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~+,Mg~(2+),Ca~(2+),Cl-and SO_4~(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。     

金沙土遗址盐害分布与演化特征

金沙土遗址表面存在泛盐、粉化、空鼓等盐害。对这些盐害的分布特征与演化过程的研究是科学保护金沙土遗址的第一步，也是进一步探讨盐害致病机理的前提条件。本工作收集整理了2010～2020年金沙土遗址病害调查资料，通过现场调查和图像处理技术对盐害的类型、分布特征与演化过程进行定性和定量分析；采用X射线衍射、离子色谱和扫描电镜等测定了不同高度土样的成分、盐分含量以及微观结构。结果显示金沙土遗址主要的盐害类型为表面泛盐、粉化、空鼓、片状剥蚀和掏蚀；主要分布区域是西北向走廊和古河道附近，机挖坑侧壁最为严重；在探方侧壁上盐害由上到下依次由表面泛盐过渡到单独粉化，再到空鼓和片状剥蚀，最底层为掏蚀。金沙土遗址盐害的发育过程可以概括为四个阶段，每个阶段主要发育的盐害类型不同，依次为表面泛盐、粉化、片状剥蚀和掏蚀。越到后期，各类盐害分布范围越大，发展速度越快，对土遗址破坏性越大。离子浓度沿高度的分布与毛细上升作用有关，也与病害的劣化程度和发育进程有关。硫酸钙类是导致土遗址泛盐、粉化和脱落的主要盐分之一。     

遗址博物馆内土遗址本体可溶盐和霉菌危害预防与治理的进展

在博物馆建筑的保护下,尽管避除了由于风蚀、雨淋、日晒等有害因素所导致的土遗址裂隙、崩塌等病害现象,但是可溶盐迁移及霉菌滋生导致的表层风化等一系列危害会造成土遗址本体破坏和信息损失 ,所以进行这方面的研究尤其重要且迫切。本文主要综述了可溶盐、霉菌的破坏作用、产生原因、影响因素、防治措施等,并探讨了遗址博物馆内土遗址防治可溶盐及霉菌危害的可行性保护研究方法。     

遗址博物馆土遗址病害调查与成因分析——以萧山跨湖桥遗址博物馆为例

潮湿环境土遗址的保护一直是非常困难的课题。当遗址与其他材质的文物共存时,保护难度更高。为了探讨遗址博物馆内病害发生的规律和影响因素,为未来潮湿环境土遗址保护措施的研究和设计提供依据,以杭州市萧山区跨湖桥遗址为例开展调查研究。发现盖棚可以防止雨水对土遗址的破坏,但造成了水和盐的单向迁移,是目前土遗址病害的主要根源。对于室内遗址博物馆,如何解决遗址土体水分单向迁移带来的破坏已经成为迫切需要开展研究的课题,建议尽快开展室内土遗址补水技术的实验研究。     

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。     

土质文物盐害中硫酸钠的研究——从微观到宏观

土遗址和壁画遗址可溶盐主要为NaCl和Na_2SO_4,其中Na_2SO_4是破坏程度最严重的盐。一般认为,硫酸钠只有在温度、湿度变化时才不稳定,才发生得失结晶水引起的晶型及体积变化。为研究土质文物盐害的形成机制及内在原因,调研了全国几处典型土遗址和壁画遗址的盐害状况并取样分析。分析发现:1)土遗址和壁画遗址中硫酸钠的形貌、结构是动态变化的(无论在任何极端干燥环境甚至真空条件下);2)环境因素如温度、相对湿度的变化只是加剧上述变化进程。硫酸钠结晶析出时,其体积膨胀约4倍。这一系列的过程,深刻影响着硫酸钠的相变复杂性和对依存土质文物本体的破坏性。本工作从微观和宏观两个层面探讨了这些发现,并通过不同盐分(不同浓度氯化钠、硫酸钠)侵蚀破坏模拟试验、不同温度条件下模拟试验、不同相对湿度下模拟试验,从宏观层面印证了上述微观机制在土遗址和壁画遗址本体的外在表现。本研究发现土遗址中硫酸钠的形貌、结构是动态变化的,该工作弥补了以往研究和认识上的局限。本研究将对阻止、延缓及预测土质文物盐害的发生、发展提供科学参考。     

土遗址盐分抑制保护研究进展及其发展趋势

盐分运移引起盐析是土遗址风化破坏的重要原因之一,因此,土遗址保护过程中急待解决的问题之一就是盐析现象的防治。本文介绍了传统的土遗址盐害治理方法及原理,重点分析了盐析抑制剂在土遗址防风化领域的研制和应用,以及其抑制盐害发生的机理,并在此基础上探讨了土遗址盐分抑制剂研制的发展方向和思路。     

大雁塔盐害及劣化模拟试验研究

易溶盐富集是陕西西安大雁塔砖体表面风化、结构破坏、强度衰减的主要原因。为分析盐害对大雁塔砖体结构、强度的影响机理,采用以饱和硫酸钠溶液为介质,对大雁塔砖体进行易溶盐结晶循环模拟劣化试验。在Na₂SO₄反复结晶、溶解过程中,测定试样的质量、波速及单轴抗压强度等指标,分析其变化规律。结果表明,在盐害作用下,试验砖体表现出与塔体表面类似的风化破坏现象;Na₂SO₄晶体在试样孔隙内不断发育,晶体挤压效应导致孔隙率增大,内部结构破损;质量、波速、单轴抗压强度随循环的次数呈先增加后减小的变化规律。砖体对盐害耐受力约为砖体质量的0.5%。     

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。