赣东红层泥岩边坡失稳与水-岩机制分析
211128081_湖南省“红层”边坡失稳地质灾害分析探讨

价值工程0引言湖南省范围内分布丰富的晚白垩系及早第三系陆相沉积泥质粉砂岩、泥岩等地层,因岩石为红色、褐红色等,工程领域将其统称作红层。
由于其是在干燥炎热等特殊条件下形成的,又经过强烈风化及氧化作用,具有特殊的工程特性,是岩石地层较为典型的易滑地层,在暴雨等外界条件影响下极易引发的滑坡灾害。
因此,深入研究建设场地边坡红层的边坡稳定性问题及时采取针对性强的各种防治措施,可达到防灾、减灾和治灾的目的。
1红层边坡稳定性影响因素分析与研究红层地区边坡失稳的影响因素比较复杂。
分内因和外在两个方面,内因包括红层地区边坡的地形地貌、地质构造、地层岩性、岩体结构及特征等,其影响是持久且缓慢的,也是边坡失稳破坏的主要条件,它们直接决定了边坡破坏的类型和规模;外因包括工程建设对自然边坡的破坏、暴雨引起的地下水位改变、岩层风化等,它们对边坡的变形破坏影响强烈而迅速。
外因也是通过内因影响边坡稳定的,或推动着边坡失稳的发生与发展。
1.1红层地区边坡稳定内在因素的研究1.1.1地层岩性、岩层产状边坡岩体地层岩性特征对边坡稳定性的影响非常重要,不同岩石因所含矿物成分不同会呈现出截然不同的变形破坏方式。
因岩石组成矿物成分不同,其物理特性和力学强度等特征不同。
含粘土矿物较多的泥岩、泥质粉砂岩等,易风化,且在遇水后易膨胀、崩解,水稳性很差,而由硅质、铁质胶结的砂岩强度较高,水稳性较好。
不同岩性组合也是影响边坡稳定性的重要因素。
在红层地区的边坡岩体上,最常见以下几种岩性组合类型:①巨厚层砂岩边坡;该类边坡较稳定。
②上部巨厚层砂岩,底部为泥质岩石、砂岩互层的边坡;该类边坡底部泥质岩石易风化形成软弱结构面,可造成崩塌和顺层滑坡。
③以泥岩为主,夹有砂岩、粉砂岩的边坡。
该类边坡易风化,易形成崩塌和圆弧滑坡。
④强风化砂岩、泥岩或粉砂岩、泥质粉砂岩软弱互层的红层岩质边坡,易发生沿软弱结构面的滑坡。
⑤上部为较厚的黏土层,下部为泥岩、泥质粉砂岩等软岩的边坡。
软硬互层顺层岩质边坡稳定性影响因素及失稳机理分析

软硬互层顺层岩质边坡稳定性影响因素及失稳机理分析摘要:在自然界中,岩石在形成过程中因沉积物源性质差异形成软硬分层结构,因构造活动,导致岩层呈现不同成度的岩层结构斜率,这种倾斜岩层结构在工程实践中影响较大,笔者对中国西部地区工程实践中的岩石结构展开研究分析,发现软硬叠加的岩质边坡,在自身重力、自然条件、人类活动等因素下可能诱发失稳。
关键词:软硬互层;顺层岩质;边坡稳定性;影响因素;失稳机理引言随着我国西部大开发战略的逐渐实施,诸多基建工程不断加快落实,且在西南地区工程建设过程中需进行大量工程开挖,形成有大量软硬互层顺层岩质边坡,特别在重庆、云南、贵州等地大量分布层状碳酸盐岩,且碳酸盐岩层间发育富含红泥岩层、泥质砂岩层,形成软硬互层的岩质边坡。
在高速公路、铁路等建设过程中开挖形成的软硬互层顺层岩质边坡也十分常见,该类型的边坡常易失稳产生滑塌、崩落等灾害,对工程施工的正常进行及人员生命财产安全造成了极大威胁。
然而,软硬互层顺层岩质边坡的变形破坏受到诸多因素影响,尤其是边坡坡体结构和岩体结构的特殊组合,导致软硬互层顺层岩质边坡的失稳机理和变形破坏特征变的十分复杂。
本文通过边坡失稳因素及数值模拟方式,分析不同岩层岩层厚度比和软硬互层顺层岩质边坡的位移变化规律,揭示软硬互层顺层岩质边坡的失稳机理,为该类型边坡事故的防治提供了理论依据。
1软硬互层顺层岩质边坡稳定性影响因素分析1.1地下水对软硬互层顺层岩质边坡的影响软硬互层顺层岩质边坡由于岩层性质存在差异性,软质岩层常富含年粘土矿物(如蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石等),粘土矿物因其特殊的遇水膨胀性在地下水的作用下,软质岩层部分力学性质极易发生变化,导致岩层软化、崩解,岩层间的凝聚力降低,在上层岩层重力作用下,下层软质岩层抗滑力低于上层岩层岩层面的下滑力,岩层将发生失稳滑动。
在地下水的参与下,软岩中的粘土矿物(如蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石等)发生化学反应,产生物质交换,从岩石中交换的物质被水流代谢或者地下水作用力对岩石软弱部分机械冲击,导致岩石形成孔洞或空洞,从而加速地下水在岩石中的运动速率,提高岩石的渗透率和孔隙率滤,降低岩石中矿物间的凝聚力。
边坡失稳因素及防治办法

边坡失稳因素及防治办法1.前言水利水电工程中常常会遇到大量的岩石边坡工程,这些边坡工程中一般都存在着岩体稳定性问题,有些问题已成为了工程建设进程与安全的主要制约因素。
研究影响边坡失稳的原因,对不稳定边坡采取相应的治理措施是水利水电工程边坡研究中的一个突出问题。
2影响边坡稳定性的因素边坡在形成过程中,其内部原有的应力状态发生变化,引起应力重分布和应力集中等效应。
为适应这种应力状态的变化,边坡将发生不同形式和不同规模的变形与破坏,这是推动边坡演变的内在原因。
各种自然营力和人类工程活动也可造成边坡外形、内部结构及应力状态的变化,这些营力则是推动边坡演变的外部因素。
内因包括边坡形态、地层岩性、组成斜坡土体的力学性质、地质构造与岩体结构、以及地应力等;外因则包括地表水和地下水的作用、地震作用、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。
[1]内在因素常常起着主要的控制作用,而外在因素是边坡变形的诱导或触发条件。
[2]查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。
3 不稳定边坡的防治措施目前国内外常用的方法有:防止地表水向岩体中渗透:排除不稳定岩体中的地下水;削缓斜坡、上部减重;修建支挡建筑;锚固等。
还可以将常常用的几种防治方法结合使用。
进行这些处理之前,应首先查明不稳定边坡破坏的性质、类型和规模,以及引起变形、滑动活崩塌的因素、采取针对性的措施,才能取得经济而有效的结果。
4 工程实例本文中研究的边坡为某水电站进水口边坡。
该高陡边坡强卸荷带、弱卸荷带、强风化带、弱风化带、以及基岩的厚度按相似关系反映在模型上。
见图1。
在地质剖面图的基础上,将左岸的五组优势结构面投影到该剖面并确定该剖面最危险的情况下优势结构面的位置和组合方式,然后根据极限平衡计算软件对该剖面在各工况下的稳定性进行计算,得到安全系数。
在连续降雨或暴雨条件下的邊坡稳定性系数最小,仅为0.733,滑坡处于不稳定状态。
顺层岩质边坡稳定性分析

顺层岩质边坡稳定性分析发布时间:2023-02-01T08:52:07.406Z 来源:《工程管理前沿》2022年第18期作者:武钰华[导读] 顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏,影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多,武钰华中冶沈勘工程技术有限公司辽宁大连摘要:顺层岩质边坡极易不稳定发生破坏,影响顺层岩质边坡稳定性的因素有很多,如:岩层倾角、水的影响、边坡高度、风化作用、地震效应、爆破震动效应等都可能影响顺层岩质的边坡稳定。
本文通过分析影响顺层边坡稳定性因素的作用机理,分析其失稳的机制以及破坏的模式。
关键词:顺层岩质边坡、岩层倾角及结构面、水的作用、开挖坡角、边坡高度。
前言顺层岩质边坡是包含层面和其它类型结构面的一种复杂边坡结构。
根据大量的工程实践经验发现,顺层岩质边坡是稳定性最差、危害程度最大的一种边坡,顺层岩质边坡的变形毁坏给边坡工程的建设重大的损失和人民群众的生命财产带来了重严重的威胁,因此对顺层岩质边坡的研究很深远的意义。
1 顺层岩质边坡类型影响稳定性的因素影响边坡稳定的因素有很多,首先取决于岩层倾角、地层岩性及其组合特征、结构面等内因。
除此以外还包括地下水的作用和开挖坡角、边坡高度、爆破震动效应、地震效应等其他因素。
2岩层倾角及结构面影响边坡稳定性的重要因素之一就是岩层的倾角。
开挖边坡坡角,当坡角中夹杂着的软弱夹层在坡面出露时,边坡极易发生沿软弱夹层滑动的顺层滑坡。
正常来讲,岩层倾角较大时,因为没有下滑空间,所以边坡相对较稳定,虽然在一定的条件下还是会产生顺层弯曲破坏和倾倒破坏。
岩层倾角接近并小于边坡开挖角时,下滑力和下滑空间都相对较大,边坡也就相对不那么稳定。
岩层倾角较小时,不稳定的岩体下滑力较小,开挖后的边坡相对较为稳定。
3地层岩性及其组合特征组成边坡的物质基础是地层,地层岩性的不同对边坡稳定性的影响也不同。
自然界中将地层岩性分为软质岩与硬质岩两种。
由软质岩体组成的顺层边坡坡高通常较低,所以岩层的倾角通常较小;而由硬质岩体组成的顺层边坡坡高通常较高,所以岩层倾角通常较大,由此可以知道地层岩性的不同对顺层边坡稳定的影响极其明显。
红层分布特点和主要工程的地质问题

红层分布特点和主要工程的地质问题我国红层面积广泛,并且新生带红层面积广泛,约有90万平方千米。
红层成为我国建筑工程在施工过程中不可避免的岩土之一。
因为红层对工程建设有着重要影响,并会对工程的质量和和使用寿命产生直接影响,基于此,本文对红层问题进行了重点分析,希望对相关工作人员能够有所帮助。
标签:红层分布工程建设地质特性红层是一种碎屑沉积而形成的地层,其外观以红色为主调色,这也是人们称之为红层的一个重要原因。
红层中的泥质粉砂岩、页岩、泥岩也为自身比较软弱被称之为软岩,抗压强度不足30MPa,该类岩层亲水性强、透水性弱,一旦遇到水容易发生膨胀或软化,而失去水后则容易发生收缩或崩解,并且抗风化能力较弱。
1红层的分布特点南方占到我国红层总面积的60%以上,其中中南和西南地区分布较为广泛,多数红岩都裸露在外,因此,风化较为严重,并且容易受到雨水的影响而发生滑坡。
北方地区分布的红层不足40%,主要分布在蒙宁晋陕交界和甘肃一代,较多的红层都为埋藏性,工程的地质问题的隐蔽性较高。
红层分布会受到分布区、岩体结构、渗流、水文网络、软化问题的控制,同时因为受到泥岩、砂岩、蒸发岩等多种硬岩和软岩以及工程建设活动的影响,因此软弱结构面,极易出现滑坡以及地质分化等问题。
因为时代较近,因此岩体在胶结性上较差,岩体的物理学性能也较差,多数岩土都为软岩类别。
岩体没有稳定的结构,并且容易发生崩解软化。
红层岩体和蒸发岩体中能够容易水的成份,在水的作用下极易发生腐蚀、渗流、岩溶等化学变化和物理变化,因此在工程建设过程中,必须要采取正确的方式对待红层这一特殊岩体。
图1为白垩纪的红层地质图。
2主要工程在地质上存在的问题2.1边坡变形红层地区边坡变形对机制产生的破坏主要分为以下几种类型。
①顺岩层层面发生变形导致基础遭受破坏,边坡岩层走向头坡面之间的夹角较小,岩层向外具有一定的倾斜,并且倾斜角的角度不能大于边坡角,岩体将会呈现临空状态,后缘和侧向将会节理发育,从而使顺层面形成失稳破坏机制,沿层面将会因为破坏而整体下滑。
红层浅析及其工程问题

第19卷 第4期 中 国 水 运 Vol.19 No.4 2019年 4月 China Water Transport April 2019收稿日期:2018-12-05作者简介:闫洪振(1993-),男,河南安阳人,硕士生,主要研究方向为水文地质、工程地质,环境地质。
红层浅析及其工程问题闫洪振1,2,徐国民2,朱杰勇1,田 超2,陈志雄2(1.昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650051;2.西南有色昆明勘测设计(院)股份有限公司,云南 昆明 650051)摘 要:我国红层形成时代主要位于三叠—第三纪,在我国西南、华北及其西北地区均有分布。
主要形成于湖相盆地。
由于红层在我国形成的历史较长,同时受各地区地质环境的影响,不同地区的红层性质具有差异,其岩性主要由砂岩,泥质粉砂岩,页岩,泥岩等组成。
论文主要阐述红层的分布、分类、成因、岩性以及工程特性等,同时为我国红层地区地质灾害的防治,提供较为可靠的地质基础资料。
关键词:红层;成因;岩性;工程特性中图分类号:TU47 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2019)04-0242-02引言红层物理及其工程特性,决定其为典型易滑地层。
红层分布范围较广,世界各地均有红层的分布,目前世界范围内对红层的研究主要包括:(1)红层的工程地质研究。
(2)旅游地质对红层的研究。
对我国红层的阐述,不但可以了解我国红层的分布、形成条件以及我国红层的物理力学特性。
同时可以为红层地区的灾害防治,提供地质基础资料。
一、红层的定义及其分类 1.红层的定义红层指由碎屑岩沉积形成的地层,因含Fe 3+等元素,红层地区颜色以显红色为主。
大多数红层主要由碎屑岩沉积物沉积形成[1,2]。
2.红层的分类目前对于红层的分类,类型较多。
P.D.克里宁通过对红层中铁氧化物颜色成因的理解,提出了一种红层综合分类的方法。
并制定了四分分类方案。
其将红层分为以下几类:(1)原生红层(2)沉积后和成岩后红层(3)次生红层(4)化学红层图1 P.D.克里宁(1949)红层分类图二、红层的分布红层在我国主要为三叠-第三纪所形成的沉积物[3,4]。
红层路堑边坡滑坡成因分析及治理措施

红层路堑边坡滑坡成因分析及治理措施赵琳;秦柳江【摘要】红层地质在我国分布非常广泛。
文章以红层路堑边坡发生滑坡的典型工点为例,分析其变形破坏的主要因素,建议在覆盖层为松散层、内部为砂岩和泥岩互层的结构中,采用清方、网喷、锚索、防排水等相结合的综合治理措施。
%Red-bed is widely distributed in China. Through the description of a typical landslide case in a red-bed cutting slope ,this paper analyzes the main factors resulting in its deformation and failure. Comprehensive treating methods of overburden-clear, net-spray, anchorage cable and drainage and so forth are proposed for structures covered with loose bed and interbedded with sandstone and mudstone.【期刊名称】《现代交通技术》【年(卷),期】2012(009)005【总页数】3页(P15-17)【关键词】路基工程;红层路堑边坡;滑坡;综合治理【作者】赵琳;秦柳江【作者单位】中铁十一局集团第五工程有限公司,重庆400037;中铁十一局集团第五工程有限公司,重庆400037【正文语种】中文【中图分类】U418.52红层是以泥岩、泥质粉砂岩为主的沉积地层,因呈红色而得名。
红层在我国分布非常广泛,特别是四川盆地,是我国有名的“紫色盆地”,盆地及其边缘地区红层分布极为广泛,具有一定的代表性。
四川丘陵地区地质条件复杂、降雨量大、暴雨频繁,导致红层路堑边坡易发生边坡表层易风化剥落、流泥、落石、溜塌等地质灾害,进而诱发滑坡、错落、崩塌等更为严重的安全问题。
垂直节理发育红层软岩路堑边坡工程病害分析

垂直节理发育红层软岩路堑边坡工程病害分析唐立明【摘要】红层软岩在我国广泛分布,其力学性质较差,具有强度低、亲水性强、遇水易软化、易崩解等特性,极易产生工程病害.文章针对垂直节理发育的红层典型软岩,通过具体工程病害分析,得出以下主要结论:(1)垂直节理裂隙发育的红层软岩,路堑开挖后形成临空面,节理裂隙变大,大爆破施工更加重裂隙的张开程度,因此,距离路堑坡面2~3m范围内,岩体宜采用机械开挖或小爆破施工;(2)严禁边坡采用大拉槽施工,严格执行“分级开挖分级防护”,不宜在雨季进行边坡开挖和防护施工;(3)完善临时和永久排水系统,坡面防护宜采用易形成防排水功能的措施,宜在路堑坡脚设置预加固桩,在坡面设置框架锚杆加固防护.【期刊名称】《高速铁路技术》【年(卷),期】2019(010)002【总页数】4页(P6-9)【关键词】垂直节理;红层软岩;工程病害;对策【作者】唐立明【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司,成都610031【正文语种】中文【中图分类】U213.1+58红层软岩在我国四川、重庆、广西、贵州等地广泛分布,我国红层软岩主要指中生代以来即侏罗系、三叠系、白垩系和新生代古近系的河流相、湖相、河湖交替相或是山麓洪积相等陆相碎屑岩,多以夹层互层出现,外表颜色为红色。
由于地质年龄相对较轻,经历的地壳变动相对较少,褶皱不剧烈,产状平缓,其岩性主要是砂岩、粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、粘土岩或泥质页岩等,岩相变化大,并含透镜状或薄层状多孔疏松砂岩,都不同程度地发育有层间剪切带,还常见有诸如石膏等易溶岩类,与老地层相比,成岩作用差,有的呈半胶结状,强度较低。
红层软岩的岩体力学特性[1-6],主要体现在以下两个方面:(1)红层软岩多由泥质岩类和砂岩类互层组成,软硬层间具有较大的差异性。
泥质岩类工程性质较差,表现为强度低,亲水性强、透水性弱,遇水易风化、易软化、易崩解等特点,并具有一定的膨胀性。
(2)红层软岩中节理和层面通常较为发育,尤其是层间结合差、软弱夹层发育且具有显著的蠕变性。
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种体积力, 在 空 隙动 水 压 力 的作 用 下 其中U = 音 Z 一 z ) C S C t  ̄; V = 妄 可使 岩 体 中的细 微 颗 粒 物质 产生 移 动 ,
‘
图1 : 坡 体 受 力图
部分被携出岩体 之外, 产生机械潜蚀而
式中, c 为滑动面的粘结力; 为滑 面的长度 , 且, =( H— Z ) . C S C a; 裂隙
地 下水 对 岩 体 的力 学作 用 , 主要 表 的荷载有自重 、 滑动面上的法向力 、 滑 现 为空 隙 静 水 压力 和 空 隙 动 水 压 力, 前 面 上 的 裂 隙 水 压 、 抗滑力 、 作 用 于 滑 张 裂 隙 空 者减 小红砂 岩的有效应力 而降低 其强 体 重 心 上 的水 平 地 震 荷 载 、 度, 在 裂 隙 岩 体 中 的空 隙 静 水 压 力可使 隙 水 压力 。 裂 隙产 生 扩 容 变 形 。 后者 对 岩 体产 生切 其边 坡 稳定 性 系 数 为
水 岩 作 用。
其中, 红 层 泥 岩 在 水 岩 作 用 下 的 蠕
部, 就 起 补 给 地 下水 , 地 下 水 的赋 存 与 结构 面 产 生平 面滑 动 , 通 常 称 为平 面 破 动变 形 比 较 缓 慢 , 而 坡 脚 作 为重 要 的阻 滑段 , 当坡 脚 开 挖 后 并 为及 时 支护 时 ,
1 . 引言
该 力 使 裂 隙产 生切 向变 形 。 当地 下水 位 压 力 , 由于二者 对边 坡 坡体 所产 生的 影 响 与 粘 聚 力相 反 , 故 水 岩力 学作 用 效 应 在赣 东地区南城 段 , 沿 线 所 发 生
江 西赣 东地 区 , 分布 着一种外观 上升时, 以泥 质 岩体 为主 的 滑 体 容 重 、 典 型 的层 状 岩 体 , 主要 以泥 岩 为 主 , 粉 滑 坡复 活。 而 水位 变动造 成地 下水 动
从 图中不难 分析, 张 裂 隙 是 直 立 此 时岩 质坡 体 的临 空高 度 增 加 , 加 之 水
的, 其中充有高度为 的水柱 ; 水沿张裂 岩作用下部分坡体被 裂隙水充填, 此时 隙的底进入滑动面并沿滑动面渗透; 滑
体 沿滑 动 面 做 刚 体 下滑 。 作用 于 滑体 上
2 . 水 岩力学作 用与滑 坡变形机 制
从 公 式可 以看 出 , 影 响边 坡 稳 定 的 主 要 因 素有 裂 隙 水 压 、 张 裂 隙 空 隙 水
图 2: 牵引式滑坡模型图
破坏岩体 , 发生管 涌现 象。 在岩体 裂隙 面 的内摩擦角; 为滑面 的倾 角; l 为滑
团:
一
l
为红 色 的陆 相 碎 屑 沉 积 地 层 , 该地 层 是 孔 隙 水 与动 静 水 压 力 的增 加 , 易诱 发 或 影 响了边 坡 稳 定性 。 砂岩、 泥 页 岩 等 较 软 弱 的岩 层 , 该 类 岩 力场 的分布 发 生变 化 , 表 现 为 初 始水 位 的滑 坡 常 表现 为 牵 引式滑 坡 。 该 滑 坡 变 滑动 、 失 稳 层 易受降水影响, 较弱的透水性和较强 等梯度的突升突降, 动静水压力荷载使 形机 制一 般 经 历 蠕 动 变 形 、 个阶段 , 其 中 蠕 动 变 的 亲水 性 造 成 泥 岩 长 期 浸 泡 下, 雨 水荷 得岩土体 的抗滑力减弱 , 因此降雨对滑 加 剧 和 固 结 压 密4 载下 的 作 用致 使 泥 岩 遇 水膨 胀 、 失 水 收 坡 稳 定 性 的 影 响是 目前 极 待 解 决 的 。 该 形特 征直接 决定 滑坡 滑面 位置 、 滑坡
F
H
向推力以降低 其抗剪强度 。 地下水对
红 砂 岩 中的 软 弱 夹 层 及 破 碎 岩 体 施 加
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c ・ , 一 ( Qs i n a—Wc o s a+ Vs i n a+U) t a n t p
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学 术园地
◎余立群 抚州赣东公路设计院
摘 要: 江西赣东地区持续 阴雨气候, 省道¥ 2 1 4 丰德线沿线分布了大量的红层泥岩边坡 , 因长期持续阴雨, 雨水渗入边坡坡体 , 致使土质松软, 在 水一岩长期作用下, 岩石由坚硬状态 到可塑 , 直到流塑状态 。 本文以某处滑坡 为例 , 对红层泥岩边坡在水岩机制作用下的变形破 坏规律做 出阐述 。 关键词 : 泥 质边坡 水岩作用 破 坏规律
缩, 易风化 、 塑 性变形 , 抗 风性能弱 、
滑 动 周期 、 滑 坡 性 质 及 破 坏 模 式 红 层 泥 岩在 水 岩 力 学 机 制 作 用 下 表 现 规 模 、
1
。
易崩解等特性 。 天然降水入渗坡体内 为对 边坡 上滑体 沿单一结构面或 软弱
运 移 是 诱 发 泥 岩 边 坡 坡 体 失 稳 的 主 要 坏 , 力 学模 型 如 图1 。 因素 。 而 地下 水 的赋 存 与 运 移 的实质 是
圆
是垂直 于裂隙 的空隙 静水压 力 ( 面 水 容 重 ; F 为稳 定 系数 。
圆圆
●H
力) , 该 力使裂隙 产生垂向变 形; 二是 平行 于裂隙的空隙动水压力 ( 面力 ) ,
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