加固方式对钢筋混凝土柱抗震性能的影响

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作者 侯利军 孙巍 +2 位作者 夏富政 彭钰皓 陈达 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期1035-1046,共12页

针对外包碳纤维复材(CFRP)、外包纤维网增强砂浆层(TRM)和外包纤维网增强超高韧性水泥基复合材料层(TRU)3种加固方式,开展了不同剪跨比下加固钢筋混凝土(RC)柱的水平循环加载试验,探究了不同加固方式的破坏机理和抗震加固效果。结果表明... 针对外包碳纤维复材(CFRP)、外包纤维网增强砂浆层(TRM)和外包纤维网增强超高韧性水泥基复合材料层(TRU)3种加固方式,开展了不同剪跨比下加固钢筋混凝土(RC)柱的水平循环加载试验,探究了不同加固方式的破坏机理和抗震加固效果。结果表明,TRU和TRM加固RC柱都表现出角部竖向主裂缝和柱根弯曲主裂缝,TRU约束层较TRM层表现出更好的整体性,剪跨比较小时TRU加固层的斜裂缝远比TRM的轻微,而CFRP加固在剪跨比≥2.58时主要表现为塑性铰区弯曲裂缝。3种加固方式下,RC柱的承载能力提升较小,但水平变形能力和延性可提高1倍,耗能能力可提高1.7~4.0倍,变形和耗能能力增幅从大到小依次为CFRP加固、TRU加固和TRM加固。 展开更多

关键词 抗震性能 外包纤维网增强砂浆 外包纤维网增强超高韧性水泥基 外包碳纤维复材 延性

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配筋率对RUHTCC梁弯曲性能的影响研究 被引量：4

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作者 张秀芳 徐世烺 侯利军 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期16-24,共9页

钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(RUHTCC)梁的弯曲性能与配筋率、UHTCC拉压材料性能以及截面尺寸相关。以配筋率为研究的影响因素,理论给出RUHTCC梁3个特征配筋率即最小配筋率、最大弹性配筋率以及最大界限配筋率的计算式。以这3个特征... 钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(RUHTCC)梁的弯曲性能与配筋率、UHTCC拉压材料性能以及截面尺寸相关。以配筋率为研究的影响因素,理论给出RUHTCC梁3个特征配筋率即最小配筋率、最大弹性配筋率以及最大界限配筋率的计算式。以这3个特征配筋率为边界,理论分析破坏模式从受拉破坏到受压破坏不同情况下梁极限承载力、中性轴高度、曲率、开裂长度以及最外层边缘拉应变的变化规律。提出最优化配筋率的概念,并指出它的大小接近于最大弹性配筋率。进行4种不同配筋率RUHTCC梁和两组RC对比梁的弯曲试验,讨论配筋率对弯曲性能包括承载力、变形、延性以及裂缝开展情况的影响和配筋率对RUHTCC梁较RC梁弯曲性能提高程度的影响。结果表明,对不同配筋率的RUHTCC梁,配筋率越大,极限承载力增加,屈服变形增大,但极限变形减小,延性降低,裂缝宽度的变化不明显。同一配筋率下,RUHTCC可提高RC梁的承载力和延性,在屈服时刻裂缝宽度可控制在0.1mm以内,极大提高了结构的耐久性,但随配筋率的增大,提高程度降低。试验与理论预测进行对比,结果较为吻合。 展开更多

关键词 钢筋增强超高韧性水泥基材料(ruhtcc) 钢筋混凝土梁 弯曲性能 配筋率 裂缝宽度

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无腹筋RUHTCC梁抗剪性能试验研究 被引量：4

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作者 侯利军 陈达 +1 位作者 徐世烺 张秀芳 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期133-139,共7页

为了探究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的抗剪性能,以配筋率和剪跨比为参数,对跨中荷载作用下的6根钢筋增强UHTCC(RUHTCC)梁和4根钢筋混凝土(RC)对比梁进行了受弯试验.对比研究了RUHTCC梁的抗剪性能,包括裂缝扩展形态、荷载-挠度曲线... 为了探究超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的抗剪性能,以配筋率和剪跨比为参数,对跨中荷载作用下的6根钢筋增强UHTCC(RUHTCC)梁和4根钢筋混凝土(RC)对比梁进行了受弯试验.对比研究了RUHTCC梁的抗剪性能,包括裂缝扩展形态、荷载-挠度曲线、剪切开裂荷载、极限剪切能力以及剪切强度等.试验结果表明,随着配筋率的增大和剪跨比的减小,RUHTCC梁的破坏模式由弯剪破坏转变为剪压破坏,极限剪切承载能力逐渐增大.RUHTCC梁的极限剪切能力约为RC梁的2倍,平均抗剪强度约为UHTCC抗拉强度的0.86倍;RUHTCC梁表现出稳态的多条细密斜裂缝扩展模式,在正常使用极限状态下,其最大裂缝宽度低于0.1 mm.基于RUHTCC梁良好的裂缝控制能力以及较高的富余剪切承载能力,不需设置最小配箍率. 展开更多

关键词 抗剪性能试验 RC梁 正常使用极限状态 无腹筋 水泥基复合材料 钢筋混凝土 剪切强度 剪切能力

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采用超高韧性水泥基复合材料提高钢筋混凝土梁弯曲抗裂性能研究(II):试验研究 被引量：31

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作者 张秀芳 徐世烺 侯利军 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期53-66,共14页

基于微观力学建立的第一起裂应力准则和裂缝稳态开裂准则研发的超高韧性水泥基复合材料（英文缩写为UHTCC）在较小纤维掺量下（通常2％体积）拉应力应变曲线表现出明显的伪应变硬化特征，极限拉伸应变可高达3％～5％，极限荷载时平均裂... 基于微观力学建立的第一起裂应力准则和裂缝稳态开裂准则研发的超高韧性水泥基复合材料（英文缩写为UHTCC）在较小纤维掺量下（通常2％体积）拉应力应变曲线表现出明显的伪应变硬化特征，极限拉伸应变可高达3％～5％，极限荷载时平均裂缝宽度仅为60-80μm，实现了宏观有害裂缝向微细无害裂缝的转变，是一种具有高耐久性的新材料。使用UHTCC材料替换钢筋混凝土梁受拉区的部分混凝土，进行三组不同配筋率的UHTCC材料增强钢筋混凝土复合梁的弯曲试验，观察加载开始至破坏整个过程中承载力、变形、与钢筋变形的协调性以及裂缝开展情况的变化，并与普通钢筋混凝土梁做了对比。结果表明，同一配筋率下，在钢筋混凝土梁受拉区使用UHTCC替换部分混凝土较普通钢筋混凝土梁不仅承载力有所提高，而且能够有效地控制裂缝宽度，正常使用阶段裂缝宽度不超过0．1mm，极大提高了结构的耐久性。使用根据梁理论推导的受弯加载各阶段内力变形的解析公式计算了试验粱的弯矩-曲率以及荷载-变形曲线，与试验结果吻合很好。 展开更多

关键词 超高韧性水泥基材料(UHTCC) 钢筋混凝土梁 弯曲性能 控裂 耐久性

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高韧性PVA-FRCC单轴受压力学性能及本构关系 被引量：41

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作者 李艳 刘泽军 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期606-612,共7页

通过单轴受压强度和变形特性试验,研究了聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量、粉煤灰及硅灰掺量对高韧性PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)受压性能的影响;依据测得的抗压强度、弹性模量、泊松比以及单轴受压应力-应变全曲线,分别建立了立方... 通过单轴受压强度和变形特性试验,研究了聚乙烯醇(PVA)纤维体积掺量、粉煤灰及硅灰掺量对高韧性PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)受压性能的影响;依据测得的抗压强度、弹性模量、泊松比以及单轴受压应力-应变全曲线,分别建立了立方体抗压强度与轴心抗压强度以及弹性模量的关系式;利用扫描电镜技术,对高韧性PVA-FRCC的微观结构进行了初步研究;基于实测应力-应变曲线的特点,提出了单轴受压本构方程,为高韧性PVA-FRCC结构非线性有限元分析及结构设计提供了理论依据. 展开更多

关键词 韧性 PVA 纤维增强水泥基复合材料(FRCC) 受压性能 本构方程

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基于MCFT理论的超高韧性水泥基复合材料简支梁抗剪性能研究 被引量：1

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作者 杨忠 刘成建 +1 位作者 张文健 江德保 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第7期128-132,共5页

简要介绍了全新的抗剪分析方法——修正压力场理论(MCFT),并将该理论应用于超高韧性水泥基复合材料梁抗剪性能研究分析中。在此基础上建立了钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)梁在弯剪复合作用下的截面分析模型;根据计算模型编制... 简要介绍了全新的抗剪分析方法——修正压力场理论(MCFT),并将该理论应用于超高韧性水泥基复合材料梁抗剪性能研究分析中。在此基础上建立了钢筋增强超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)梁在弯剪复合作用下的截面分析模型;根据计算模型编制了程序,并利用该程序对UHTCC材料梁进行抗剪承载力的理论计算;同时对UHTCC梁试件进行加载试验,并将理论值与试验值进行了对比,结果显示两者较为吻合,表明MCFT理论能够较好地分析超高韧性水泥基复合材料梁的抗剪性能。进一步研究表明:UHTCC材料简支梁中的箍筋一般能够达到屈服状态,能够承担裂缝间的应力;MCFT理论计算值能反映箍筋受力的实际情况,该理论可用于对UHTCC材料梁抗剪承载力的理论计算。 展开更多

关键词 修正的压力场理论 超高韧性水泥基复合材料 简支梁 极限荷载 箍筋应变

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活性再生粉纤维增强应变硬化水泥基材料弯曲及拉伸韧性 被引量：1

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作者 吴瑞雪 张鹏 +1 位作者 赵铁军 郭得阳 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第6期34-42,共9页

通过扫描电子显微镜对再生粉的微观结构进行观测;利用X射线荧光和X射线衍射,对再生粉体及制备的水泥基材料的矿物组成和水化产物进行了测定;通过弯曲试验和单轴拉伸试验对再生粉体制备纤维增强应变硬化水泥基材料(FRCC)的力学性能进行... 通过扫描电子显微镜对再生粉的微观结构进行观测;利用X射线荧光和X射线衍射,对再生粉体及制备的水泥基材料的矿物组成和水化产物进行了测定;通过弯曲试验和单轴拉伸试验对再生粉体制备纤维增强应变硬化水泥基材料(FRCC)的力学性能进行了研究。结果表明:再生微粉以钙硅质氧化物和化合物为主,具有火山灰活性,可以增强其与基体间的二次水化反应,掺入再生粉体可有效提高FRCC的拉伸和弯曲强度;再生粉体-FRCC弯曲韧性随着纤维掺量的增加而提高,当纤维掺量(质量分数)达到2%时,FRCC具有典型的应变硬化特征;利用再生粉体等质量替代粉煤灰时,FRCC的极限应变有所降低,而极限荷载有较大程度提高,提高幅度均达到10%以上,且再生砂浆粉(RMP)、再生砖粉(RBP)比再生混凝土粉(RCP)制备的FRCC具有更好的应变硬化性能;验证了在满足材料韧性要求的情况下,利用再生粉制备应变硬化水泥基材料的可行性,对再生微粉在实际工程材料中的应用提供了参考。 展开更多

关键词 再生粉 建筑垃圾 纤维增强水泥基复合材料 弯曲韧性 拉伸韧性 应变硬化

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超高韧性水泥基复合材料—纤维混凝土组合靶体抗两次打击试验研究 被引量：1

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作者 吴平 周飞 +2 位作者 李庆华 徐世烺 陈柏锟 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期50-62,共13页

超高韧性水泥基复合材料(ultra high toughness cementitious composites, UHTCC)具有超高的韧性、良好的耐久性和优异的耗能效果,这些特性使得UHTCC在防护工程中具有广阔的应用前景。为了更好地研究UHTCC与纤维混凝土组合结构在二次打... 超高韧性水泥基复合材料(ultra high toughness cementitious composites, UHTCC)具有超高的韧性、良好的耐久性和优异的耗能效果,这些特性使得UHTCC在防护工程中具有广阔的应用前景。为了更好地研究UHTCC与纤维混凝土组合结构在二次打击条件下的抗侵彻性能,首先测量了UHTCC和聚乙烯醇纤维增强混凝土(polyvinl alcohol fiber reinforced concrete, FRC)的基本力学参数。然后采用25 mm口径的弹道滑膛炮对直径为750 mm、高为600 mm的圆柱形UHTCC靶体、FRC靶体、UHTCC-FRC组合靶体(UHTCC-FRC composite target)进行了弹体速度为550 m/s的二次侵彻试验,得到了弹体和三类靶体的破坏数据,包括弹体的侵彻深度、弹体的磨蚀、靶体迎弹面的开坑直径和面积、弹坑深度、迎弹面的裂纹数量以及裂纹最大宽度。在此基础上分析了骨料、结构形式和两次打击的间距对UHTCCFRC组合靶体抗侵彻性能的影响。结果表明:相同试验条件下,与普通混凝土和超高性能混凝土相比,UHTCC能够有效的减小迎弹面的开坑直径,但会增加弹体侵彻深度;将50 mm的UHTCC置于组合靶的迎弹面可以有效地减少迎弹面的开坑直径;弹体二次侵彻深度大于弹体一次侵彻深度,靶体在二次冲击下的开坑面积小于靶体初次冲击下的开坑面积。 展开更多

关键词 超高韧性水泥基复合材料 聚乙烯醇纤维增强混凝土 UHTCC与FRC组合靶体 二次侵彻试验 开坑面积

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ECC材料的抗冻融性能试验研究 被引量：13

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作者 邓宗才 薛会青 徐海宾 《华北水利水电学院学报》 2013年第1期16-19,共4页

采用快冻法试验研究高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的抗冻融耐久性能,并与混凝土和砂浆抗冻融性能进行对比,分析国产与进口聚乙烯醇(PVA)纤维对ECC抗冻融性能的影响规律,探讨砂灰比对ECC抗冻性的影响.结果表明:300次冻融循环后,掺... 采用快冻法试验研究高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的抗冻融耐久性能,并与混凝土和砂浆抗冻融性能进行对比,分析国产与进口聚乙烯醇(PVA)纤维对ECC抗冻融性能的影响规律,探讨砂灰比对ECC抗冻性的影响.结果表明:300次冻融循环后,掺入国产和进口PVA纤维的ECC质量损失率分别控制在2.5%和1.5%以内;ECC的纵向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.62～1.87倍;ECC的横向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.61～1.79倍.随着砂灰比的增加,ECC质量损失率逐渐增加;ECC纵向与横向相对动弹性模量稍有增加.ECC抗冻等级高于F300,完全可用于寒冷地区混凝土结构的加固与维护. 展开更多

关键词 高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC) 冻融循环 动弹性模量

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聚乙烯纤维制备超高延性水泥基复合材料的试验研究 被引量：29

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作者 王义超 侯梦君 +3 位作者 余江滔 徐世烺 俞可权 张志刚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第20期3535-3540,共6页

为进一步提升高性能水泥基复合材料的拉伸能力,研制了以短切超高分子量聚乙烯纤维作为增强材料,以水泥砂浆为基体的超高延性水泥基复合材料(Ultra-high ductility cementitious composites,UHDCC)。本研究通过直接拉伸、单轴抗压及三点... 为进一步提升高性能水泥基复合材料的拉伸能力,研制了以短切超高分子量聚乙烯纤维作为增强材料,以水泥砂浆为基体的超高延性水泥基复合材料(Ultra-high ductility cementitious composites,UHDCC)。本研究通过直接拉伸、单轴抗压及三点弯曲梁试验研究了UHDCC的基本力学性能。直拉试验表明,UHDCC具有优异的应变硬化和多重裂缝开裂性能。在极限状态下,UHDCC的裂纹间距小于2mm,最大平均裂纹宽度小于200μm;材料的平均抗拉强度为7.28 MPa,峰值强度处的平均拉伸应变达到12%,最大拉伸应变达到13%以上,具有超高的拉伸延性。轴压试验表明,超过峰值强度后,UHDCC在80%和60%的抗压峰值强度处的应变分别约为2.8%和7.0%,说明材料具有强大的受压变形能力。材料的弯曲韧性指数I_(10)、I_(30)、I_(50)、I_(60)分别为10.1、33.1、54.4、65.6,表明UHDCC具有优异的弯曲变形能力。此外,三点弯曲缺口梁和单裂缝试验结果表明,UHDCC的超高延性源于聚乙烯纤维超高的裂缝桥接能力。 展开更多

关键词 纤维混凝土 拉伸性能 弯曲韧性 应变硬化 超高延性水泥基复合材料

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绿色路用纤维增强水泥基复合材料制备及其韧性表征 被引量：6

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作者 张伟 殷成龙 +1 位作者 李辉 黄志义 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期498-502,共5页

为提高传统混凝土的路面抗变形能力,采用橡胶粉和玄武岩束制备绿色路用纤维增强水泥基复合材料(FRCC)。对材料的力学特性、韧性指标以及微观结构进行分析,结果表明:单掺橡胶粉时,材料的强度随橡胶粉掺量增加整体呈下降趋势,但其折压比... 为提高传统混凝土的路面抗变形能力,采用橡胶粉和玄武岩束制备绿色路用纤维增强水泥基复合材料(FRCC)。对材料的力学特性、韧性指标以及微观结构进行分析,结果表明:单掺橡胶粉时,材料的强度随橡胶粉掺量增加整体呈下降趋势,但其折压比随橡胶粉掺量增加有所提高,试件破坏过程中表现出一定的延性。复掺0.6%、0.8%和1.0%玄武岩纤维束时,材料的强度和折压比均有很大程度的提高,其荷载-挠度曲线具有明显的弯曲硬化特征,峰值荷载所对应的挠度比单掺10%橡胶粉的试验组提高了30%～110%,全曲线所包围面积为单掺10%橡胶粉试验组的14.4～30.3倍。采用初始弯曲韧性比进行弯曲韧性表征结果与折压比之间具有良好的线性相关性。 展开更多

关键词 纤维增强水泥基复合材料(FRCC) 橡胶粉 玄武岩纤维束 韧性

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纤维增强水泥基复合材料弯曲性能与纤维作用机理研究 被引量：6

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作者 龚宏伟 江世永 +1 位作者 陈进 陶帅 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第10期19-25,共7页

通过四点弯曲试验,研究了5组不同PVA纤维掺量的纤维增强水泥基复合材料试件的弯曲性能。试验结果表明,纤维掺量对试件的弯曲性能有着显著影响,掺入适量纤维可以明显改善试件的脆性破坏特征,裂缝呈现出细而密的特点。当纤维体积掺量V f... 通过四点弯曲试验,研究了5组不同PVA纤维掺量的纤维增强水泥基复合材料试件的弯曲性能。试验结果表明,纤维掺量对试件的弯曲性能有着显著影响,掺入适量纤维可以明显改善试件的脆性破坏特征,裂缝呈现出细而密的特点。当纤维体积掺量V f不超过2.0%时,初裂弯曲强度、峰值弯曲强度、等效弯曲强度值和韧性指标均随纤维掺量的增加而增大;而V f为2.5%的试件流动性能较差,部分纤维结团,弯曲强度较V f=2.0%组试件有所下降。结合荷载-挠度曲线,采用电镜扫描定性分析了复合材料中纤维的作用机理,对影响纤维桥联作用发挥的因素进行了研究。 展开更多

关键词 PVA纤维 纤维增强水泥基复合材料 弯曲强度 韧性指标 电镜扫描

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不同含水状态下喷射型PP-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料性能研究

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作者 程磊科 胡时 +2 位作者 蔡海兵 陶犇 潘鑫 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第8期169-173,177,共6页

一些建筑结构长期工作在水环境中,处于不同含水状态,含水混凝土的抗压力学性能与干燥混凝土相比有较大的改变,这可能会对结构安全性造成一定的影响。与此同时将纤维增强水泥基复合材料(ECC)用于建筑结构已成为研究热点。因此主要研究不... 一些建筑结构长期工作在水环境中,处于不同含水状态,含水混凝土的抗压力学性能与干燥混凝土相比有较大的改变,这可能会对结构安全性造成一定的影响。与此同时将纤维增强水泥基复合材料(ECC)用于建筑结构已成为研究热点。因此主要研究不同含水状态下PP-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料性能差异的研究。开展了4种含水状态下PP-PVA混杂纤维增强水泥基复合材料(HFRCC)单轴压缩试验,结合扫描电镜、X射线衍射和核磁共振试验研究其性能和破坏特征。结果表明:HFRCC的吸水量时程曲线呈指数函数增长,前0.5 h内快速增长,0.5~204 h内,增长速率逐渐降低,204~276 h内增长速率基本为0,开始趋于稳定;随着试件含水量增加,抗压强度、峰值应变和压缩韧性值均呈下降趋势,相反弹性模量呈上升趋势;典型破坏过程可看成裂而不散的延性破坏,大多为伴随着大量微裂纹的单剪面或共轭双剪面的拉剪破坏。 展开更多

关键词 特长公路隧道 纤维增强水泥基复合材料 混杂纤维 微观结构 压缩韧性

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