同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 基于概率密度演化理论的地震概率安全评估

    宁超列;

    基于概率密度演化理论,通过引入随机地震动模型,可以获得某一场地在一定时期内遭遇不同地震动强度的超越概率,并且有望解决地震易损性分析中如何选择地震动的关键问题.在此基础上,通过调幅随机地震动模型的基底幅值参数,并与地震易损性研究中的增量调幅思想相结合,可以获得工程结构在遭遇不同超越概率的地震作用时,结构性能达到各极限状态的超越概率.这一将地震易损性曲线的地震动强度度量指标赋予概率意义的工作,可以避免以往采用不同地震动强度度量指标时,由于计算方法的不同,生成的地震易损性曲线具有较大不同的缺点.这一工作,进一步与基于性能的地震工程全概率决策框架相结合,可为工程结构的地震概率安全评估提供坚实的理论基础.

    2015年03期 v.43 325-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 348K]
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  • 基于边界层理论的建筑结构风致内压理论研究

    全涌;王轶翔;顾明;

    由于单一开洞建筑结构风致内压是由黏性有旋的湍流流体引起的,伯努利方程显然不能完全适用于此种情况,因此采用边界层微分方程并结合湍流的半经验理论——混合长度理论——重新推导了风致内压控制方程,定义了新的能量损失系数及其具体表达式.采用标准四阶四段龙格-库塔数值计算方法求解内压控制方程,分析了能量损失系数对新方程计算结果的影响,并与经验公式的计算结果进行对比.研究结果表明,内压的能量耗散是由湍流扩散项引起的,进一步明确了洞口能量耗散的物理意义.

    2015年03期 v.43 332-336页 [查看摘要][在线阅读][下载 185K]
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  • 大型户外独立柱广告牌风压分布特性

    顾明;陆文强;韩志惠;周晅毅;

    通过风洞试验,测量三面板和双面板两种独立柱广告牌模型的面板表面风压,研究其分布规律.讨论面板表面平均和脉动风压系数在不同风向角下的分布特性及随风向角的变化,以及面板表面典型测点脉动风压的频域特性.结果表明:各块面板表面的平均风压系数绝对值均随风向角的增加而逐渐减小;对于背风面板,面板边缘附近的平均风压系数绝对值及脉动风压系数要比面板内部区域大;在各个风向角下,单个面板两表面均存在风压的叠加或抵消效应;迎风面板外表面的脉动风压主频低于背风面板外表面脉动风压的主频,能量也较小,各块面板的内表面脉动风压频带均较宽,能量更小;广告牌立柱对于面板表面局部风压系数的影响较大.

    2015年03期 v.43 337-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 598K]
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  • 高温后高强混凝土剪切裂缝与拉剪箍筋销栓作用

    李志卫;王婉;肖建庄;

    为研究高温后高强混凝土的剪切裂缝和拉剪箍筋销栓作用,浇筑了两种强度高强混凝土Z形试件.分别对试件进行了200,400,800°C的高温试验,通过高温后试件的直剪试验,研究了温度和混凝土强度对剪切裂缝的影响.基于弹性地基梁理论建立了箍筋销栓作用模型,结合实测的剪切裂缝宽度和裂缝滑移,计算得到高温后高强混凝土与箍筋之间的销栓剪应力.研究结果表明:除200°C以外,高强混凝土的裂缝峰值位移(裂缝峰值宽度和裂缝峰值滑移)随温度的升高而增大;无论经历多高的温度,混凝土的强度越高,裂缝峰值位移越小;箍筋的销栓剪切应力与裂缝滑移呈线性关系,销栓剪切刚度随温度的升高而降低,随混凝土强度的增大而增大;销栓剪切应力随温度的升高而增大,随混凝土强度增大而减小.

    2015年03期 v.43 345-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • 后结合预应力组合梁负弯矩区混凝土开裂性能试验

    郭瑞;苏庆田;李晨翔;邓青儿;

    为了研究后结合预应力技术改善混凝土桥面板组合梁在负弯矩作用下的受力性能,特别是混凝土的开裂性能,设计制作了2根组合梁(一根是常规混凝土桥面板组合梁,另一根是后结合预应力混凝土桥面板组合梁),进行了2根组合梁的静力试验.测试了在不同荷载作用下组合梁的变形、不同截面上构件的应变分布、混凝土的裂缝、钢与混凝土之间的相对滑移以及极限承载力等.试验结果表明:后结合预应力混凝土板连续组合梁的初始开裂荷载和正常使用状态的极限荷载分别是普通连续组合梁的3.87倍和5.38倍,说明采用后结合预应力混凝土桥面板能够大大提高组合梁负弯矩区混凝土的抗裂性能.

    2015年03期 v.43 352-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
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  • 一致激励下的混凝土斜拉桥振动台试验

    王瑞龙;徐艳;李建中;

    以某一典型中等跨径混凝土斜拉桥为研究对象,设计了1∶20大比例振动台全桥试验模型.采用Chi-Chi波和场地人工波进行了纵、横桥向小幅四台阵全桥振动台试验,并对该试验模型进行了场地人工波输入下的横桥向破坏性试验.试验结果表明:纵桥向输入时,由于Chi-Chi波长周期丰富,激起结构反应较大;横桥向输入时,两条波的频谱特性在结构横向周期附近基本相同,故激起结构反应相差不大;结构在场地人工波1.3g横桥向输入时,桥塔上横梁主筋断裂、混凝土大面积剥落、发生明显破坏,上横梁与塔柱之间形成的塑性铰导致桥塔的框架效应明显削弱,桥塔得到了有效保护,达到了试验预期目标.

    2015年03期 v.43 357-363页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
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  • 大跨度混合梁斜拉桥耐久性失效风险评估

    林晶;肖汝诚;

    为建立大跨度混合梁斜拉桥的耐久性失效风险评估体系,在分析耐久性和风险已有定义的基础上,从评估角度明确了耐久性失效风险的相关概念.考虑耐久性时间跨度大的特点,通过调研咨询识别了长期作用类型的风险因素,建立了大跨度混合梁斜拉桥耐久性失效风险源库.综合专家调查法、模糊综合评判法和层次分析法,研究了基于专家调查的模糊层次分析法用以评估耐久性失效风险.将重要度分析该概念引入耐久性失效风险评估,提出了耐久性失效风险重要度分析,该方法可以评价底层风险源对顶上风险事件的影响程度.以某长江大桥算例实践了上述风险评估体系,证明了其可行性.该体系可为大跨度混合梁斜拉桥的安全运营和预防性养护提供参考.

    2015年03期 v.43 364-370页 [查看摘要][在线阅读][下载 210K]
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  • 碳纤维布加固铝合金连接试验

    郭小农;王奔;蒋首超;裴进玉;

    铝合金材料的可焊性较差,焊接热影响区强度降低显著,用碳纤维布加固铝合金是一种有效的措施.为此探究了碳纤维布与铝合金间的黏结性能,完成2批共计37个碳纤维布加固铝合金双搭接节点试验,研究了碳纤维布黏结长度、宽度、层数、碳纤维布材料以及黏结构造等对黏结效果的影响.总结了碳纤维布加固铝合金双搭接节点的破坏模式和破坏机理,得到碳纤维布的应力应变分布规律,提出了双搭接节点的有效黏结长度和承载力实用计算公式.

    2015年03期 v.43 371-378+435页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 圬工与加筋土组合式挡墙离心模型试验

    徐超;贾斌;罗玉珊;董健;

    以湖北十房(十堰至房县)高速公路某处圬工与加筋土组合式挡墙为研究对象,通过土工离心模型试验技术,研究圬工与加筋土组合式挡墙的变形特性及内部土压力分布,并探讨强筋与弱筋(筋材模量)、长筋与短筋(加筋长度)以及密筋与疏筋(层间距)等参数对组合式挡墙的影响.研究发现:圬工挡墙与加筋土挡墙存在明显的相互影响,上部挡墙荷载使圬工挡墙发生内倾,这一内倾使加筋土挡墙上部水平位移进一步增大,并造成墙体底部土压力分布更不均匀;增大土工格栅模量、增加加筋长度、减小加筋间距,更有利于控制加筋土挡墙的变形;加筋土挡墙内部土压力和墙后水平土压力总体上小于理论值,且受挡墙加筋参数的影响;组合挡土结构的墙顶沉降主要发生在施工期,应加强施工质量控制,保证填土的密实度.

    2015年03期 v.43 379-385页 [查看摘要][在线阅读][下载 270K]
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  • 双排管冻结稳态温度场广义解析解

    胡向东;韩延广;虞兴福;

    人工地层冻结法施工中,对于双排的布管形式,巴霍尔金给出了双排管冻结稳态温度场解析解.但巴霍尔金解析解只针对对齐和标准错位这两种情况,不能完全满足现实的要求.针对工程中的不规则布管问题,利用调和方程边界条件可分离性,通过叠加单排冻结巴霍尔金问题解和线性温度场问题解,获得了特殊单排冻结问题的解析解;借鉴特殊单排温度场问题,完成布管形式复杂的双排管冻结温度场问题的广义解析解,并利用ANSYS数值模拟和物理模型实验结果验证了解析解的正确性.

    2015年03期 v.43 386-391页 [查看摘要][在线阅读][下载 249K]
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交通运输工程

  • 基于车辙谱的沥青路面轴载限研究

    朱靓雯;孙立军;刘黎萍;王翼;

    在对全国各地大量高速公路轴载数据调查分析的基础上,比较了不同轴型作用下的沥青路面剪应力场,提出基于车辙的多轴型数据处理方法.通过该方法对各地轴载谱数据进行换算,并采用换算后的数据,分析不同水平轴载对沥青路面车辙的影响,据此提出轴载限的确定方法,计算各级轴载对车辙的贡献,并给出典型省份的轴载和车辙谱.研究表明,不同轴组类型作用时路面内相同位点处最大剪应力值较为接近.荷载对路面变形特性的影响可以分为3个层面:对于≤10t荷载,路面具有很稳定的抗力;对于>10~15t轴载,路面具有较稳定抗力;对于>15t轴载,路面难以提供稳定抗力.采用抗剪强度较高的改性沥青材料对沥青路面车辙的改善效果明显.

    2015年03期 v.43 392-398页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 机场道面使用性能的动态自回归预测模型

    袁捷;唐龙;杜浩;

    针对我国机场道面性能观测时间短,观测数据少,使用现有模型预测精度低,不能根据观测值动态更新预测模型等现状,提出了将卡尔曼滤波应用于时间序列预测的方法,建立了动态自回归预测模型,进行机场道面使用性能的预估.选取我国华东某机场的实测道面状况指数为基础数据,进行时间序列建模,应用卡尔曼滤波算法实现时间序列模型参数的实时更新,分析模型的预测效果.时间序列数据较少时,难以建立高精度的自回归模型,通过卡尔曼滤波处理建立的动态自回归预测模型精度明显提高.

    2015年03期 v.43 399-404页 [查看摘要][在线阅读][下载 209K]
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  • 水泥稳定炉渣碎石基层路用性能

    刘栋;李立寒;崔华杰;

    为研究生活垃圾焚烧炉渣集料对水泥稳定碎石基层路用性能的影响规律,将0~9.5mm炉渣集料按照不同比例替代天然石料制备了水泥稳定炉渣碎石混合料,并测试了混合料的击实特性和无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、收缩特性及抗冻性.结果表明:炉渣集料掺量越高,混合料最佳含水率越大且最大干密度越小;水泥稳定炉渣碎石的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性均低于水泥稳定碎石;炉渣集料增加了试件的长期干缩变形,但降低了试件对失水率的敏感性,炉渣集料掺量不超过30%将减小试件温缩变形及对温度的敏感性.综合考虑,炉渣集料替代水泥稳定碎石中天然石料的质量分数宜在20%~30%.

    2015年03期 v.43 405-409+415页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 基于安全可提高空间的事故多发信控交叉口判别

    王雪松;李佳;谢琨;

    贝叶斯安全可提高空间判别方法通过计算贝叶斯方法估计的事故数与具有相同道路交通特征地点的事故期望的差值,对事故多发信控交叉口进行判别;差值越大,表明安全改善潜能越大.贝叶斯方法结合事故观测值和具有相同道路交通特征地点的事故期望估计事故数,消除了事故观测值的随机波动特性.基于全贝叶斯安全可提高空间方法判别上海市事故多发信控交叉口,并与事故绝对数方法、经验贝叶斯方法、全贝叶斯方法、经验贝叶斯安全可提高方法的判别结果进行对比,发现该判别方法最优.

    2015年03期 v.43 410-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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  • 基于计算机虚拟化列车控制系统敏捷测试方法

    周庭梁;黄涛;杨文臣;赵时旻;

    传统的基于通信的列车运行控制(communication based train control,CBTC)系统测试受真实硬件设备环境的制约而存在瓶颈,针对该问题提出一种基于计算机虚拟化的CBTC系统测试方法.采用计算机虚拟技术模拟物理硬件设备环境,构建CBTC系统虚拟化测试平台.基于该测试平台,设计了一种自适应测试用例约简优排算法,可以在保证测试覆盖率的前提下,约简测试用例的数量,并通过优化测试用例的执行顺序,缩短系统的测试时间.该方法应用于深圳市地铁2号线CBTC系统测试,与传统测试方法进行了对比.实验表明,本测试方法可精简测试用例幅度约45%,测试时间缩短约33%,大幅提高了系统测试效率.

    2015年03期 v.43 416-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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  • 基于圈层人口变量的城市轨道交通车站客流预测

    李俊芳;杨冠华;邹江源;柴东;

    考虑城市轨道交通车站客流(指进出站客流)吸引范围内不同距离的人口对车站客流贡献率不同的情况,将人口按照距离车站的远近分为不同圈层,以不同圈层人口作为变量进行车站客流预测.通过偏相关分析验证圈层人口作为变量的合理性,同时获得影响车站客流的其他显著因素.针对线性多元回归预测模型的不合理性,建立了可反映车站客流与自变量高度非线性关系的BP(back propagation)神经网络预测模型.案例研究表明:基于圈层人口变量和BP神经网络的车站客流预测模型在减小误差方面明显优于其他模型,且具有很好的实时性.在上述模型的基础上,构建了已知任意车站背景变量,车站圈层人口对客流的贡献率模型.该模型验证的结果进一步说明基于圈层人口变量和BP神经网络的车站客流预测模型能够很好地反映圈层人口与其他影响车站客流的显著影响因素同车站客流之间的关系.

    2015年03期 v.43 423-429页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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材料科学与工程

  • 稻壳预处理工艺对稻壳砂浆性能的影响

    孙振平;张丽华;

    利用稻壳与水泥复合制备稻壳砂浆,并就稻壳经自来水和饱和石灰水浸泡两种预处理工艺对稻壳砂浆性能的影响进行了试验研究.结果表明:与未采取任何预处理措施的稻壳相比,经过两种预处理工艺处理的稻壳所制备的砂浆其力学性能明显提高,且饱和石灰水浸泡法预处理的效果优于自来水浸泡法;饱和石灰水浸泡法预处理后的稻壳制备的稻壳砂浆其水化热峰值最高,3d放热量最大.利用红外光谱分析了预处理前后稻壳表面官能团的变化,发现预处理后稻壳表面半纤维素吸收峰减弱,脂肪族吸收峰消失.

    2015年03期 v.43 430-435页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 相变膨胀珍珠岩制备工艺及相变控温砂浆性能

    何燕;张雄;张永娟;

    根据低共熔相变点理论计算结果,制备月桂酸-肉豆蔻酸二元低共熔脂肪酸相变材料,以膨胀珍珠岩为无机载体,采用高温真空浸渍法制备相变骨料,并对其进行包裹,确定最佳包裹材料及掺量.通过场发射扫描电镜观测相变骨料切割截面,脂肪酸经吸附进入多孔颗粒内部,并黏附于珍珠岩孔隙内壁,经石蜡包裹后脂肪酸相变材料较稳定地处于石蜡与膨胀珍珠岩内壁包围的孔空间内.利用相变骨料制备相变控温砂浆,测试其物理力学性能及热性能.结果表明:相变珍珠岩砂浆板物理力学性能达到建筑保温砂浆标准要求,且具有较好的控温效果,随着脂肪酸掺量的增加,有效热量值降低越多,温度延时越长,降温幅度越大.

    2015年03期 v.43 436-441页 [查看摘要][在线阅读][下载 232K]
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机械、车辆与能源工程

  • 电动汽车非线性悬架系统混沌特性

    牛治东;吴光强;

    在分析电动汽车非线性因素的基础上,建立八自由度非线性模型.在正弦路面激励下,得到系统动力学响应,计算分岔图、庞加莱(Poincaré)截面和最大李雅普诺夫(Lyapunov)指数.分析结果表明该系统存在混沌运动,并发现了系统通过周期、拟周期进入混沌运动的演化过程.计算分岔图特殊点处的悬架动挠度,发现利用悬架动挠度的变化,能较好地反映系统的动态行为发生的变迁.

    2015年03期 v.43 442-447页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 车辆质心侧偏角估计算法设计与对比分析

    刘飞;熊璐;邬肖鹏;王阳;

    车辆质心侧偏角是描述车辆侧向运动状态的重要变量之一,同时也很难准确估计.为此设计了基于运动学的直接积分法,基于扩展卡尔曼滤波的质心侧偏角估计算法和基于广义龙贝格观测器的质心侧偏角估计算法.对信号引入一定强度的噪声,通过多种典型工况对质心侧偏角估计算法进行调试与验证,分析不同算法的特点和工况适应性.直接积分法在长时间尺度下无可用性,但在极限工况下能较为快速地描述质心侧偏角变化趋势;卡尔曼滤波算法整体估计效果较好,但在一些动态工况存在估计偏差,且多为高估;龙贝格观测器算法在大部分工况都能获得良好效果,但在某些情况下存在估计偏差,且多为低估.

    2015年03期 v.43 448-455页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 基于混合元胞自动机的铝合金保险杠横梁设计

    高云凯;张玉婷;方剑光;

    为提高保险杠横梁的耐撞性并考虑轻量化的要求,提出铝合金横梁结构的设计方法.建立耐撞性有限元仿真模型,基于混合元胞自动机方法进行耐撞性拓扑优化,根据材料分布得到H型梁的结构;采用Kriging近似模型技术,进一步优化拓扑优化后的截面尺寸.结果表明,所提出的结构设计方法可以得到合理的截面形状和尺寸,提高了保险杠横梁耐撞性且实现了轻量化设计.

    2015年03期 v.43 456-461页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K]
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测绘科学与技术

  • 地形图辅助的建筑物地面和机载点云特征配准

    吴杭彬;李晗嫣;刘春;姚连璧;

    机载和地面激光扫描数据配准的实质是坐标转换问题.以建筑物的立面为研究对象,基于地形图的建筑物线性特征,提出建筑物线-面特征约束的地面和机载点云数据配准方法,实现机载和地面点云数据的配准及其向地形图坐标系的转换.采用拟合方法,获取地面与机载点云、地形图的建筑物线性特征参数.依据特征之间的空间关系,建立特征参数与坐标转换模型的关系,分别实现地面与机载点云向地形图坐标系的水平转换.垂直转换则通过建筑物水平屋顶边缘的高程相对配准以及控制点处的高程绝对配准计算.以上海海洋水族馆点云为例进行实验验证,结果表明该方法可以实现地面和机载点云数据配准.

    2015年03期 v.43 462-467+482页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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经济与管理科学

  • 风险链视角下建设项目进度风险评估

    曹吉鸣;申良法;彭为;马腾;

    归纳出风险链的概念,并提出以风险链为评估对象的进度风险评估方法:利用去主观化的方法,分析由专家小组给出的进度风险因素间关联关系的评价信息,确定项目进度风险因素间的关联关系;根据关联关系建立风险关联网络,并阐述将风险关联网络分割为独立风险链的方法;将项目进度计划、风险链属性等信息纳入到蒙特卡洛仿真过程进行模拟,并提出以仿真输出结果为计算依据的风险链评估公式.在算例中,阐述并分析该方法的可行性和有效性.

    2015年03期 v.43 468-474页 [查看摘要][在线阅读][下载 215K]
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  • 社会化媒体用户使用行为影响因素实证分析

    唐晓波;文鹏;蔡瑞;

    通过对微信用户使用行为的问卷调查,获取社会化媒体用户使用行为信息,尝试将整合型技术接受与使用模型理论、感知风险理论、媒介丰富度理论和使用满足理论相结合构建理论模型,对影响社会化媒体用户使用行为的各方面因素进行实证分析.通过SPSS和AMOS软件进行结构方程模型分析发现,该理论模型解释度较高,对社会化媒体用户使用行为给出了比较全面的解释.结果表明,技术接受因素、内容资源因素和使用满足因素对社会化媒体用户的使用行为有正向影响,而感知风险因素对社会化媒体用户的使用行为有负向影响.

    2015年03期 v.43 475-482页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》投稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊.主要刊登国内外建设工程领域的土木建筑、交通运输、环境、海洋、测绘、材料、机电、计算机、通信等学科的高水平创新研究成果。本刊为中国自然科学核心朗刊和中同科技论文统计用刊源之一.并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采

    2015年03期 v.43 483页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
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