郑州地区商代建筑夯土材料的科技分析与研究——以郑州商城和郑州小双桥遗址为例

本研究以郑州商城和小双桥遗址发现的不同建筑类型的夯土材料(城墙、高台基址、建筑基础、水井等)为对象,利用显微观察、拉曼光谱分析、粒度分析、磁化率测定、烧失量测定等科技方法,结合形貌特征比对开展综合研究。研究初步探析了郑州地区商代各类型夯土材料的结构、组成和物性特征。通过土壤微形态分析等方法有效识别了夯土的微观结构、组分和微构造,揭示了先民夯筑行为对原生土壤的改造现象,进而探讨了夯土在建造和使用时期的人地关系。     

交河故城垛泥墙体裂隙注浆工艺研究

交河故城垛泥墙体裂隙是一种典型的土遗址病害,注浆是加固土遗址裂隙的有效手段,注浆加固需要解决材料和施工工艺两方面问题。为此,进行了室内和现场试验研究,采用模数3.7、浓度12%、水灰比0.60～0.65的PS-C加固裂隙,取得了较好的效果。通过对施工工艺的研究,对裂隙封闭、灌浆管布置、灌浆工具、裂隙壁渗透、灌浆等工艺提出了相关技术要求,其结果为今后土遗址裂隙加固提供借鉴作用。     

贯入法原位测试夯土遗址表面强度的适用性和方法研究

表面强度是夯土遗址重要的测试指标和加固效果的评价依据。常规的强度测试方法受到取样和运输等因素的制约，不适用于作为夯土遗址如夯土补筑、表面加固等措施的效果评估方法。贯入法是成熟的砂浆强度检测方法，通过改装砂浆贯入仪降低了仪器量程；制作夯土样、室内试验验证了测试的较高精度；标定了夯土样贯入深度测量值与抗压强度的幂函数关系，确定了测强曲线。在夯土遗址现场开展原位测试，分析了布点密度对测试结果精度的影响，并利用测强曲线推算了测试区域的表面抗压强度。本研究提出了一套集“仪器改装-室内标定-现场高密度布点测试”为一体的夯土遗址表面强度评估方法，为土遗址加固效果的评价体系建设提供了参考价值。     

声频应力波法检测土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量初探

土遗址锚杆锚固质量一直是土遗址加固工程中关注的重点问题。目前,土遗址领域均采用具有破坏性的拉拔试验对其进行检测。基于土遗址的文物属性,本研究尝试利用无损检测技术评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆的锚固质量。通过锚杆无损检测仪与拉拔仪分别对甘肃省红沙堡遗址与永泰城址加固工程中的玻璃纤维锚杆锚固系统进行检测。比较实际测量杆长与仪器测量杆长结果,得出杆长指标可以判断无损检测仪所测结果的真实性。无损检测仪得出的检测波形衰减规律显著,对比相应锚杆的拉拔试验的评价结果,证实了声频应力波法在土遗址玻璃纤维锚杆锚固系统无损检测中的适用性。本研究结果将为评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量提供可靠的依据。     

河南登封王城岗遗址土壤样品的植硅体分析

作为分析古代人类与植物关系的手段之一,植硅体分析在研究考古遗址中的人类活动、栽培作物及加工方式等方面,都越来越显示巨大的潜力。对王城岗遗址部分土壤样品的植硅体分析发现,在城墙夯土、城壕填土乃至城墙附近灰坑的土壤中,植硅体的密度低可能与城墙建筑有密切关系;王城岗遗址中发现的水稻、谷子的植硅体,表明当时聚落内有这两种农作物,并可能在城墙附近进行了脱壳加工。     

水硬性石灰改性土修复加固材料性能研究

针对土遗址土体坍塌、残缺等病害,为选择更好的土遗址修复加固材料,通过遗址土中添加水硬性石灰进行改性,分析检测水硬性石灰改性土修复材料的性能,并与石灰改性土材料性能进行对比分析。研究结果表明,与石灰改性土性能相比,水硬性石灰改性土修复材料夯土收缩率小、水稳定性好、抗压强度大和强度增加快、耐冻融性好;其性能优于石灰改性土材料的性能,适合土遗址土体坍塌、残损病害的修补加固,其研究成果为土遗址的保护修复加固提供科学依据。     

水硬性石灰改性土修复加固材料性能研究

针对土遗址土体坍塌、残缺等病害,为选择更好的土遗址修复加固材料,通过遗址土中添加水硬性石灰进行改性,分析检测水硬性石灰改性土修复材料的性能,并与石灰改性土材料性能进行对比分析。研究结果表明,与石灰改性土性能相比,水硬性石灰改性土修复材料夯土收缩率小、水稳定性好、抗压强度大和强度增加快、耐冻融性好;其性能优于石灰改性土材料的性能,适合土遗址土体坍塌、残损病害的修补加固,其研究成果为土遗址的保护修复加固提供科学依据。     

陶寺文化城址的发现及其意义

1999年秋季,中国社会科学院考古研究所为了充分发挥陶寺遗址在中国文明起源研究中的作用．与山西省临汾行署文物局合作,在陶寺遗址展开了新一轮考古勘探与发掘,于今年春季发现了夯土城墙遗迹。国家文物局、中国社会科学院考古研究所、北京大学、山西省考古研究所等单位的领导、专家20余人先后到考古现场考察、研讨,一致认为新发现的夯土城墙属于公元前2600－公元前2000年间陶寺文化的城址,这是山西地区首次发现龙山时代古城址,具有很高的科学价值。     

再论郑州商代城址——隞都

郑州商代城址是属于商代中期的二里岗期城址,发现于1955年秋。郑州商代夯土城垣遗址的发现,揭开了我国商代确有夯土城垣建筑遗址的序幕。从而曾引起了国内外文物考古界与历史界的高度重视。笔者当时曾根据郑州商代夯土城垣建筑遗址的分布范围、城墙夯土结构与地层叠压关系等资料,并结合当时在郑州商代城外附近已经发现与发掘出来的商代二里岗期铸造青铜器、烧制陶器、制作骨器等手工业作坊遗址和商代二里岗期墓葬、房基、灰坑(多数应     

河南宝丰清凉寺汝官窑遗址本体加固保护试验研究

为了对河南宝丰清凉寺汝官窑遗址本体进行有效保护,针对病害的定性分析原因,类比筛选了国内外相关试验研究成果。保护设计从加固材料的特性、试样制取、加固方法、固化环境、试验室老化试验及现场试验等方面对加固材料的保护效果进行了系统研究。试验研究结果表明,MH具有较好的保护效果,适宜于汝官窑遗址的保护。所设计的试验方法,有助于制定土遗址化学渗透加固保护统一的试验方法和评定指标,并增强试验成果的可比性。     

金陵大报恩寺地宫遗址保护技术研究

为了对金陵大报恩寺地宫遗址进行科学保护,首先通过ANSYS有限元模拟对地宫遗址的现状结构性能进行分析,找出其在不同工况下存在的安全隐患;然后根据保护原则及计算分析结果提出仅增设护壁、增设护壁及锚杆的两种保护技术方案,采用ANSYS有限元模拟计算对两种保护技术方案在四种工况下的结构性能进行比较分析,最后提出了适用于地宫遗址的保护方案,建议采用增设不锈钢的护壁及水平、竖向锚杆,并给出了不锈钢护壁及锚杆相应的参数值。     

土遗址裂隙注浆材料PS-(C+F)与SH-(C+F)性能对比研究

西北干旱、半干旱地区保存有大量的土遗址,裂隙、淘蚀、洞穴、冲沟、坍塌等一系列病害对遗址的破坏作用明显。就裂隙注浆材料而言,本研究基于PS-(C+F)的成功应用,为使注浆材料多元化,对比研究SH-(C+F)浆液作为注浆材料的适用性。通过室内对两种材料的力学性能、水理性质、抗冻性、抗老化性的比较以及现场对裂隙加固效果的检测,最终分析数据得出结论,SH-(C+F)与PS-(C+F)的力学性能相当,但SH-(C+F)的抗渗性、抗崩解性、抗冻性、抗老化性等略好一些。因此,SH-(C+F)浆液适宜作为注浆材料应用于土遗址裂隙加固中。试验结果对西北地区土遗址裂隙加固材料的多元化有重要的参考意义和指导作用。     

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。     

云冈石窟第3窟后室顶板加固治理与监测

云冈石窟第3窟是云冈石窟开凿规模最大的洞窟,在开凿过程中戛然而止。特殊的洞窟结构加上千年的自然风化催生了多种病害,其中后室顶板崩塌最为严重。为此,采用岩石测试、地质雷达和钻孔勘查等多种方法,查明了顶板岩石性质和破坏形式。在钢结构支护的前提下,利用环氧树脂裂隙注浆结合玻璃纤维锚杆牵拉的方法对顶板进行加固。对施工完成后121 d的裂隙、倾斜和应力监测数据进行分析,表明加固效果良好,具有广泛的借鉴意义。     

制备方法对土遗址重塑样稳定性的影响研究

土建筑遗址本体的保护受遗址土的物理、水理、力学及所处环境差异的影响，重塑样是替代土遗址测试其各种性质的重要手段，重塑样拌制土性质的稳定性是科学评价、对比分析试验研究的基础和前提。本研究基于不同拌制土的方法，通过观察、拍照、量取土团粒大小以及同条件制备样品的无侧限抗压强度等，综合评价不同拌制土方法的影响条件。研究发现，采用人工拌土、闷土时间在24 h的土所制的试样最具稳定性，随着闷土时间再增加，土样强度在逐渐降低。本研究为土建筑遗址室内试验研究和工程现场拌制土料提供理论参考和技术支撑。     

THE APPLICATION OF CLIFF DEGRADATION MODELS FOR ESTIMATION OF THE INITIAL HEIGHT OF RAMMED‐EARTH WALLS (POR‐BAJIN FORTRESS,SOUTHERN SIBERIA,RUSSIA)

The main objective of this study is to recover the initial geometry of earthen walls from the shape of wall remains. The original parameters of the walls have been estimated by fitting the field‐measured profiles with the theoretical shape predicted by the model. We estimate: (i) the initial wall height (between 2 and 3 m); (ii) their shape (vertical or nearly vertical); and (iii) the time for complete degradation (between 250 and 400 years, depending on wall orientation). We show that this approach yields the best results when the main degradation factor is the temperature gradient, as it is for south‐oriented wall faces.     

潮湿土遗址隔水防潮技术对比研究

潮湿土遗址的破坏,很大程度上是受水的影响,目前国内几个潮湿土遗址经常使用的防水隔水措施主要有:挡水墙、隔水廊道、拱券法和抽水法。经过对几种方法进行总结评价,可看出拱券法是最有效的方法。