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文檔簡介

《BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能研究》一、引言隨著社會對可持續(xù)發(fā)展的需求日益增長,建筑行業(yè)對于新型建筑材料和結(jié)構(gòu)的需求也隨之提升。其中,再生混凝土及纖維增強聚合物(FiberReinforcedPolymer,簡稱FRP)筋的研發(fā)與運用得到了廣泛的關(guān)注。再生混凝土梁通過摻入再生骨料替代傳統(tǒng)骨料,在保證性能的同時實現(xiàn)資源再利用;而BFRP筋則以其良好的抗腐蝕性、高強度及輕質(zhì)等特點,被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程中。本文針對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能進行研究,以期為相關(guān)領(lǐng)域提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。二、文獻(xiàn)綜述近年來,國內(nèi)外學(xué)者對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能進行了大量研究。研究結(jié)果表明,BFRP筋再生混凝土梁在抗剪性能上具有較好的表現(xiàn)。然而,由于再生骨料和BFRP筋的物理特性與傳統(tǒng)的混凝土和鋼筋有所不同,其在實際應(yīng)用中的性能仍需進一步驗證和評估。因此,對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能進行深入研究具有重要意義。三、研究方法本研究通過實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能進行研究。首先,設(shè)計不同配筋率、不同再生骨料摻量的混凝土梁試件;其次,進行抗剪試驗,記錄試驗過程中的荷載、位移等數(shù)據(jù);最后,利用有限元軟件進行數(shù)值模擬,分析BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能。四、實驗結(jié)果與分析(一)實驗結(jié)果通過抗剪試驗,我們得到了各試件在加載過程中的荷載-位移曲線、破壞形態(tài)等數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,BFRP筋再生混凝土梁在抗剪性能上表現(xiàn)出較好的承載能力和延性。(二)結(jié)果分析1.配筋率對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的影響:隨著配筋率的增加,試件的抗剪承載能力有所提高。這主要是因為BFRP筋的加入提高了試件的抗拉強度和韌性。2.再生骨料摻量對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的影響:在一定范圍內(nèi),隨著再生骨料摻量的增加,試件的抗剪性能有所提高。然而,當(dāng)摻量過大時,可能會對試件的抗剪性能產(chǎn)生不利影響。這主要是因為再生骨料的物理特性與天然骨料有所不同,摻量過多可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性增加。3.破壞形態(tài)分析:試件在抗剪過程中呈現(xiàn)出不同的破壞形態(tài),主要包括斜向剪切破壞、彎曲破壞等。其中,斜向剪切破壞是試件的主要破壞形態(tài),表現(xiàn)為BFRP筋在斜向裂縫處被拉斷或拔出。五、數(shù)值模擬與驗證利用有限元軟件對BFRP筋再生混凝土梁進行數(shù)值模擬,分析其抗剪性能。將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。同時,通過數(shù)值模擬可以更深入地了解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪機理和破壞過程。六、結(jié)論與建議本研究表明,BFRP筋再生混凝土梁在抗剪性能上具有較好的表現(xiàn)。配筋率和再生骨料摻量對試件的抗剪性能有顯著影響。在實際工程中,應(yīng)根據(jù)具體要求合理設(shè)計配筋率和骨料摻量。此外,建議進一步研究BFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能、耐久性等問題,以完善BFRP筋再生混凝土梁的應(yīng)用技術(shù)。七、展望隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心,BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)將具有廣闊的應(yīng)用前景。未來研究可關(guān)注以下幾個方面:一是進一步優(yōu)化BFRP筋的制備工藝,提高其力學(xué)性能;二是深入研究BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的抗震、抗火等性能;三是加強BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用研究,推動其在實際工程中的廣泛應(yīng)用??傊?,通過對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的深入研究,將有助于推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。八、研究方法與技術(shù)手段本研究采用實驗研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能進行深入研究。在實驗研究方面,我們設(shè)計并制作了不同配筋率和骨料摻量的BFRP筋再生混凝土梁試件,通過對其進行靜載剪切試驗,觀察并記錄其破壞過程和形態(tài)。此外,我們還采用了高精度測量設(shè)備,對試件的應(yīng)力、應(yīng)變等數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和記錄。在數(shù)值模擬方面,我們利用了先進的有限元軟件,建立了BFRP筋再生混凝土梁的數(shù)值模型。在模型中,我們充分考慮了材料的非線性、各向異性等特性,以及BFRP筋與混凝土之間的粘結(jié)滑移等復(fù)雜行為。通過對比模擬結(jié)果與實驗結(jié)果,驗證了數(shù)值模擬的可靠性,并為進一步分析BFRP筋再生混凝土梁的抗剪機理和破壞過程提供了有力工具。九、實驗結(jié)果分析通過實驗和數(shù)值模擬,我們得到了大量關(guān)于BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的數(shù)據(jù)。分析這些數(shù)據(jù),我們可以得出以下結(jié)論:1.配筋率對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能具有顯著影響。隨著配筋率的增加,試件的抗剪承載力逐漸提高。但是,過高的配筋率可能會導(dǎo)致試件在破壞過程中出現(xiàn)BFRP筋未充分發(fā)揮作用的情況。因此,在實際工程中,應(yīng)根據(jù)具體要求合理設(shè)計配筋率。2.再生骨料的摻量也會影響B(tài)FRP筋再生混凝土梁的抗剪性能。適量摻入再生骨料可以提高混凝土的強度和韌性,從而提高試件的抗剪性能。但是,過多的再生骨料可能會導(dǎo)致混凝土的工作性能變差,影響試件的施工質(zhì)量。3.BFRP筋在斜向裂縫處被拉斷或拔出是試件破壞的主要形式。這表明BFRP筋與混凝土之間具有良好的粘結(jié)性能,能夠有效地傳遞荷載。4.通過數(shù)值模擬,我們可以更深入地了解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪機理和破壞過程。模擬結(jié)果與實驗結(jié)果相吻合,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。十、未來研究方向在未來,關(guān)于BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的研究可以關(guān)注以下幾個方面:1.進一步研究BFRP筋的制備工藝和力學(xué)性能,提高其耐久性和抗老化性能,以滿足更廣泛的應(yīng)用需求。2.深入研究BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的抗震、抗火等性能,為其在實際工程中的應(yīng)用提供更全面的技術(shù)支持。3.加強BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用研究,推動其在實際工程中的廣泛應(yīng)用??梢酝ㄟ^與建筑企業(yè)、設(shè)計院等合作,共同推動BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展。4.探索BFRP筋與其他新型材料的復(fù)合應(yīng)用,如與高性能混凝土、智能材料等相結(jié)合,以進一步提高結(jié)構(gòu)的性能和可靠性。總之,通過對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的深入研究,我們將為推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。一、引言隨著社會對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的日益關(guān)注,再生混凝土結(jié)構(gòu)因其環(huán)保、經(jīng)濟和可持續(xù)性等優(yōu)點,逐漸成為建筑行業(yè)的研究熱點。而BFRP(BasicFiberReinforcedPolymer)筋作為一種新型的增強材料,因其高強度、耐腐蝕等特性,在再生混凝土結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究,對于推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。二、BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能實驗BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能實驗是研究其性能的重要手段。在實驗中,我們通過改變BFRP筋的布置方式、直徑、間距等參數(shù),觀察試件的破壞形式和荷載-位移曲線,從而了解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能。在實驗過程中,我們發(fā)現(xiàn)BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能受到多種因素的影響。首先,BFRP筋的布置方式和直徑對試件的抗剪性能有著顯著的影響。合理的布置方式和適當(dāng)?shù)闹睆侥軌蛱岣咴嚰目辜舫休d力和變形能力。其次,混凝土的質(zhì)量和齡期也會影響試件的抗剪性能。隨著齡期的增長,混凝土的性能逐漸提高,從而提高了試件的抗剪性能。三、BFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能在實驗中,我們觀察到BFRP筋在斜向裂縫處被拉斷或拔出是試件破壞的主要形式。這表明BFRP筋與混凝土之間具有良好的粘結(jié)性能,能夠有效地傳遞荷載。為了進一步提高BFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能,我們可以研究采用不同的粘結(jié)劑和粘結(jié)工藝,以增強BFRP筋與混凝土之間的粘結(jié)力和耐久性。四、數(shù)值模擬在BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能研究中的應(yīng)用數(shù)值模擬是研究BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的重要手段。通過數(shù)值模擬,我們可以更深入地了解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪機理和破壞過程。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果相吻合,驗證了數(shù)值模擬的可靠性。我們可以利用數(shù)值模擬進一步研究BFRP筋再生混凝土梁的力學(xué)性能和耐久性能,為其在實際工程中的應(yīng)用提供更全面的技術(shù)支持。五、未來研究方向在未來,關(guān)于BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的研究將進一步深入。首先,我們需要進一步研究BFRP筋的制備工藝和力學(xué)性能,提高其耐久性和抗老化性能,以滿足更廣泛的應(yīng)用需求。其次,我們需要深入研究BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的抗震、抗火等性能,為其在實際工程中的應(yīng)用提供更全面的技術(shù)支持。此外,我們還可以通過與建筑企業(yè)、設(shè)計院等合作,共同推動BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展。最后,我們可以探索BFRP筋與其他新型材料的復(fù)合應(yīng)用,以進一步提高結(jié)構(gòu)的性能和可靠性。六、結(jié)論通過對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的深入研究,我們將更加了解這種新型材料的力學(xué)性能和耐久性能。這將為推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。我們相信,在未來的研究中,BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。七、BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的深入理解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究,是當(dāng)前建筑領(lǐng)域中一個重要的研究方向。隨著研究的深入,我們逐漸認(rèn)識到這種新型材料在結(jié)構(gòu)抗剪方面的潛力和優(yōu)勢。通過數(shù)值模擬和實驗研究,我們可以更深入地了解其抗剪機理和破壞過程。首先,在數(shù)值模擬方面,我們可以采用更加精細(xì)的模型和算法,模擬BFRP筋再生混凝土梁在剪力作用下的變形和破壞過程。這不僅可以更準(zhǔn)確地預(yù)測其抗剪性能,還可以幫助我們更好地理解其破壞機理和影響因素。通過對比數(shù)值模擬結(jié)果和實驗結(jié)果,我們可以驗證數(shù)值模擬的可靠性,進一步提高模擬的精度和效率。其次,在實驗研究方面,我們可以進一步研究BFRP筋的力學(xué)性能和耐久性能。例如,我們可以研究BFRP筋在不同環(huán)境下的耐久性能,包括長期暴露在自然環(huán)境中的抗老化性能、抗腐蝕性能等。此外,我們還可以研究BFRP筋在不同加載條件下的力學(xué)性能,包括單調(diào)加載、循環(huán)加載等不同加載方式下的性能表現(xiàn)。此外,我們還可以通過與建筑企業(yè)、設(shè)計院等合作,共同推動BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展。在實際工程中,我們可以根據(jù)工程需求和設(shè)計要求,選擇合適的BFRP筋和再生混凝土材料,設(shè)計出更加合理、經(jīng)濟、安全的結(jié)構(gòu)方案。同時,我們還可以通過與建筑企業(yè)和設(shè)計院的合作,共同推廣BFRP筋再生混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,提高其在建筑行業(yè)中的認(rèn)知度和應(yīng)用范圍。八、探索新的研究方向除了在BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究中,我們可以繼續(xù)探索以下新的研究方向:一、深入研究界面粘結(jié)性能的影響B(tài)FRP筋與再生混凝土之間的界面粘結(jié)性能對于梁的抗剪性能具有重要影響。我們可以進一步研究界面粘結(jié)性能的影響因素,如再生骨料的種類、粒徑、含量,BFRP筋的表面處理等。通過實驗和數(shù)值模擬手段,分析這些因素對界面粘結(jié)性能的影響規(guī)律,為提高BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能提供理論依據(jù)。二、考慮多因素耦合作用下的抗剪性能研究在實際工程中,BFRP筋再生混凝土梁可能受到多種因素耦合作用的影響,如溫度、濕度、荷載持續(xù)時間等。我們可以研究這些因素耦合作用下的抗剪性能,分析不同因素對梁抗剪性能的影響程度和規(guī)律,為實際工程應(yīng)用提供更加全面的理論支持。三、探索BFRP筋再生混凝土梁的優(yōu)化設(shè)計方法針對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能,我們可以探索更加合理的優(yōu)化設(shè)計方法。例如,通過優(yōu)化BFRP筋的布置方式、數(shù)量、直徑等參數(shù),以及優(yōu)化再生骨料的配比和粒徑等參數(shù),提高梁的抗剪性能。同時,我們還可以考慮采用智能算法等優(yōu)化手段,對BFRP筋再生混凝土梁進行智能優(yōu)化設(shè)計。四、開展長期性能和耐久性研究BFRP筋再生混凝土梁的長期性能和耐久性是關(guān)系到其實際應(yīng)用的重要問題。我們可以開展長期荷載作用下的抗剪性能研究,以及在不同環(huán)境條件下的耐久性研究,如高溫、低溫、濕度變化等環(huán)境下的性能表現(xiàn)。通過這些研究,我們可以更好地了解BFRP筋再生混凝土梁的長期性能和耐久性,為其在實際工程中的應(yīng)用提供更加可靠的依據(jù)。五、拓展應(yīng)用領(lǐng)域除了建筑領(lǐng)域,BFRP筋再生混凝土材料還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域,如橋梁、隧道、水利工程等。我們可以探索BFRP筋再生混凝土材料在這些領(lǐng)域的應(yīng)用可能性,開展相關(guān)研究工作,推動其在實際工程中的應(yīng)用和發(fā)展。綜上所述,BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究具有廣闊的研究前景和應(yīng)用價值,我們需要繼續(xù)深入探索其抗剪機理和破壞過程,以及考慮多因素耦合作用下的抗剪性能等問題,為推動其在實際工程中的應(yīng)用和發(fā)展提供更加全面的理論支持。六、深化抗剪機理與破壞過程研究對于BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究,深入理解其抗剪機理及破壞過程是至關(guān)重要的。我們可以利用先進的實驗設(shè)備和技術(shù)手段,如高精度應(yīng)變測量儀、高速攝像機等,對BFRP筋再生混凝土梁在受力過程中的應(yīng)變、應(yīng)力分布、裂紋擴展等進行實時監(jiān)測和記錄。通過這些實驗數(shù)據(jù),我們可以更準(zhǔn)確地描述其抗剪機理和破壞過程,為優(yōu)化設(shè)計和提高抗剪性能提供科學(xué)依據(jù)。七、多因素耦合作用下的抗剪性能研究在實際工程中,BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能往往受到多種因素的影響,如鋼筋的布置方式、數(shù)量、直徑,再生骨料的配比、粒徑,以及環(huán)境條件(如溫度、濕度、腐蝕等)等。因此,我們需要開展多因素耦合作用下的抗剪性能研究,通過控制變量法,系統(tǒng)地研究各因素對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的影響規(guī)律,以及各因素之間的相互作用機制。八、智能優(yōu)化設(shè)計方法的研究與應(yīng)用隨著智能算法和計算機技術(shù)的發(fā)展,我們可以將智能優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用于BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究中。通過建立合理的數(shù)學(xué)模型,利用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等智能算法,對BFRP筋的布置方式、數(shù)量、直徑,以及再生骨料的配比和粒徑等進行智能優(yōu)化設(shè)計。這樣不僅可以提高設(shè)計效率,還可以得到更加合理的參數(shù)組合,從而提高BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能。九、實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法可以有效地推動BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的研究。通過實驗獲取真實的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象,再利用數(shù)值模擬方法對實驗過程和結(jié)果進行驗證和補充。這樣可以更加全面地了解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能和破壞過程,為優(yōu)化設(shè)計和提高性能提供更加可靠的依據(jù)。十、加強國際合作與交流BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究是一個涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的復(fù)雜問題,需要加強國際合作與交流。通過與國外學(xué)者、專家進行合作與交流,共享研究成果和經(jīng)驗,共同推動BFRP筋再生混凝土材料在全球的應(yīng)用和發(fā)展??傊珺FRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究具有廣闊的研究前景和應(yīng)用價值。我們需要從多個角度和層面進行深入研究,為推動其在實際工程中的應(yīng)用和發(fā)展提供更加全面的理論支持和技術(shù)支持。一、研究背景與意義隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展,對于建筑材料的需求和要求也在不斷提高。BFRP(BasicFiberReinforcedPolymer)筋再生混凝土梁作為一種新型的綠色建筑材料,具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐久性能,其抗剪性能的研究對于推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。然而,目前對于BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能研究尚處于初級階段,因此,對其進行深入的研究具有重要的理論價值和實際應(yīng)用意義。二、理論分析與建模理論分析與建模是研究BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的基礎(chǔ)。通過對BFRP筋和再生混凝土的力學(xué)性能、材料特性等進行深入分析,建立合理的數(shù)學(xué)模型和理論框架,為后續(xù)的智能優(yōu)化設(shè)計和實驗與數(shù)值模擬提供理論支持。同時,通過對比分析不同理論模型和計算方法的優(yōu)劣,選擇最適合的模型和方法進行進一步的研究。三、智能優(yōu)化設(shè)計利用遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等智能算法,對BFRP筋的布置方式、數(shù)量、直徑等參數(shù)進行智能優(yōu)化設(shè)計。通過建立合理的數(shù)學(xué)模型,對再生骨料的配比和粒徑等進行智能優(yōu)化,以得到更加合理的參數(shù)組合。這樣不僅可以提高設(shè)計效率,還可以提高BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能,為其在實際工程中的應(yīng)用提供更加可靠的依據(jù)。四、實驗研究實驗研究是驗證理論分析和智能優(yōu)化設(shè)計結(jié)果的重要手段。通過制作不同參數(shù)組合的BFRP筋再生混凝土梁試件,進行抗剪性能實驗,獲取真實的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。同時,通過觀察試件的破壞過程和破壞形態(tài),了解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能和破壞機理,為優(yōu)化設(shè)計和提高性能提供更加可靠的依據(jù)。五、數(shù)值模擬研究數(shù)值模擬是研究BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的重要手段。通過建立有限元模型,對實驗過程和結(jié)果進行驗證和補充。利用數(shù)值模擬方法,可以更加全面地了解BFRP筋再生混凝土梁的應(yīng)力分布、裂紋擴展等細(xì)節(jié)問題,為優(yōu)化設(shè)計和提高性能提供更加全面的依據(jù)。六、考慮環(huán)境因素的研究環(huán)境因素對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能具有重要影響。因此,在研究過程中,需要考慮環(huán)境因素如溫度、濕度、腐蝕等對BFRP筋和再生混凝土的影響,以及它們對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的影響。通過考慮環(huán)境因素的研究,可以更加全面地了解BFRP筋再生混凝土梁的耐久性能和適用范圍。七、考慮構(gòu)造措施的研究構(gòu)造措施對于提高BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能具有重要作用。因此,需要研究不同的構(gòu)造措施如加固措施、連接方式等對BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的影響。通過對比分析不同構(gòu)造措施的優(yōu)劣,選擇最適合的構(gòu)造措施進行實際應(yīng)用。總結(jié):通過對BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能進行多角度、多層面的深入研究,可以為推動其在實際工程中的應(yīng)用和發(fā)展提供更加全面的理論支持和技術(shù)支持。同時,加強國際合作與交流,共享研究成果和經(jīng)驗,共同推動BFRP筋再生混凝土材料在全球的應(yīng)用和發(fā)展。八、實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析在BFRP筋再生混凝土梁抗剪性能的研究中,實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。通過收集大量的實驗數(shù)據(jù),包括應(yīng)力-應(yīng)變曲線、破壞模式、裂紋擴展等,對數(shù)據(jù)進行有效的整理和統(tǒng)計分析,從而更加深入地了解BFRP筋再生混凝土梁的抗剪性能及其變化規(guī)律。在這一環(huán)節(jié)中,應(yīng)使用先進的統(tǒng)計分析方法,如回歸分析、方差

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