6(b)所示。

由图6(c)所示,对南京、苏通、三峡巴东3地[9]黏土黏聚力—密度的回归关系曲线比较表明,三地的黏土黏聚力—密度的回归关系曲线有明显区别,南京的介于苏通的和巴东的之间。

3.3 综合讨论由前面的物理力学参数间相关关系的分析可看出:南京地铁工程区黏土同时存在21对较好的回归关系式,这带有一定的区域性特点。

通过上述分析可知,这些相关关系式总的来说较为可靠,它们是根据南京地铁南北1号线施工区的地基黏土测试值统计出来的,比较适合于南京地区,特别是适合于南京地铁后续几条线路建设的工程区。

由于国内外不同地区黏土所处环境、成因、成分及固结历史不完全相同,因此,不能保证这些相关关系式在国内外其他地区的都完全适用,但可供参考和借鉴。

同时,不同地区黏土物理力学参数间相关关系式的异同可为黏土物理力学性质内在本质的研究打下基础。

4 结论 (1)黏土的天然含水量、密度等参数易于量测,通过建立和运用它们的数学回归关系式来确定黏土的其它物理力学参数值,不失为一个简单而适用的方法。

(2)南京地铁地基黏土的密度、孔隙比、压缩模量、压缩系数、液性指数、导热系数等物理力学参数与黏土含水量之间的线性相关程度很好,相关系数R在0.928以上,平均为0.9757。

(3)南京地铁地基黏土的压缩模量、黏聚力、导热系数随密度的增大而增大,压缩系数随密度的增大而减小。

这4个参数与密度的线性相关程度很好,相关系数R在0.93以上,平均为0.9535。

(4)压缩模量、黏聚力、液性指数、导热系数等与孔隙比的线性相关程度也较好,相关系数R在0.89以上,平均为0.941835。

(5)孔隙比、压缩系数、液性指数、内摩擦角、黏聚力、压缩模量、导热系数与标贯的线性相关程度很好,相关系数R在0.947以上,平均为0.97353。

(6)研究区黏土的21对较好的相关关系式是根据南京地铁施工区的测试值统计出来的,比较适合于南京地区,特别是南京地铁后几条线路的工程区。

由于不同地区黏土的成因、成分及固结历史不完全相同,因此,不能保证这些相关关系式在国内外其他地区的都完全适用,但可提供参考和借鉴。

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