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

  • 组合梁钢与混凝土界面连接效应的精细化计算

    苏庆田;薛智波;李晨翔;姜旭;

    为定量了解组合梁桥中钢与混凝土界面上各种连接效应的作用,提出一种能够考虑钢与混凝土界面上包括连接件效应、黏结效应和摩擦效应的计算分析方法,通过试验验证该方法是可行的.利用该方法计算分析了组合梁中不同连接效应对组合梁应力及钢与混凝土界面滑移的影响,也研究了考虑钢与混凝土界面黏结效应与否对组合梁各部分构件受力的影响,得知钢与混凝土界面黏结效应对组合梁中钢梁和混凝土的受力影响较少,但对连接件剪力影响较大,在不同荷载作用下剪力降低最大可达到25%.

    2016年12期 v.44 1803-1809页 [查看摘要][在线阅读][下载 2317K]
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  • 叠合面对叠合剪力墙极限承载力影响的数值分析

    杨联萍;余少乐;张其林;崔家春;

    归纳总结目前国外相关规范对界面抗剪强度的规定,通过有限元建立预制层和现浇层的接触面,定义叠合面的黏结-脱离损伤模型,分析叠合面的影响.研究结果表明,建立叠合面的黏结-脱离损伤模型能够反映叠合面在受力过程中的脱离破坏程度;在不同轴压比下,叠合面对叠合剪力墙极限承载力影响均较小,边缘构件现浇的叠合剪力墙叠合面脱离破坏程度较边缘构件预制的叠合剪力墙小.

    2016年12期 v.44 1810-1818页 [查看摘要][在线阅读][下载 3888K]
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  • 卷边槽形截面冷弯厚壁型钢冷弯效应

    付小超;李元齐;沈祖炎;

    为研究开口冷弯厚壁型钢中冷弯效应对截面屈服强度的影响,进行了材性拉伸和短柱轴压试验.首先,选取了5根壁厚分别为3,8,12和16 mm、屈服强度分别为Q235和Q345的冷弯卷边槽钢,对其截面中的腹板、翼缘、卷边、弯角部位分别取样进行材性拉伸试验,在此基础上提出了冷弯厚壁卷边槽钢截面屈服强度分布模型.然后,选取了与材性试验相同规格的5根短柱进行轴心受压试验,以进一步研究全截面屈服强度的提高情况.最后,将短柱试验结果与屈服强度分布模型、主要国外相关规范公式的计算结果分别进行了对比.结果发现,冷弯强化效应对冷弯厚壁型钢的屈服强度影响较大,其影响程度主要取决于板件宽厚比;屈服强度分布模型、各国规范公式计算结果与试验值接近,但均略偏于不安全,其中我国规范GB 50018—2002计算的值最接近试验值,且离散系数小,适用性最好.

    2016年12期 v.44 1819-1827页 [查看摘要][在线阅读][下载 3127K]
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  • 板式橡胶支座滑动摩擦性能试验及其力学模型

    项乃亮;崔侠侠;李建中;

    针对汶川地震中小跨度梁桥出现的板式橡胶支座滑动的典型震害,对板式支座与钢板间的滑动摩擦性能进行了试验研究,分析了竖向正压力和滑动速率对支座滑动摩擦性能的影响规律,试验结果表明,在发生明显滑动之前,支座以水平剪切变形为主,伴随少量的相对滑动,其名义剪切模量在700~1 100kPa之间;板式支座与钢板间的滑动摩擦系数与支座的竖向压应力呈负相关,与滑动速率呈正相关.最后建立了考虑板式支座与钢板间滑动摩擦性能的精细化力学模型,以考虑多种因素对支座滑动效应的影响.

    2016年12期 v.44 1828-1834页 [查看摘要][在线阅读][下载 2928K]
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  • 流变岩体中支护圆形隧道施工过程的时效理论解

    王华宁;宋飞;蒋明镜;

    针对水平和竖向地应力不相等的一般地应力条件下圆形隧道的断面开挖、纵向推进及衬砌施工问题,用任意黏弹性模型模拟不同岩石流变特性,用与时间相关的开挖函数模拟隧道断面开挖过程,用虚拟支护力等效纵向开挖效应,并在隧道开挖完成后的任意时刻施加弹性支护.采用复变函数方法和拉普拉斯变换技术给出用复位势表达的边界条件和围岩、衬砌接触位置协调条件,建立关于复位势中待定项系数的方程.通过求解方程确定待定项系数,从而得到开挖与支护整个施工过程任意时刻围岩位移和应力理论解答,并与相同条件下有限元解进行了对比.根据解答分析了围岩位移和应力的分布规律以及衬砌施加时刻对围岩位移和应力的影响.根据现有解析程序,可以形成快速预测隧道施工力学状态的计算机系统,方便、快捷地进行相似工程条件下的初步设计.

    2016年12期 v.44 1835-1844页 [查看摘要][在线阅读][下载 2254K]
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  • 泥沙颗粒团沉速

    匡翠萍;郑宇华;顾杰;马丹青;

    针对现有的泥沙沉速公式大多适用于单颗粒泥沙沉降的情形,基于前人对单颗粒泥沙沉速规律的研究成果,利用试验测得不同泥沙颗粒团在水中沉降时的沉速数据,引入泥沙颗粒团特征粒径及附加粒径2个因子,对多个广泛运用的单颗粒泥沙沉速公式进行了修正.用修正后的公式计算得到的泥沙颗粒团沉速与用试验测得的泥沙颗粒团沉速较接近,可推广运用到计算泥沙颗粒团在水中的沉降速率.

    2016年12期 v.44 1845-1850+1866页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 基于递归图理论的飓风信号非平稳特征定量分析

    邵亚会;侯俊勇;葛耀君;朱晓虎;

    为解决传统时频域分析方法无法定量表征风信号的非平稳特征问题,提出采用递归定量分析方法对风场的非平稳特征进行可视化和定量化分析,该方法适用性强且噪声对计算过程的影响较小.首先,采用相空间重构技术和递归图理论对飓风Gustavo(2008)典型时间序列做非平稳性分析;然后,通过引入递归率、确定率、信息熵、对角线平均长度、层状度和捕获时间等6项递归定量分析指标对飓风过境的全过程进行信号特征的定量分析,并给出飓风信号和良态风信号的6项定量指标界限;最后用台风梅花(1109)进行了上述指标的验证.研究发现,飓风过境前期信号具有一定的周期性和平稳性,中期信号的非线性、非平稳性比较突出;6项递归定量分析指标能够客观区分开飓风信号和良态风信号;递归定量分析方法完全适用于风信号系统的研究,能够更全面、定量地描述风信号的非平稳特征.

    2016年12期 v.44 1851-1857页 [查看摘要][在线阅读][下载 3477K]
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交通运输工程

  • 驾驶员前向避撞行为特征的降维及多元方差分析

    王雪松;朱美新;陈铭;

    驾驶员在追尾临撞工况下的避撞过程可以分为多个阶段(如制动前、制动后),而在每一阶段中,又存在多个分析角度(如制动快慢、制动力度)及不同的关键时刻与特征值,因此系统描述驾驶员的避撞行为需要多种参数.对多种避撞行为参数进行降维处理,并探究工况紧急程度对每类参数的综合影响.利用同济大学8自由度高仿真驾驶模拟器,研究驾驶员在不同前车减速度(0.30g,0.50g,0.75g)和不同初始车头时距(1.5s,2.5s)下的避撞行为,全面记录了驾驶员危险感知、油门释放和刹车制动等避撞行为参数.利用主成分分析对众多参数进行降维处理,将避撞行为特征划分为感知反应、制动延误、制动力度3个方面,并通过多元方差分析探究车头时距、前车减速度及二者交互项对这3个方面的影响.结果表明,驾驶员感知反应受到车头时距和前车减速度同时影响,制动延误受到车头时距、前车减速度以及二者交互项的影响,制动力度则仅受到前车减速度的影响.在变化趋势上,随着工况紧急程度的增加,驾驶员的感知反应越快,制动延误越短,而制动力度越大.

    2016年12期 v.44 1858-1866页 [查看摘要][在线阅读][下载 2419K]
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  • 公路空间几何特性对汽车运动影响

    葛婷;符锌砂;李海峰;龙立敦;

    从三维的角度采用曲率、挠率代替传统平、纵线形设计参数对公路中心线的空间几何特性进行描述,并在Frenet标架的基础上,将汽车视为刚体,从微观角度建立了以三维线形指标曲率、挠率为控制量的汽车空间运动模型.结合已有设计资料,对公路线形的空间几何特性对汽车运动的影响进行了详细分析.研究发现曲率的设置对汽车行驶起主导作用,挠率的影响相对较小;传统路线设计方法忽略了平、纵线形的耦合使得组合线形的曲率、挠率的连续性存在不同程度的衰减,直接影响到行车运动状态的平稳变化和行车舒适性水平.

    2016年12期 v.44 1867-1872页 [查看摘要][在线阅读][下载 1809K]
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  • 基于虚拟样机的飞机滑跑荷载

    朱立国;陈俊君;袁捷;杜浩;

    传统飞机地面动力学分析往往需要忽略飞机缓冲系统的非线性特征,并对飞机气动力作出简化假设,从而难以分析飞机的复杂运动状态;试验研究虽然直接有效,但费用高昂、实施困难.为克服上述问题,基于虚拟样机技术,利用ADAMS/Aircraft建立A320,A330和A380飞机全机模型,根据GB/T7031-1986提出的功率谱密度函数建立不同等级道面并进行滑跑仿真分析,结果表明飞机对道面的动态荷载与道面国际平整度指数(IRI)呈线性关系,随速率先增大后减小,并给出了不同IRI道面的动载系数计算公式.研究结果可为机场道面性能评估与维护及道面力学性能的研究提供参考.

    2016年12期 v.44 1873-1879+1888页 [查看摘要][在线阅读][下载 3250K]
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  • 多聚磷酸改性沥青流变特性及改性机理

    刘红瑛;张振兴;常睿;郝培文;

    采用动态剪切流变、重复蠕变和弯曲梁流变等试验分别对多聚磷酸改性沥青、聚合物改性沥青以及聚合物复配多聚磷酸改性沥青在高、低温状态下的流变特性进行了系统研究.结果表明,多聚磷酸能够改善基质沥青和聚合物改性沥青的高低温性能;多聚磷酸与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂在改善沥青高温性能机制上存在明显不同,多聚磷酸的掺入显著增加了沥青的黏度,而对沥青的弹性变形恢复能力贡献较小,而SBS改性剂可大幅度提高沥青的弹性变形恢复能力.采用核磁共振(NMR)试验对多聚磷酸改性沥青的改性机理进行了初步分析,发现多聚磷酸与沥青发生了接枝、磷酸酯化和环化反应,从而改变了沥青的碳链结构和化学结构,宏观上使沥青变得更加黏稠.

    2016年12期 v.44 1880-1888页 [查看摘要][在线阅读][下载 3006K]
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材料科学与工程

  • 硼钢板相比例控制试验方法及试验参数的确定

    林建平;唐会君;郭夏阳;李芳芳;

    车身用硼钢板的机械性能实际取决于微观组织的相比例,而不同的相比例是由保温温度、保温时间等试验参数决定的,若要获得材料预期的相比例,需研究试验参数与相比例的关系.利用高温相变仪在降温速率30℃·s-1的工况下研究了不同保温温度下材料的相比例,并结合经验公式给出了硼钢板相比例控制的关键参数及相比例控制方法,可为工程实际中获取固定相比例的微观组织提供理论参考.

    2016年12期 v.44 1889-1893+1901页 [查看摘要][在线阅读][下载 3198K]
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  • 合成结构纤维对混凝土力学性能的影响

    朱洪波;吴凯凡;李军锁;陈国强;

    采用长度分别为4.7,5.6和6.5cm的合成结构纤维,均以5kg·m-3的掺量配制C40混凝土,通过维勃稠度、抗压强度、方板和圆板弯曲韧性、混凝土梁和切口梁弯曲韧性等试验,分析了其对混凝土工作性能和力学性能的作用规律与特征,同时与素混凝土以及同体积掺量(40kg·m-3)的钢纤维混凝土进行对比.结果显示,合成纤维的加入降低了混凝土的流动性、抗压强度和混凝土梁的抗弯强度,其长度越长则降低抗压强度及抗弯强度的程度越高;合成纤维对混凝土方板或圆板的初始断裂强度影响不大,但可明显提高断裂能,其作用高于同体积掺量的钢纤维,并且中等长度(5.6cm)的合成纤维增加混凝土断裂能的作用最大;合成结构纤维混凝土的应力-挠度曲线在其下降过程中呈现一个"平台段",虽然平台高度不及钢纤维混凝土的,但其长度明显更长,这是由合成结构纤维的材质特征决定的.

    2016年12期 v.44 1894-1901页 [查看摘要][在线阅读][下载 3676K]
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机械、车辆与能源工程

  • 基于NSGA-Ⅱ的生产线缓存与设备布局协同优化

    李爱平;于海斌;傅翔;范国良;

    为解决因布局过程忽略或粗略设置缓冲区占地面积而造成的生产拥挤或空间浪费问题,针对缓存配置与设备布局问题展开协同优化.基于连续时间Markov随机过程原理建立排队网节点状态模型,求解生产线设备平均利用率.以设备利用率、物料搬运距离和占地面积为优化目标,建立缓存配置与设备布局协同优化模型.通过改进的NSGA-Ⅱ算法对该模型进行优化.最终,通过某柴油机缸体生产线实例验证了本文提出方法的有效性.

    2016年12期 v.44 1902-1909页 [查看摘要][在线阅读][下载 3137K]
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  • 基于多目标遗传算法的柔性加工线平衡优化

    刘雪梅;贾勇琪;兰琳琳;李爱平;

    针对柔性加工线平衡问题,提出了生产线平衡的同时得到工位配置、操作分配与排序的方法.分析了操作间的优先关系约束、操作同工位约束和由机床性能、装夹方式、工件姿态决定的工位对操作限制的约束以及工位能力约束,以机床数量、生产线节拍、生产线平衡率为优化目标,建立了优化模型.设计了多目标遗传算法,采用启发式种群生成方法和解码方法,应用帕累托分级和共享函数法对可行解适应度值进行评价,保证解的分布性和均匀性.该方法应用于缸体生产线实例,获得了满意的非支配解集及多个线平衡方案,验证了方法可行有效.

    2016年12期 v.44 1910-1917页 [查看摘要][在线阅读][下载 2450K]
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  • 电动汽车振动信号混沌特性

    牛治东;吴光强;

    为研究电动汽车的混沌动力学特性,对某款电动汽车进行了实车试验,并对试验数据进行了混沌动力学特性分析.首先,在铺路面上对电动汽车进行实车试验,测得轮心垂向、减振器上安装点垂向和电池底部中心垂向的振动加速度信号.其次,利用小波分析对信号进行降噪处理,比较了全局阈值降噪和分层阈值降噪的去噪效果,发现分层阈值降噪对信号的处理效果较好.利用降噪后的信号计算得到左前轮心垂向、左前减振器上安装点垂向和电池底部中心垂向信号的庞加莱截面和相图,并利用互信息法计算时间延迟、Cao法计算最小嵌入维,最后利用小数据量法得到最大李雅普诺夫指数.分析结果表明,汽车在铺路面上行驶时存在混沌运动.研究结果的应用,可使电动汽车在设计和分析时,能尽可能地避免系统混沌运动的产生.

    2016年12期 v.44 1918-1923页 [查看摘要][在线阅读][下载 3609K]
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  • 燃料电池系统空气供应内模解耦控制器设计

    陈凤祥;陈兴;

    针对高压质子交换膜燃料电池空气供应系统的空气流量和进气压力具有较强的耦合性这个特性,将内模控制原理与多变量解耦控制理论相结合,提出了空气流量和进气压力的鲁棒解耦控制策略.仿真结果表明,采用内模解耦控制不仅能实现被控量的解耦,而且在系统模型失配的情况下可以获得比传统PID(比例-积分-微分)解耦控制器更好的鲁棒性;同时控制器参数少,整定简单.

    2016年12期 v.44 1924-1930页 [查看摘要][在线阅读][下载 2409K]
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  • 可变截面涡轮增压器与废气再循环对柴油机排放的影响

    楼狄明;郭石磊;谭丕强;胡志远;

    以一台重型柴油机为试验对象,研究可变截面涡轮增压器(VGT)和废气再循环(EGR)阀门开度对柴油机增压比、空燃比、燃油消耗率及NO_x,CO,HC,CO2和烟度等排放特性的影响.研究结果表明,随着EGR阀门开度的增大,增压比、空燃比降低,经济性变差.EGR阀门开度和VGT阀门开度对NO_x排放影响很大,随EGR阀门开度和VGT阀门开度增大,NO_x排放的体积分数显著降低,但HC,CO,CO2的体积分数和烟度升高.为实现降低NO_x排放的同时控制燃油消耗率和烟度的升高,可在中等负荷时选择EGR阀门开度50%、VGT阀门开度45%的控制策略;在高负荷时选择EGR阀门开度75%、VGT阀门开度55%的控制策略.

    2016年12期 v.44 1931-1937页 [查看摘要][在线阅读][下载 4681K]
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  • 内置格栅诱导通道的太阳能通风墙性能

    雷勇刚;顾元;宋翀芳;王飞;

    提出一种利用太阳能和风能实现室内自然通风的新型内置格栅诱导通道的太阳能通风墙模型,通过三维数值模拟研究在不同室外风速和太阳辐射强度下结构参数对其通风性能的影响.结果表明,内置格栅诱导通道可以有效利用室外风形成对太阳能通风墙主通道内气流的诱导作用而强化自然通风;该太阳能通风墙通风量随格栅间距与格栅高度比值的增加先增大后减小,存在最佳比值使通风量最大;随着风诱导通道宽度与主通道宽度比值的增加,不同室外风速下的通风量均呈先增大后减小的变化趋势.

    2016年12期 v.44 1938-1942+1968页 [查看摘要][在线阅读][下载 2031K]
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电子、计算机、控制与系统

  • 回归测试路径优先级模型

    杜庆峰;冯国尧;钱浩然;

    为了提高回归测试的效率,根据组件间的调用图,找出可能的路径片段,通过测试用例的执行历史进而计算出路径片段的覆盖指数,最后对覆盖指数进行排序,提出了一种测试用例的优先级模型.用此模型可以高效地进行回归测试,及时发现程序中的错误.

    2016年12期 v.44 1943-1948页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K]
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  • 基于异构平台的并行最大最小蚁群算法

    黄震华;赵振岐;林培裕;梅建华;

    最大最小蚂蚁系统(Max-min Ant System,MMAS)是一种性能优良的启发式算法,常用于解决组合优化问题.当解决的目标问题规模较大、迭代轮次较多时,最大最小蚁群算法存在运行时间长的缺点.试验以开源串行包ACOTSP为基准,利用GPU多线程并发的优势,采用并行蚂蚁策略将MMAS在CPU-GPU协同异构计算平台上并发实现.算法在GPU上运行时的影响因素,如数据传输、内存层次、库函数调用等,也得到有效分析,并作出针对性优化.试验最终取得了高达13倍的加速,表明并行MMAS策略具有高效性和实用性.

    2016年12期 v.44 1949-1955页 [查看摘要][在线阅读][下载 1270K]
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经济与管理科学

  • 重大工程实施主体组织模式演化与博弈

    何清华;范道安;谢坚勋;陈震;

    重大工程组织模式的变革是工程战略执行的重要问题.首先回顾60年来我国重大工程组织管理模式的发展和演变,并结合港珠澳大桥工程、三峡工程、鸟巢工程和上海"世博轴"工程等典型案例研究重大工程建设组织管理模式,识别出重大工程的组织管理模式.然后,采用三方博弈模型对重大工程项目管理模式进行探讨.通过博弈理论分析博弈三方的选择和行为,研究博弈三方间的选择行为,并找到博弈的均衡解.最后提出建立、健全我国重大工程建设项目管理模式下的监管建议.

    2016年12期 v.44 1956-1961页 [查看摘要][在线阅读][下载 3515K]
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  • 基于Stackelberg博弈的异质品双渠道供应链定价策略

    周健;陈露婷;唐哲宇;

    为了有效解决异质品双渠道供应链的定价问题,研究了产品差异性对定价策略的影响.基于消费者剩余理论,构建了异质品双渠道供应链的定价决策模型.在此基础上,运用Stackelberg博弈求得异质品双渠道中零售商和制造商的最优定价以及零售商和制造商的最佳收益,并通过数值试验分析产品差异性对双渠道供应链各方以及整体定价策略和利润的影响.结果显示,采取高端产品的差异化战略对零售商、制造商以及供应链整体都有利.

    2016年12期 v.44 1962-1968页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]
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  • 同济大学110周年校庆公告(第1号)

    <正>公元2017年5月20日,适逢同济大学建校110周年。世纪长流,同舟共济,高山景行。值此华诞,学校将秉持"淳德、抱朴、务实、尚学"之原则,主学术,化人文,聚群贤,畅交融,以求大学可持续发展之道。三好坞畔忆峥嵘、济海之滨望愿景。诚邀广大校友相聚母校,抚今追昔,论学会友;期盼社会有志之士同襄盛典,绸缪事业,共展宏图。学校感谢并期盼海内外校

    2016年12期 v.44 1800页 [查看摘要][在线阅读][下载 230K]
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  • 同济大学学报(自然科学版)第44卷2016年总目次

    <正>~~

    2016年12期 v.44 1969-1976页 [查看摘要][在线阅读][下载 99K]
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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,主要刊登国内外工程建设领域的土木建筑、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期刊和中国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。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请直接登录《同济大学学报(自然

    2016年12期 v.44 1977页 [查看摘要][在线阅读][下载 492K]
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