秦陵百戏俑坑土遗址纵向水盐运移的模拟土柱实验研究

风化盐析是影响土遗址最为严重的病害之一。了解不同深度处土遗址可溶盐的含量以及变化规律可为土遗址的盐析病害提供理论依据和技术支撑。为此,本实验采用有机玻璃土柱装置和应用EM50传感器探头监测土柱不同深度处的含水率、电导率的变化规律,并结合实验室分析测定了不同时间土柱表面的含盐种类以及含盐量、不同深度处的含盐量等。结果表明,不同深度处土样的含水率越小电导率越大,且土壤表面的含水率最小,电导率最大;利用离子色谱法测定结果表明,除K+之外,Na⁺,Mg²⁺,Ca²⁺,Cl-and SO₄^2-的含量随深度的变化趋势与含盐量随深度的变化趋势一致。本研究可为土遗址盐析病害的防治提供理论参考。     

秦陵陪葬坑土遗址安全含盐量探究

易溶盐反复结晶产生的体积膨胀,会对土遗址特别是土遗址表面迹象造成破坏,因此,以易溶盐的含量多少判断其干预时机就显得尤为重要。本研究就易溶盐含量对秦陵陪葬坑土遗址的影响,开展安全含盐量问题的探究。将Na2SO4/Na Cl质量比为1∶1混合盐掺入重塑土样中,经气候箱老化后,利用超景深显微镜测定盐胀面积判断土样被破坏的程度,结果表明含盐超过0.1%,就会导致盐胀面积突然增加,这一指标的获得以及本次实验研究中提出的利用超景深显微镜测定土壤表面盐胀面积评估盐害的方法,为土遗址开展进一步的预防性保护工作提出了初步依据和新的研究方法。     

利用红外热像测定土遗址导热系数的方法研究

土遗址土体加固效果的无损测试技术是目前土遗址保护加固之中急需解决的一个重要问题。为此探讨利用红外热像技术进行土遗址加固保护的无损测试,设计了相应的试验装置,并利用新疆交河故城遗址现场取得扰动土制成不同物理条件下的模型进行导热系数测定试验。分析土样表面温度随时间的变化规律,并根据非稳态导热理论反算出土样的导热系数。为了验证红外热像这种非接触无损测定土体导热系数方法的可靠性,在同样的土样上利用热特性分析仪(KD2 Pro)直接测量了土样的导热系数,两者结果差值甚小,证明了红外热像技术测定土体导热系数的可行性。还研究了干密度、含水率对遗址土体导热系数的影响作用。结果表明,在含水率一定情况下,遗址土体导热系数随干密度的增加而增大;在干密度一定情况下,遗址土体导热系数随含水率的增大而增大。研究结果可为土遗址土体加固效果评价作参考。     

密闭环境下地下水分变化对唐皇城墙含光门土遗址的影响研究

含光门土遗址属于室内土遗址,通过对土遗址病害、博物馆内温湿度、不同深度含水率长期监测及土样渗透系数、硬度测量发现,在相对密闭环境中,含光门土遗址在冬春季泛碱、剥落及春季严重霉菌等病害反复发生与遗址水分“单向蒸发”周期性变化有关;周围草坪浇水、降雨、城市排水渗漏向遗址内部渗流引起土遗址管涌的直接破坏。分析了地下水分变化引起含光门土遗址病害的原因,提出了在博物馆两侧设置隔水墙为主要措施,防止周围地下水渗流对土遗址的直接破坏作用,保持博物馆内恒温恒湿,防止地下水的“剧烈”变化引起的劣化影响。本研究可为含光门土遗址保护提供参考。     

潮湿环境模拟考古土遗址夯筑支顶加固效果评估

为研究潮湿环境土遗址加固效果评估方法,在杭州地区进行现场模拟探方加固实验,并对加固后坑壁的波速、含水率、相对水平位移进行监测,对加固的模拟探方稳定性做出评估,以望通过采用科学定量手段评价土遗址夯筑支顶加固效果,为土遗址夯筑支顶加固效果评估提供参考。试验结果表明:模拟探方坑壁表层含水率随深度的增加而升高,含水率变化量逐渐减小;加固后坑壁土体初始强度随深度的增加而提高,且后期硬化过程也较上部区域快,土体强度随时间在逐渐增加;夯筑后坑壁前四五天位移值逐渐增大,且位移值随深度的增加而升高,后期趋于稳定。研究表明,基于变形监测技术评估夯筑体整体稳定性科学合理,基于表层含水量和波速变化评估夯筑土体强度变化是较好的手段。评估结果可为其他潮湿地区土遗址夯筑加固效果评估方法提供参考。     

土遗址病害的评估体系研究

土遗址病害评估是对土遗址进行科学保护、管理、利用的一项基础性工作,但土遗址病害评估的体系还没有建立。为此,通过对土遗址病害的分析,借鉴地质工程、岩土工程的相关理论和方法,采用逐次分析的方法评估土遗址的载体和本体病害,探讨了土遗址病害评估体系。通过研究认为,可以从地质灾害、稳定性、表面风化三方面对土遗址病害程度进行评估。地质灾害和稳定性有其它学科相对成熟的理论和方法可以借鉴和采用。表面风化评估应考虑到风化剥蚀速率、遗址保存程度和文物价值三个方面,引进风化度和文物价值权重系数的概念,利用模糊数学原理对表面风化的危险程度进行综合评估是一种新思路。     

含嘉仓土遗址表面盐分病害分析

含嘉仓土遗址表面部分区域由盐分引起的遗址泛白、酥粉等病害现象非常严重,通过分析检测,结果表明:含嘉仓遗址表面的盐害以Na_2SO_4和NaCl为主,还含有少量的其他盐分如CaSO_4、KNO_3和NaNO_3,遗址表面的盐分含量较高,对遗址的安全产生巨大的威胁,急需对遗址进行除盐处理。     

陕西境内遗址表面CaSO42H2O产生之水盐运移规律研究

陕西境内遗址出土后短时间内表面产生白色物质CaSO₄2H₂O是非常普遍的现象。本研究利用土柱模拟遗址出土后表面产生CaSO₄2H₂O的过程,通过监测土柱中土壤的湿度、含盐量及离子变化综合分析CaSO₄2H₂O产生的原因,研究结果表明遗址出土后形成了新的界面层,在蒸发的作用下,地下水沿土壤孔隙向上迁移,同时将可溶盐带入土壤中,表面的可溶盐含量逐渐增大,达到峰值后不再增加,实验后测得表面土壤中的Ca²⁺和SO2-₄是原始土壤的数十倍,说明遗址表面产生CaSO₄2H₂O是水盐运移的结果。本研究可为遗址出土后预防CaSO₄2H₂O的产生提供依据。     

高昌故城土遗址病害调查及因素分析

自然因素和人为因素是高昌故城土遗址破坏的主要因素,墙体的结构坍塌是土遗址破坏的重要体现。为了保护和继承这一优秀的历史文化遗产,笔者在对高昌故城土遗址病害细致调查的基础上,论述了故城土遗址破坏的成因进行分析,可为以高昌故城土遗址保护为代表的西北干旱地区土遗址结构的加固、保护提供一定的事实依据和借鉴。     

对大型土遗址的植物病害研究——以西安阿房宫遗址为例

在植物对土遗址作用的研究中,鲜有就真实的遗址来展开调查,以及讨论植物给土遗址带来的负作用及其机理。为此,本研究选取西安地区大型土遗址秦阿房宫为研究对象,利用现场调查结合样带法、图像分析法并采集土样,开展对遗址区植物分布、根系产生的裂隙和土壤环境的研究。结果表明:造成土遗址病害现象的主要原因为植物根系作用,加之雨蚀、风化作用及人为破坏的叠加作用,使遗址保存面临严重威胁;其中酸枣、臭椿等萌生树种所产生的根劈裂隙及植物根系对土壤环境的影响十分明显。现存土遗址由植物以及风雨作用而引发的主要病害,其类型包含了边缘夯土的基础掏蚀、洞穴遗存、开裂坍塌、冲沟发育、表面剥蚀,这些是阿房宫遗址面临的主要威胁,也是半干旱地区土遗址存在的特有问题。研究结果既有助于揭示植被对土遗址的作用机理,又能为土遗址保护的植物选择提供理论依据和技术支撑。