作者簡(jiǎn)介：陳偉（1979–），男，博士，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)方面的研究。

摘要：滑坡是我國(guó)山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)中危害較大的一種地質(zhì)災(zāi)害，本文在綜合分析滑坡危險(xiǎn)范圍預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，提出了離散單元法的滑坡危險(xiǎn)范圍的預(yù)測(cè)方法，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析，利用離散元軟件模擬滑坡運(yùn)動(dòng)過(guò)程，進(jìn)一步確定滑坡影響范圍。

關(guān)鍵詞：滑坡；離散單元法；危險(xiǎn)范圍；數(shù)值模擬

1 選題背景

滑坡是我國(guó)一種常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，因其具有突發(fā)性、隱蔽性、分布范圍廣等特點(diǎn)，每年都造成了數(shù)以億計(jì)的財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重地制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)和諧社會(huì)。受到極端天氣、復(fù)雜的地形地貌、脆弱的地質(zhì)環(huán)境等因素的影響，加上日益加劇的人類工程活動(dòng)，我國(guó)近年來(lái)大型滑坡災(zāi)害發(fā)生的頻率和規(guī)模呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)[1]。針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍開(kāi)展預(yù)測(cè)分析一直是滑坡研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，此項(xiàng)工作也對(duì)滑坡防災(zāi)減災(zāi)工作有著重要的積極意義。

2 離散單元法

離散單元法（Discrete Element Method，DEM）于1971年由P.Cundall提出，并于20世紀(jì)80年代中期引入我國(guó)。目前，在地質(zhì)、水利、交通、隧道、采礦工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。最初發(fā)展的離散單元法僅限于剛性塊體，20世紀(jì)70年代末期，人們開(kāi)始將塊體考慮成可變形的，其中有Cundall（1978）的SDE方法，即簡(jiǎn)單變形單元。它是很實(shí)用的，并在UDEC及改進(jìn)的SDEM程序中使用，這種方法進(jìn)一步發(fā)展成為以顯式有限差分方程為基礎(chǔ)的完全變形單元（Fully Deformable Distinct Element）。完全變形單元是基于有限單元法的思想提出的（J.Ghaboussi，1988），每個(gè)塊體用三個(gè)四邊形有限單元來(lái)模擬，其分析方法類似于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的非線性有限單元分析。它與有限單元法的主要區(qū)別在于用相鄰塊體的接觸模型代替相鄰單元的連續(xù)條件。至此，離散單元法基本上具備了有限單元法及有限差分法的主要優(yōu)點(diǎn)，而又能分析塊體的運(yùn)動(dòng)[2]。因此，得到了巖土界的廣泛應(yīng)用[3] [4] [5] [6]。

3 滑坡實(shí)例研究

3.1滑坡特征

該滑坡位于大金河左岸，緊鄰大金河與大渡河交匯處，滑坡前緣高程約1860m，坡體后緣高程約2235m，高差約375m?；麦w為典型的圈椅狀地形，順河向長(zhǎng)度約460m，垂直河向長(zhǎng)度約760m。根據(jù)鉆探及探槽揭露，滑坡體縱向上呈中間后，前緣及后緣薄的厚度特征，滑坡體中部最大厚度約65m，整個(gè)滑坡體平均厚度約30m，整個(gè)方量約480萬(wàn)立方，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，該滑坡屬于深厚堆積層滑坡。

根據(jù)鉆探以及野外實(shí)地調(diào)查，滑坡體主要物質(zhì)組成為碎塊石土，成因?yàn)楹缶壉浪盎露逊e物，塊石間具有明顯架空特征，鉆探時(shí)常出現(xiàn)掉鉆、漏漿等現(xiàn)象?；矠橹玖粝得h群巖組石榴二英片巖?；鏋槎逊e體-基巖界面，滑帶土為灰黑色碎石角礫。

該滑坡變形跡象非常顯著，主要集中在滑坡體前緣N側(cè)，，滑坡體前緣房屋、街道路面、簡(jiǎn)易擋墻等多處構(gòu)筑物均出現(xiàn)明顯的受損破壞，滑坡前緣老紅軍橋也出現(xiàn)強(qiáng)烈的擠壓變形跡象，橋面已多處隆起，最大隆起量可達(dá)1m[7]。

3.2離散單元法在滑坡危害范圍評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

本文提出利用離散單元法來(lái)針對(duì)滑坡失穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)及停止堆積整個(gè)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，最終得出滑坡的危害范圍。結(jié)合工程實(shí)例，建立離散單元模型，該模型長(zhǎng)度約1270m，高約520m，共計(jì)53752個(gè)離散單元：根據(jù)離散元數(shù)值模擬結(jié)果，該滑坡失穩(wěn)后，將沿坡體前緣滑面剪出，并向前緣推移，經(jīng)過(guò)加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，滑體速度降低并最終停止。通過(guò)數(shù)值模擬，并結(jié)合滑坡側(cè)緣邊界的野外調(diào)查，該滑坡失穩(wěn)后影響范圍約0.29km2，并對(duì)前緣大金河有推擠壓迫的影響。

4. 結(jié)論

1. 滑坡災(zāi)害在我國(guó)呈高發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢(shì)，并給人民群眾的生命以及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅，針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)分析對(duì)滑坡防災(zāi)減災(zāi)工作有著重要的積極意義。

2. 離散單元法利用相鄰塊體的接觸模型代替相鄰單元的連續(xù)條件，是分析滑坡大變形、塊體運(yùn)動(dòng)的有力工具。

3. 在暴雨工況下，滑坡體失穩(wěn)后其前緣及兩側(cè)共計(jì)0.29 km2為直接危險(xiǎn)范圍，并且，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，滑坡體對(duì)前緣主河大金河有可能造成局部堵塞。

滑坡是我國(guó)主要地質(zhì)災(zāi)害類型，針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍進(jìn)行分析預(yù)測(cè)是防災(zāi)減災(zāi)中有效的一項(xiàng)工作。本文提出利用離散元數(shù)值模擬方法應(yīng)用于滑坡危險(xiǎn)范圍預(yù)測(cè)研究中，通過(guò)結(jié)合實(shí)例，進(jìn)行滑坡失穩(wěn)、運(yùn)移、停止堆積整個(gè)動(dòng)力過(guò)程的模擬仿真，結(jié)果科學(xué)直觀，此技術(shù)方法及分析思路可推廣應(yīng)用于其他滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖進(jìn).重大滑坡災(zāi)害應(yīng)急處置理論與實(shí)踐[D]. 成都理工大學(xué)， 2009： 1-2.

[2] 劉漢東等編著.巖土工程數(shù)值計(jì)算方法.黃河水利出版社，2011.10.71-73.

[3] 卓家壽. 離散單元法的基本原理、方法及應(yīng)用[J]. 河?？萍歼M(jìn)展， 1993， 6： 1-11.

[4] 吳勇，李自停. 四川省溪口滑坡運(yùn)動(dòng)特征的離散元模擬[J]. 山地研究， 1997， 3： 197-200.

[5] 王泳嘉，刑紀(jì)波. 離散單元法同拉格朗日元法及其在巖土力學(xué)中的應(yīng)用[J]. 巖土力學(xué)， 1995， 6： 1-14.

[6] 尚岳全等. 工程地質(zhì)研究中的數(shù)值分析方法[M]. 成都：成都科技大學(xué)出版杜， 1991： 207-228

[7] 四川省甘孜州丹巴縣紅軍橋2#滑坡勘查報(bào)告. 成都理工大學(xué)， 2006： 22-31.endprint

作者簡(jiǎn)介：陳偉（1979–），男，博士，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)方面的研究。

摘要：滑坡是我國(guó)山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)中危害較大的一種地質(zhì)災(zāi)害，本文在綜合分析滑坡危險(xiǎn)范圍預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，提出了離散單元法的滑坡危險(xiǎn)范圍的預(yù)測(cè)方法，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析，利用離散元軟件模擬滑坡運(yùn)動(dòng)過(guò)程，進(jìn)一步確定滑坡影響范圍。

關(guān)鍵詞：滑坡；離散單元法；危險(xiǎn)范圍；數(shù)值模擬

1 選題背景

滑坡是我國(guó)一種常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，因其具有突發(fā)性、隱蔽性、分布范圍廣等特點(diǎn)，每年都造成了數(shù)以億計(jì)的財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重地制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)和諧社會(huì)。受到極端天氣、復(fù)雜的地形地貌、脆弱的地質(zhì)環(huán)境等因素的影響，加上日益加劇的人類工程活動(dòng)，我國(guó)近年來(lái)大型滑坡災(zāi)害發(fā)生的頻率和規(guī)模呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)[1]。針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍開(kāi)展預(yù)測(cè)分析一直是滑坡研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，此項(xiàng)工作也對(duì)滑坡防災(zāi)減災(zāi)工作有著重要的積極意義。

2 離散單元法

離散單元法（Discrete Element Method，DEM）于1971年由P.Cundall提出，并于20世紀(jì)80年代中期引入我國(guó)。目前，在地質(zhì)、水利、交通、隧道、采礦工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。最初發(fā)展的離散單元法僅限于剛性塊體，20世紀(jì)70年代末期，人們開(kāi)始將塊體考慮成可變形的，其中有Cundall（1978）的SDE方法，即簡(jiǎn)單變形單元。它是很實(shí)用的，并在UDEC及改進(jìn)的SDEM程序中使用，這種方法進(jìn)一步發(fā)展成為以顯式有限差分方程為基礎(chǔ)的完全變形單元（Fully Deformable Distinct Element）。完全變形單元是基于有限單元法的思想提出的（J.Ghaboussi，1988），每個(gè)塊體用三個(gè)四邊形有限單元來(lái)模擬，其分析方法類似于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的非線性有限單元分析。它與有限單元法的主要區(qū)別在于用相鄰塊體的接觸模型代替相鄰單元的連續(xù)條件。至此，離散單元法基本上具備了有限單元法及有限差分法的主要優(yōu)點(diǎn)，而又能分析塊體的運(yùn)動(dòng)[2]。因此，得到了巖土界的廣泛應(yīng)用[3] [4] [5] [6]。

3 滑坡實(shí)例研究

3.1滑坡特征

該滑坡位于大金河左岸，緊鄰大金河與大渡河交匯處，滑坡前緣高程約1860m，坡體后緣高程約2235m，高差約375m?；麦w為典型的圈椅狀地形，順河向長(zhǎng)度約460m，垂直河向長(zhǎng)度約760m。根據(jù)鉆探及探槽揭露，滑坡體縱向上呈中間后，前緣及后緣薄的厚度特征，滑坡體中部最大厚度約65m，整個(gè)滑坡體平均厚度約30m，整個(gè)方量約480萬(wàn)立方，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，該滑坡屬于深厚堆積層滑坡。

根據(jù)鉆探以及野外實(shí)地調(diào)查，滑坡體主要物質(zhì)組成為碎塊石土，成因?yàn)楹缶壉浪盎露逊e物，塊石間具有明顯架空特征，鉆探時(shí)常出現(xiàn)掉鉆、漏漿等現(xiàn)象。滑床為志留系茂縣群巖組石榴二英片巖?；鏋槎逊e體-基巖界面，滑帶土為灰黑色碎石角礫。

該滑坡變形跡象非常顯著，主要集中在滑坡體前緣N側(cè)，，滑坡體前緣房屋、街道路面、簡(jiǎn)易擋墻等多處構(gòu)筑物均出現(xiàn)明顯的受損破壞，滑坡前緣老紅軍橋也出現(xiàn)強(qiáng)烈的擠壓變形跡象，橋面已多處隆起，最大隆起量可達(dá)1m[7]。

3.2離散單元法在滑坡危害范圍評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

本文提出利用離散單元法來(lái)針對(duì)滑坡失穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)及停止堆積整個(gè)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，最終得出滑坡的危害范圍。結(jié)合工程實(shí)例，建立離散單元模型，該模型長(zhǎng)度約1270m，高約520m，共計(jì)53752個(gè)離散單元：根據(jù)離散元數(shù)值模擬結(jié)果，該滑坡失穩(wěn)后，將沿坡體前緣滑面剪出，并向前緣推移，經(jīng)過(guò)加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，滑體速度降低并最終停止。通過(guò)數(shù)值模擬，并結(jié)合滑坡側(cè)緣邊界的野外調(diào)查，該滑坡失穩(wěn)后影響范圍約0.29km2，并對(duì)前緣大金河有推擠壓迫的影響。

4. 結(jié)論

1. 滑坡災(zāi)害在我國(guó)呈高發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢(shì)，并給人民群眾的生命以及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅，針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)分析對(duì)滑坡防災(zāi)減災(zāi)工作有著重要的積極意義。

2. 離散單元法利用相鄰塊體的接觸模型代替相鄰單元的連續(xù)條件，是分析滑坡大變形、塊體運(yùn)動(dòng)的有力工具。

3. 在暴雨工況下，滑坡體失穩(wěn)后其前緣及兩側(cè)共計(jì)0.29 km2為直接危險(xiǎn)范圍，并且，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，滑坡體對(duì)前緣主河大金河有可能造成局部堵塞。

滑坡是我國(guó)主要地質(zhì)災(zāi)害類型，針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍進(jìn)行分析預(yù)測(cè)是防災(zāi)減災(zāi)中有效的一項(xiàng)工作。本文提出利用離散元數(shù)值模擬方法應(yīng)用于滑坡危險(xiǎn)范圍預(yù)測(cè)研究中，通過(guò)結(jié)合實(shí)例，進(jìn)行滑坡失穩(wěn)、運(yùn)移、停止堆積整個(gè)動(dòng)力過(guò)程的模擬仿真，結(jié)果科學(xué)直觀，此技術(shù)方法及分析思路可推廣應(yīng)用于其他滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 肖進(jìn).重大滑坡災(zāi)害應(yīng)急處置理論與實(shí)踐[D]. 成都理工大學(xué)， 2009： 1-2.

[2] 劉漢東等編著.巖土工程數(shù)值計(jì)算方法.黃河水利出版社，2011.10.71-73.

[3] 卓家壽. 離散單元法的基本原理、方法及應(yīng)用[J]. 河海科技進(jìn)展， 1993， 6： 1-11.

[4] 吳勇，李自停. 四川省溪口滑坡運(yùn)動(dòng)特征的離散元模擬[J]. 山地研究， 1997， 3： 197-200.

[5] 王泳嘉，刑紀(jì)波. 離散單元法同拉格朗日元法及其在巖土力學(xué)中的應(yīng)用[J]. 巖土力學(xué)， 1995， 6： 1-14.

[6] 尚岳全等. 工程地質(zhì)研究中的數(shù)值分析方法[M]. 成都：成都科技大學(xué)出版杜， 1991： 207-228

[7] 四川省甘孜州丹巴縣紅軍橋2#滑坡勘查報(bào)告. 成都理工大學(xué)， 2006： 22-31.endprint

作者簡(jiǎn)介：陳偉（1979–），男，博士，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)方面的研究。

摘要：滑坡是我國(guó)山區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)中危害較大的一種地質(zhì)災(zāi)害，本文在綜合分析滑坡危險(xiǎn)范圍預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，提出了離散單元法的滑坡危險(xiǎn)范圍的預(yù)測(cè)方法，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析，利用離散元軟件模擬滑坡運(yùn)動(dòng)過(guò)程，進(jìn)一步確定滑坡影響范圍。

關(guān)鍵詞：滑坡；離散單元法；危險(xiǎn)范圍；數(shù)值模擬

1 選題背景

滑坡是我國(guó)一種常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害，因其具有突發(fā)性、隱蔽性、分布范圍廣等特點(diǎn)，每年都造成了數(shù)以億計(jì)的財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重地制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)和諧社會(huì)。受到極端天氣、復(fù)雜的地形地貌、脆弱的地質(zhì)環(huán)境等因素的影響，加上日益加劇的人類工程活動(dòng)，我國(guó)近年來(lái)大型滑坡災(zāi)害發(fā)生的頻率和規(guī)模呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)[1]。針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍開(kāi)展預(yù)測(cè)分析一直是滑坡研究中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，此項(xiàng)工作也對(duì)滑坡防災(zāi)減災(zāi)工作有著重要的積極意義。

2 離散單元法

離散單元法（Discrete Element Method，DEM）于1971年由P.Cundall提出，并于20世紀(jì)80年代中期引入我國(guó)。目前，在地質(zhì)、水利、交通、隧道、采礦工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用。最初發(fā)展的離散單元法僅限于剛性塊體，20世紀(jì)70年代末期，人們開(kāi)始將塊體考慮成可變形的，其中有Cundall（1978）的SDE方法，即簡(jiǎn)單變形單元。它是很實(shí)用的，并在UDEC及改進(jìn)的SDEM程序中使用，這種方法進(jìn)一步發(fā)展成為以顯式有限差分方程為基礎(chǔ)的完全變形單元（Fully Deformable Distinct Element）。完全變形單元是基于有限單元法的思想提出的（J.Ghaboussi，1988），每個(gè)塊體用三個(gè)四邊形有限單元來(lái)模擬，其分析方法類似于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的非線性有限單元分析。它與有限單元法的主要區(qū)別在于用相鄰塊體的接觸模型代替相鄰單元的連續(xù)條件。至此，離散單元法基本上具備了有限單元法及有限差分法的主要優(yōu)點(diǎn)，而又能分析塊體的運(yùn)動(dòng)[2]。因此，得到了巖土界的廣泛應(yīng)用[3] [4] [5] [6]。

3 滑坡實(shí)例研究

3.1滑坡特征

該滑坡位于大金河左岸，緊鄰大金河與大渡河交匯處，滑坡前緣高程約1860m，坡體后緣高程約2235m，高差約375m。滑坡體為典型的圈椅狀地形，順河向長(zhǎng)度約460m，垂直河向長(zhǎng)度約760m。根據(jù)鉆探及探槽揭露，滑坡體縱向上呈中間后，前緣及后緣薄的厚度特征，滑坡體中部最大厚度約65m，整個(gè)滑坡體平均厚度約30m，整個(gè)方量約480萬(wàn)立方，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，該滑坡屬于深厚堆積層滑坡。

根據(jù)鉆探以及野外實(shí)地調(diào)查，滑坡體主要物質(zhì)組成為碎塊石土，成因?yàn)楹缶壉浪盎露逊e物，塊石間具有明顯架空特征，鉆探時(shí)常出現(xiàn)掉鉆、漏漿等現(xiàn)象。滑床為志留系茂縣群巖組石榴二英片巖。滑面為堆積體-基巖界面，滑帶土為灰黑色碎石角礫。

該滑坡變形跡象非常顯著，主要集中在滑坡體前緣N側(cè)，，滑坡體前緣房屋、街道路面、簡(jiǎn)易擋墻等多處構(gòu)筑物均出現(xiàn)明顯的受損破壞，滑坡前緣老紅軍橋也出現(xiàn)強(qiáng)烈的擠壓變形跡象，橋面已多處隆起，最大隆起量可達(dá)1m[7]。

3.2離散單元法在滑坡危害范圍評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

本文提出利用離散單元法來(lái)針對(duì)滑坡失穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)及停止堆積整個(gè)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，最終得出滑坡的危害范圍。結(jié)合工程實(shí)例，建立離散單元模型，該模型長(zhǎng)度約1270m，高約520m，共計(jì)53752個(gè)離散單元：根據(jù)離散元數(shù)值模擬結(jié)果，該滑坡失穩(wěn)后，將沿坡體前緣滑面剪出，并向前緣推移，經(jīng)過(guò)加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，滑體速度降低并最終停止。通過(guò)數(shù)值模擬，并結(jié)合滑坡側(cè)緣邊界的野外調(diào)查，該滑坡失穩(wěn)后影響范圍約0.29km2，并對(duì)前緣大金河有推擠壓迫的影響。

4. 結(jié)論

1. 滑坡災(zāi)害在我國(guó)呈高發(fā)、頻發(fā)的態(tài)勢(shì)，并給人民群眾的生命以及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴(yán)重威脅，針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍進(jìn)行預(yù)測(cè)分析對(duì)滑坡防災(zāi)減災(zāi)工作有著重要的積極意義。

2. 離散單元法利用相鄰塊體的接觸模型代替相鄰單元的連續(xù)條件，是分析滑坡大變形、塊體運(yùn)動(dòng)的有力工具。

3. 在暴雨工況下，滑坡體失穩(wěn)后其前緣及兩側(cè)共計(jì)0.29 km2為直接危險(xiǎn)范圍，并且，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，滑坡體對(duì)前緣主河大金河有可能造成局部堵塞。

滑坡是我國(guó)主要地質(zhì)災(zāi)害類型，針對(duì)滑坡的危險(xiǎn)范圍進(jìn)行分析預(yù)測(cè)是防災(zāi)減災(zāi)中有效的一項(xiàng)工作。本文提出利用離散元數(shù)值模擬方法應(yīng)用于滑坡危險(xiǎn)范圍預(yù)測(cè)研究中，通過(guò)結(jié)合實(shí)例，進(jìn)行滑坡失穩(wěn)、運(yùn)移、停止堆積整個(gè)動(dòng)力過(guò)程的模擬仿真，結(jié)果科學(xué)直觀，此技術(shù)方法及分析思路可推廣應(yīng)用于其他滑坡危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中。

參考文獻(xiàn)

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