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文檔簡介

1、土坡滑動土坡滑動的定義的定義土坡的失穩(wěn)土坡的失穩(wěn)的因素的因素 項(xiàng)目六 擋土墻的設(shè)計(jì) 6.6 土坡穩(wěn)定性分析土坡穩(wěn)定性分析 土坡穩(wěn)定性簡介土坡穩(wěn)定性簡介天然土坡天然土坡人工土坡人工土坡由于地質(zhì)作用而自然由于地質(zhì)作用而自然形成的土坡形成的土坡 在天然土體中開挖或在天然土體中開挖或填筑而成的土坡填筑而成的土坡 山坡、江河山坡、江河岸坡岸坡路基、堤壩路基、堤壩坡底坡底坡腳坡腳坡角坡角坡頂坡頂坡高坡高土坡穩(wěn)定分析問題土坡穩(wěn)定分析問題坡底坡底坡腳坡腳坡面坡面坡肩坡肩坡頂坡頂坡高坡高簡單土坡簡單土坡坡角坡角土坡的頂面和土坡的頂面和底面都是水平底面都是水平的,并伸至無的,并伸至無窮遠(yuǎn),土坡由窮遠(yuǎn),土坡由均質(zhì)土

2、組成。均質(zhì)土組成。1天然土坡 江、河、湖、海岸坡2人工土坡 挖方:溝、渠、坑、池2人工土坡 填方:堤、壩、路基、堆料小浪底土石壩的因素的因素造成土坡失穩(wěn)造成土坡失穩(wěn)內(nèi)在因素:內(nèi)在因素:土體自身抗剪強(qiáng)度土體自身抗剪強(qiáng)度 的降低的降低外在因素:外在因素:剪應(yīng)力的增加剪應(yīng)力的增加土坡失穩(wěn):土坡失穩(wěn):又稱滑坡,是指土坡在一定范圍內(nèi)整體地沿某一滑動面向下和向外滑動而喪失穩(wěn)定性。6.1 滑坡防治滑坡防治1、滑坡分類、滑坡分類2、邊坡的設(shè)計(jì)與施工、邊坡的設(shè)計(jì)與施工3、滑坡的防治、滑坡的防治合理選擇場址合理選擇場址避免大填大挖避免大填大挖消除或減輕水害消除或減輕水害改善滑坡體受力條件改善滑坡體受力條件1.無粘

3、性土坡穩(wěn)定性分析無粘性土坡穩(wěn)定性分析 6.2 簡單土坡的穩(wěn)定性分析簡單土坡的穩(wěn)定性分析無粘性土的簡單土坡無粘性土的簡單土坡抗滑力為tgcosWTf抗滑力與滑動力之比稱為穩(wěn)定安全系數(shù)K滑動力為 sinWT 一般要求K1.251.30。tantansintancosfGGTTK 2.粘性土的土坡穩(wěn)定分析粘性土的土坡穩(wěn)定分析條分法條分法 12ROBA對于均質(zhì)粘性土對于均質(zhì)粘性土土坡,其最危險(xiǎn)土坡,其最危險(xiǎn)滑動面通過坡腳滑動面通過坡腳 =0=0 圓心位置由圓心位置由1 1,2 2確定確定OB12AHE2H4.5H最危險(xiǎn)滑動面圓心的確定最危險(xiǎn)滑動面圓心的確定 abcdiiOCRABH各土條對滑弧各土條對

4、滑弧圓心的抗滑力圓心的抗滑力矩和滑動力矩矩和滑動力矩 滑動土體滑動土體分為若干分為若干垂直土條垂直土條土坡穩(wěn)定土坡穩(wěn)定安全系數(shù)安全系數(shù) 一般要求一般要求K=1.201.303、滑坡的防治、滑坡的防治 合理選擇場址合理選擇場址 避免大填大挖避免大填大挖 消除或減輕水害消除或減輕水害 改善滑坡體受力條件改善滑坡體受力條件項(xiàng)目六 擋土墻的設(shè)計(jì)E6.7 6.7 擋土墻的類型擋土墻的類型E6.8 6.8 重力式擋土墻的設(shè)計(jì)重力式擋土墻的設(shè)計(jì)E6.9 6.9 重力式擋土墻的構(gòu)造重力式擋土墻的構(gòu)造6.7 擋土墻的類型 1. 擋土墻的含義擋土墻的含義用來支擋天然邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建用來支擋天然

5、邊坡或人工填土邊坡以保持土體穩(wěn)定的建筑物。筑物。為防止土體滑塌而修筑的,主要承受側(cè)向土壓力的墻式為防止土體滑塌而修筑的,主要承受側(cè)向土壓力的墻式建筑物。建筑物。2. 擋土墻的作用擋土墻的作用1)防止路基邊坡或基底滑動;防止路基邊坡或基底滑動;2)收縮坡腳,減少占地面積,保護(hù)重要建筑物;收縮坡腳,減少占地面積,保護(hù)重要建筑物;3)防止水流沖刷和浸蝕,防止壓縮河床等作用;防止水流沖刷和浸蝕,防止壓縮河床等作用;4)支擋滑坍,縮短涵洞長度,保護(hù)橋臺及連接路堤等作支擋滑坍,縮短涵洞長度,保護(hù)橋臺及連接路堤等作用。用。一、擋土墻一、擋土墻(Retaining Wall)的用途的用途擋土墻應(yīng)用舉例應(yīng)用:支

6、撐路堤、路塹、隧道洞口、橋梁兩端及河岸等。應(yīng)用:支撐路堤、路塹、隧道洞口、橋梁兩端及河岸等。3. 擋土墻的使用場合擋土墻的使用場合1) 路塹擋墻路塹擋墻 用于陡峭山坡的路塹底部,降低邊坡高度、減少開用于陡峭山坡的路塹底部,降低邊坡高度、減少開挖或者邊坡防止地質(zhì)不良地段的滑坡。挖或者邊坡防止地質(zhì)不良地段的滑坡。2) 路堤擋墻路堤擋墻 收縮坡腳,減少填方量;防止邊坡或基底收縮坡腳,減少填方量;防止邊坡或基底( (對于對于陡坡路堤陡坡路堤) )滑動,保證沿河路堤不受水流沖刷?;瑒?,保證沿河路堤不受水流沖刷。3) 路肩擋墻路肩擋墻 用于支擋陡坡路堤下滑;抬高公路路基高程;收用于支擋陡坡路堤下滑;抬高公

7、路路基高程;收縮坡腳,減少占地,減少填方量??s坡腳,減少占地,減少填方量。4) 山坡?lián)鯄ι狡聯(lián)鯄τ糜谥跎狡赂采w層或滑坡下滑。用于支擋山坡覆蓋層或滑坡下滑。用作支承橋梁上部建筑及保證橋頭填土穩(wěn)定。用作支承橋梁上部建筑及保證橋頭填土穩(wěn)定。5) 橋頭擋墻橋頭擋墻二、擋土墻的類型二、擋土墻的類型按擋土墻位置分按擋土墻位置分: :路塹擋墻,路堤擋墻,路肩擋墻和山坡?lián)鯄Φ?。路塹擋墻,路堤擋墻,路肩擋墻和山坡?lián)鯄Φ取0磽跬翂Φ膲w材料分按擋土墻的墻體材料分: :石砌擋墻,混凝土擋墻,鋼筋混凝土擋墻,磚砌石砌擋墻,混凝土擋墻,鋼筋混凝土擋墻,磚砌擋墻,木質(zhì)擋墻和鋼板墻等。擋墻,木質(zhì)擋墻和鋼板墻等。按擋土墻的

8、結(jié)構(gòu)形式分按擋土墻的結(jié)構(gòu)形式分: :重力式,半重力式,衡重式,懸臂式,扶壁式,重力式,半重力式,衡重式,懸臂式,扶壁式,錨桿式,拱式,錨定板式,板樁式和垛式等。錨桿式,拱式,錨定板式,板樁式和垛式等。重力式擋土墻重力式擋土墻(Gravity retaining wall)1. 依靠墻身自重承受土側(cè)壓力依靠墻身自重承受土側(cè)壓力2. 一般用漿砌片石砌筑,在缺乏石料地區(qū)或墻身一般用漿砌片石砌筑,在缺乏石料地區(qū)或墻身較高時(shí)也用混凝土灌注較高時(shí)也用混凝土灌注3. 形式簡單、取材容易、施工簡便,但對地基的形式簡單、取材容易、施工簡便,但對地基的承載能力要求較高承載能力要求較高懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻(Ca

9、ntilever retaining wall)1. 采用鋼筋混凝土材料、由立臂、墻趾板、墻采用鋼筋混凝土材料、由立臂、墻趾板、墻踵板三部分組成,墻的斷面尺寸較小踵板三部分組成,墻的斷面尺寸較小2. 墻高時(shí)立臂下部的彎矩較大,需設(shè)置較多鋼墻高時(shí)立臂下部的彎矩較大,需設(shè)置較多鋼筋筋3. 宜在石料缺乏、地基承載力較低的填方地段宜在石料缺乏、地基承載力較低的填方地段位用位用4. 墻高不宜大于墻高不宜大于7m扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻(Counterfortretaining wall )1. 當(dāng)懸臂式擋墻的立臂較高時(shí),沿墻長方向每當(dāng)懸臂式擋墻的立臂較高時(shí),沿墻長方向每隔一定距離加一道扶壁把墻面板和墻踵

10、板連接隔一定距離加一道扶壁把墻面板和墻踵板連接起來,以減小立臂下部的彎矩起來,以減小立臂下部的彎矩2. 扶壁式擋墻宜在石料缺乏、地基承載力較低扶壁式擋墻宜在石料缺乏、地基承載力較低的地段使用,墻高不宜大于的地段使用,墻高不宜大于10m。錨定板擋土墻錨定板擋土墻(Anchored bulkhead retaining wall) 錨定板擋土墻是由鋼筋混凝土墻面板和錨桿及錨定板擋土墻是由鋼筋混凝土墻面板和錨桿及錨定板共同組成,靠固定在穩(wěn)定區(qū)的錨定板提供錨定板共同組成,靠固定在穩(wěn)定區(qū)的錨定板提供的抗拔力來維持墻體的穩(wěn)定。的抗拔力來維持墻體的穩(wěn)定。加筋土擋土墻加筋土擋土墻(Reinforced ear

11、th retaining wall)1. 由墻板、拉筋和填料共同組成的擋土結(jié)構(gòu),由由墻板、拉筋和填料共同組成的擋土結(jié)構(gòu),由拉筋和填土間的摩阻力來抵抗側(cè)向土壓力;拉筋和填土間的摩阻力來抵抗側(cè)向土壓力;2. 加筋土擋土墻適用于石料缺乏地區(qū),由于其為加筋土擋土墻適用于石料缺乏地區(qū),由于其為柔性結(jié)構(gòu),對地基承載力的要求不高,能適應(yīng)地柔性結(jié)構(gòu),對地基承載力的要求不高,能適應(yīng)地基輕微的變形,一般對墻高沒有限制?;p微的變形,一般對墻高沒有限制。建成后的坡間擋土墻建成后的坡間擋土墻類型類型支護(hù)特點(diǎn)支護(hù)特點(diǎn)適用范圍適用范圍重力式擋重力式擋墻墻A、依靠墻體自重承受壓力,保持平衡;、依靠墻體自重承受壓力,保持平衡

12、;B、一般用毛石砌筑,缺乏石料地區(qū)可用混凝土;、一般用毛石砌筑,缺乏石料地區(qū)可用混凝土;C、形式簡單,取材容易,施工方便;、形式簡單,取材容易,施工方便;D、地基承載力低時(shí),可在墻底放置鋼筋混凝土板,、地基承載力低時(shí),可在墻底放置鋼筋混凝土板,減少開挖量;減少開挖量;E、砌體用量大、地基沉降大。、砌體用量大、地基沉降大。一般適用于高度較低(一一般適用于高度較低(一般不超過般不超過6m)的擋墻和地)的擋墻和地質(zhì)情況較好的石料豐富地質(zhì)情況較好的石料豐富地區(qū)。區(qū)。懸臂式擋懸臂式擋墻墻A、采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成,有豎臂、墻趾板、墻、采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成,有豎臂、墻趾板、墻踵板組成,斷面尺寸較小;踵板

13、組成,斷面尺寸較?。籅、墻較高,豎臂根部彎矩大,鋼筋用量大。、墻較高,豎臂根部彎矩大,鋼筋用量大。適用于石料缺乏、地基承適用于石料缺乏、地基承載力低的地區(qū);墻高可取載力低的地區(qū);墻高可取6m左右。左右。扶臂式擋扶臂式擋墻墻A、由墻面板、墻趾板、墻踵板和扶壁組成;、由墻面板、墻趾板、墻踵板和扶壁組成;B、墻可做的很高,下部彎矩大,采用鋼筋混凝土現(xiàn)、墻可做的很高,下部彎矩大,采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆而成。澆而成。適用于石料缺乏地區(qū),當(dāng)適用于石料缺乏地區(qū),當(dāng)度墻高度可高達(dá)度墻高度可高達(dá)10m,較,較懸臂式擋墻更為經(jīng)濟(jì)。懸臂式擋墻更為經(jīng)濟(jì)。錨桿式擋錨桿式擋墻墻A、由肋柱、擋土板、錨桿組成,肋柱下部通常設(shè)置、

14、由肋柱、擋土板、錨桿組成,肋柱下部通常設(shè)置基礎(chǔ);基礎(chǔ);B、錨桿式擋墻靠錨桿的拉力維持擋墻的平衡;、錨桿式擋墻靠錨桿的拉力維持擋墻的平衡;C、結(jié)構(gòu)輕、柔性大;、結(jié)構(gòu)輕、柔性大;D、墻面可預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場拼裝;、墻面可預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場拼裝;E、能適應(yīng)承載力低的不良地基。、能適應(yīng)承載力低的不良地基。適用于擋墻高度大于適用于擋墻高度大于12m的情況以及減少開挖量的的情況以及減少開挖量的地區(qū)和石料缺乏的地區(qū)。地區(qū)和石料缺乏的地區(qū)。錨碇板式錨碇板式擋墻擋墻A、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與錨桿式擋墻相似,區(qū)別在于拉桿端部、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與錨桿式擋墻相似,區(qū)別在于拉桿端部采用錨碇板固定與穩(wěn)定區(qū);采用錨碇板固定與穩(wěn)定區(qū);B、填土壓實(shí)時(shí),鋼拉桿

15、易彎曲產(chǎn)生次應(yīng)力。、填土壓實(shí)時(shí),鋼拉桿易彎曲產(chǎn)生次應(yīng)力。適用于缺乏石料的大型填適用于缺乏石料的大型填方工程,原狀土中施工時(shí),方工程,原狀土中施工時(shí),可用機(jī)械穿孔布置拉桿??捎脵C(jī)械穿孔布置拉桿。加筋土式加筋土式擋墻擋墻A、由墻面板、拉條及填料組成,結(jié)構(gòu)簡單,施工方、由墻面板、拉條及填料組成,結(jié)構(gòu)簡單,施工方便;便;B、對地區(qū)承載力要求低。、對地區(qū)承載力要求低。適用于大型填方工程。適用于大型填方工程。6.8、重力式擋墻設(shè)計(jì)一.擋土墻設(shè)計(jì)的基本原則 擋土墻必須保證結(jié)構(gòu)安全正常使用,因此應(yīng)滿足以下要求:a.擋土墻不能滑移; b.擋土墻不能傾覆; c.擋土墻墻身要有足夠的強(qiáng)度; d.擋土墻的基礎(chǔ)要滿足承

16、載力的要求。 根據(jù)工程要求以及地形地質(zhì)條件,確定擋土墻結(jié)構(gòu)的平面布置和高度,選擇擋土墻的類型及截面尺寸。擋土墻形式的選擇 擋墻選用應(yīng)該綜合考慮場地地形、工程地質(zhì)、水擋墻選用應(yīng)該綜合考慮場地地形、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、建筑材料、擋墻用途、施工方法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)文地質(zhì)、建筑材料、擋墻用途、施工方法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件及施工單位的經(jīng)驗(yàn)積累等因素,各種條件及施工單位的經(jīng)驗(yàn)積累等因素,各種擋墻的支護(hù)特點(diǎn)及適用范圍列表如下:。列表如下:。重力式擋墻類型重力式擋墻類型 重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來維持擋土墻重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來維持擋土墻在力的作用下的平衡和穩(wěn)定。在力的作用下的平衡和穩(wěn)定。 6.8.2.

17、6.8.2. 重力式擋土墻的設(shè)計(jì)重力式擋土墻的設(shè)計(jì)1.1.穩(wěn)定性驗(yàn)算:穩(wěn)定性驗(yàn)算:抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算zfEaEazEaxGaa0d6 . 10faxfaztzExEGxK抗傾覆穩(wěn)定條件抗傾覆穩(wěn)定條件)cos(daaazEE)sin(daaaxEEacotzbxf0tanabzzf擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點(diǎn)向外傾覆點(diǎn)向外傾覆Ox0 xfbz二二 擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)容擋土墻的穩(wěn)定性驗(yàn)算內(nèi)容抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算3 . 1)(tatannsGEEGK抗滑穩(wěn)定條件抗滑穩(wěn)定條件0cosaGGn)cos(0daaa

18、anEEEaEanEatdGGnGtaa0O擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動底面發(fā)生滑動0sinaGGt)sin(0daaaatEE為基底摩為基底摩擦系數(shù),根擦系數(shù),根據(jù)土的類別據(jù)土的類別查表得到查表得到2.2.地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算基底平均應(yīng)力基底平均應(yīng)力pf基底最大壓應(yīng)力基底最大壓應(yīng)力pmax1.2ff為地基承載為地基承載力設(shè)計(jì)值力設(shè)計(jì)值3.3.墻身強(qiáng)度驗(yàn)算墻身強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)墻身材料分別按砌體結(jié)構(gòu)、素混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的有關(guān)計(jì)算方法進(jìn)行。1.1.墻背傾斜形式墻背傾斜形式仰斜、直立和俯斜仰斜、直立和俯斜E1 1仰斜仰斜E2 2直立直立E3

19、 3俯斜俯斜E1 1E2 2E3 36.9 重力式擋土墻的構(gòu)造重力式擋土墻的構(gòu)造2.2.墻后排水措施墻后排水措施 墻后填土宜選擇透水性較強(qiáng)的填料,若采用粘土,應(yīng)墻后填土宜選擇透水性較強(qiáng)的填料,若采用粘土,應(yīng)混入一定量的塊石,增大透水性和抗剪強(qiáng)度,墻后填土應(yīng)混入一定量的塊石,增大透水性和抗剪強(qiáng)度,墻后填土應(yīng)分層夯實(shí)。分層夯實(shí)。3.3.填土質(zhì)量要求填土質(zhì)量要求泄水孔泄水孔粘土夯實(shí)粘土夯實(shí)濾水層濾水層泄水孔泄水孔粘土夯實(shí)粘土夯實(shí)粘土夯實(shí)粘土夯實(shí) 截水溝截水溝6.9.2 擋土墻的構(gòu)造與布置一、擋土墻的構(gòu)造一、擋土墻的構(gòu)造擋土墻的組成示意圖擋土墻的組成示意圖(一)墻身(一)墻身 1. 墻背墻背石砌擋土墻

20、斷面形式圖石砌擋土墻斷面形式圖a) a) 仰斜;仰斜;b) b) 垂直;垂直;c) c) 俯斜;俯斜;d) d) 凸形折線式;凸形折線式;e) e) 衡重式衡重式2. 墻面墻面 考慮墻趾處地面的橫坡度??紤]墻趾處地面的橫坡度。3. 墻頂墻頂 石砌擋土墻墻頂?shù)淖钚挾龋瑵{砌的不小于石砌擋土墻墻頂?shù)淖钚挾龋瑵{砌的不小于50cm,干砌的不小于,干砌的不小于60cm。為保證交通為保證交通安全,在地形安全,在地形險(xiǎn)峻地段,或險(xiǎn)峻地段,或過高過長的路過高過長的路肩墻的墻頂應(yīng)肩墻的墻頂應(yīng)設(shè)置護(hù)欄。設(shè)置護(hù)欄。4. 護(hù)欄護(hù)欄墻頂墻頂墻面墻面墻背傾角墻背傾角護(hù)欄護(hù)欄(二)基礎(chǔ)(二)基礎(chǔ)1. 基礎(chǔ)形式的選擇基礎(chǔ)形

21、式的選擇擋土墻通常采用淺基礎(chǔ),只有在特殊情況下,擋土墻通常采用淺基礎(chǔ),只有在特殊情況下,才使用樁基。才使用樁基。絕大多數(shù)擋土墻的基礎(chǔ)直接設(shè)置在天然地基上。絕大多數(shù)擋土墻的基礎(chǔ)直接設(shè)置在天然地基上。當(dāng)?shù)鼗浫?,墻身較高時(shí),為減少基底壓應(yīng)力,當(dāng)?shù)鼗浫?,墻身較高時(shí),為減少基底壓應(yīng)力,增加穩(wěn)定性,墻趾可做成臺階,以拓寬基底。增加穩(wěn)定性,墻趾可做成臺階,以拓寬基底。地基為較弱土層時(shí),可用砂礫、碎石、礦渣或地基為較弱土層時(shí),可用砂礫、碎石、礦渣或石灰土等質(zhì)量較好的材料換填,以提高地基承載石灰土等質(zhì)量較好的材料換填,以提高地基承載力。力。a)擴(kuò)大基礎(chǔ);)擴(kuò)大基礎(chǔ);b)鋼筋混凝土底板;鋼筋混凝土底板;c)臺

22、階形基礎(chǔ);臺階形基礎(chǔ); d)拱形基礎(chǔ)(縱斷面)拱形基礎(chǔ)(縱斷面)2. 基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度的確定考慮沖刷線及凍結(jié)深度??紤]沖刷線及凍結(jié)深度。(三)排水設(shè)施(三)排水設(shè)施1. 排水設(shè)施的作用排水設(shè)施的作用2. 排水設(shè)施包括地面排水和墻身排水兩部分排水設(shè)施包括地面排水和墻身排水兩部分(四)沉降縫與伸縮縫(四)沉降縫與伸縮縫為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,應(yīng)根為防止因地基不均勻沉陷而引起墻身開裂,應(yīng)根據(jù)地基地質(zhì)條件及墻高墻身斷面的變化情況,設(shè)據(jù)地基地質(zhì)條件及墻高墻身斷面的變化情況,設(shè)置置沉降縫沉降縫;為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度;為了減少圬工砌體因硬化收縮和溫度變化作用而產(chǎn)生的裂縫,須設(shè)置變化作用而產(chǎn)生的裂縫,須設(shè)置伸縮縫伸縮縫。沉降縫與伸縮縫沉降縫與伸縮縫二、擋土墻的布置二、擋土墻的布置(一)擋土墻的橫向布置(一)擋土墻的橫向布置主要是在路基橫斷面圖上進(jìn)行擋土墻位置的選定,主要是在路基橫斷面圖上進(jìn)行擋土墻位置的選定,確定出是路塹墻、路肩墻、路堤墻或浸水擋墻,確定出是路塹墻、路肩墻、路堤墻或浸水擋

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