降雨对榆阳区明长城单体建筑破坏模式的试验研究

前期调查分析可知,降雨对榆阳区明长城单体建筑的破坏形式包括水力侵蚀和重力侵蚀两大类,主要影响因素为降雨特征、遗址保存形态和遗址土的性质。为了进一步了解降雨对该类土遗址的破坏方式及主要影响因素作用特点,按照相似理论要求设计模型试验,研究了降雨对榆阳区明长城单体建筑的破坏模式。试验结果表明,降雨对遗址模型的破坏方式与前期调查分析结果基本一致,水力侵蚀方式有冲沟侵蚀、片流面蚀、流水淘蚀和流水冲蚀,重力侵蚀方式有坍塌和滑塌。一般A型暴雨条件下,各种水力侵蚀方式均有发生,重力侵蚀发生次数相对较少;B型暴雨条件下,主要发生片流面蚀,重力侵蚀破坏发生次数较多。通过模型试验得出的降雨对遗址模型的破坏方式及发生特点方面的结论,可以在一定程度上为降雨对该类遗址破坏的评估和防治提供参考。     

降雨对陕西省榆林市榆阳区明长城破坏的初步分析

降雨是陕西省榆林市榆阳区明长城的主要破坏因素之一。调查中发现,降雨对遗址破坏严重。为了研究降雨对遗址的破坏,在对遗址详细调查的基础上,结合遗址特征与遗址区降雨特点,并参考土壤侵蚀学等方面理论,分析了降雨对遗址的破坏形式及影响因素。结果表明,降雨对遗址的破坏形式可分为直接破坏和间接破坏两大类。其中,主要破坏形式为冲沟侵蚀、片流面蚀和雨蚀剥离。影响因素包括降雨特点、遗址形态、土的性质、植物生长状况和地幔层等,不同破坏形式的主要影响因素各有不同。本结果不仅丰富了降雨对土遗址破坏方面的研究,还为后续陕西榆阳区明长城保护加固措施的选择提供了依据。     

榆阳区明长城典型遗址的雨蚀破坏模式分析

现有的夯土遗址雨蚀病害分类方式关注的是多次降雨后遗址破坏的静态结果,以识别病害、辨明病因为主要目的。为进一步研究水土作用方式在夯土雨蚀病害发育过程中的作用,明确雨蚀病害的动态发育过程,在现场调查的基础上对榆阳区明代夯土长城的雨蚀病害进行分类、统计、分析,综合考虑侵蚀模式、雨蚀动态响应过程和劣化程度三个方面提出雨蚀破坏模式,分别为干湿破坏、冲刷破坏和降雨导致的重力侵蚀三种,三种破坏模式的提出为研究夯土遗址雨蚀和降雨间的响应关系提供新思路。     

陕北明长城夯土密度与雨蚀破坏的量化研究

为量化研究夯土性质对陕北明长城遗址雨蚀破坏模式的影响作用,采用室内模拟降雨试验的方法对夯土密度和雨蚀量间的关系进行定量化分析。研究结果显示,大到暴雨条件下,干湿作用产生的破坏是低强度夯土(密度1.5 g·cm^-3、1.6 g·cm^-3)最主要的雨蚀破坏模式,冲刷破坏造成的雨蚀量较小;水力侵蚀产生的冲刷破坏和重力侵蚀引起的小范围掉块是高强度夯土(密度1.7~1.9 g·cm^-3)最主要的破坏模式,冲刷破坏造成的雨蚀量较大;当土体含水率在3%~7%区间时,夯土的雨蚀量和密度呈指数函数关系,二者呈现正相关性。研究结果为探索多因素作用下夯土雨蚀的破坏机制提供方法借鉴,是土遗址病害研究的重要组成部分。     

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。     

植物对土遗址的保护作用初探——以内蒙古东部地区土遗址为例

位于内蒙古东部的土遗址上普遍长有植物,由于植物本身对土遗址具有双重作用,既有保护作用,也有破坏作用,采用植物保护土遗址就是最大限度的发挥其有利的一面,故此研究植物在遗址中发挥的保护作用尤为重要.选择应昌路故城、元上都遗址和辽上京遗址作为研究对象,采用现场调查的方法从植被覆盖度、根系分布情况两方面研究植物对土遗址的作用.结果表明,遗址顶面普遍被以羊草、冰草、紫羊茅、马蔺、旋覆花为主的低矮草本植物覆盖,其覆盖度集中在30％～60％;这些植物对防止降水冲刷遗址有明显的作用,对遗址的整体外貌影响也比较小.因此,针对长有植被、雨蚀病害严重、其他保护手段技术还不成熟、达不到理想的保护效果的遗址,可采用植物保护土遗址,并且其思路是可行的.     

陕西境内土遗址析白物成份分析研究

陕西有许多的大型土遗址,本课题组多年来陆续对这些遗址进行了调查,发现在西安半坡遗址祭祀坑墙壁上出现大量的白色物质,严重损坏了遗址原貌;永泰公主墓、长乐公主墓的壁画也在遭受着可溶性盐份的侵蚀,导致壁画疏松、空     

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。     

嘉峪关长城夯土墙体保护维修工程夯补加固工艺新探

受工程地质条件、水文地质条件及环境诸因素的影响,甘肃境内长城遗址破坏严重,亟待抢救性保护。结合嘉峪关夯土长城保护维修工程的开展,本文以现场调查为基础,以现场实验为依据,通过实地调查发现正在发育的主要病害为表面严重风化、基础掏蚀凹进、风沙堆积物侵蚀墙体等。在加固材料和实验加固方案可行性试验研究方面,有的放矢地开展了加固土的抗蚀性试验,试验结果符合文物保护的特殊要求。针对嘉峪关长城夯土墙体掏蚀区域提出夯补加固工艺技术。     

河南省禹州瓦店遗址的河流地貌演化及相关问题

本文对河南禹州瓦店遗址附近的颍河河流地貌演化进行了研究,并对龙山时期的景观与当时聚落、生业的关系以及遗址废弃之后的后生变化进行了讨论。根据瓦店遗址附近的地学和考古资料,并结合环嵩山地区的区域资料,将瓦店遗址晚更新世以来的河流地貌演化分为6个阶段。在龙山文化晚期,瓦店附近的颍河处于中全新世堆积阶段,台地面与河床之间的高差较小,呈现出"水乡"的特点。这样的景观基础为瓦店先民在台地上开挖流水壕沟以及种植水稻提供了可能。而在遗址废弃之后,全新世晚期的河流下切及侧蚀不断改变着遗址的面貌,逐渐形成今日的景观。总之,作为人类主要活动区域的河流地貌,全新世以来发生了显著的变化,其演化对于聚落考古和人地关系研究具有重要意义。     

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。     

长沙铜官窑谭家坡遗迹馆微环境调查研究

通过对谭家坡遗迹馆微环境长期监测,遗迹馆内的空气温度、相对湿度、土壤温度以及土壤含水率监测数据进行对比分析,对修建外围保护建筑下的遗址环境有了初步的了解,并从监测结果中得出遗迹馆内空气温度、相对湿度、土壤温度与含水率的变化规律与特征。研究结果表明,潮湿多雨的气象环境造成谭家坡遗迹馆内高温、高湿,遗址土体也容易遭受地下水的侵蚀,对遗址直接或间接引发病变,或加速物理和生物的破坏作用。建议科学而恰当在控制遗址保存环境,建立环境数据库,形成一套完整的预测、预警监控体系。     

三星堆遗址环境地质现状评估及问题防治

三星堆遗址地处岷江和湔江复合冲积扇高台地上,主要有洪涝灾害、城墙水土流失、人类工程活动对遗址的直接破坏、城墙边坡垮塌、农业生产的影响、地表水和地下水污染、土壤对地下物的侵蚀等环境地质问题。这些环境地质问题均可通过有效的防治措施,避免、减轻发生或得到根治,从而保护遗址的历史环境风貌。     

苏家村遗址烧土样品的过火温度研究

烧土制品作为最早的人工建筑材料,使人类的居住环境得到了根本性的改善。然而,学界关于烧土建筑的成因存在人为烘烤处理、缘自火焚、废弃习俗等多种观点。通过科技手段研究烧土制品的过火温度,有助于科学分析烧土建筑的成因,探讨与之相关的建筑工艺,丰富史前建筑史研究。磁学研究表明,考古遗址中的土壤及其他沉积物在受热后新生成了磁铁矿、磁赤铁矿等强磁性矿物导致磁性显著增强,且矿物成分和磁性几乎不会再发生变化;但当重烧的温度接近或大于原始烧成温度时,样品中原始矿物的破坏或新矿物的生成,会引起矿物磁性的改变。基于这一原理,实验室内分析受热黏土的磁化率随再加热温度的变化特征,可反映烧土制品的过火温度。苏家村遗址是大汶口文化晚期至龙山文化中期早段一处重要的聚落遗址,遗址中第5层为厚约20～40 cm的红烧土层且覆盖整个遗址,推测为房屋倒塌造成的建筑垃圾堆积层或人为堆积层,出土大量烧土块。本研究利用X射线衍射分析法、X射线荧光光谱分析法和磁化率法等对苏家村遗址出土的烧土样品开展了组成及构造特征和样品的过火温度的综合分析。结果表明,苏家村遗址烧土样品中的白灰层中人为地添加了白色陶土原料,土层中有意地添加了植物残骸作...     

新疆和田安迪尔古城佛塔保存现状及保护对策

位于新疆塔克拉玛干沙漠腹地的安迪尔古城遗址曾经是古"丝绸之路"上沟通东西方交通的要冲.遗址中的标志性建筑廷姆佛塔历经千年沧桑,由于自然和人为的破坏,毁损严重.为了对佛塔实施抢救性保护,同时积累在沙漠干旱地区维修土遗址的经验,在现场勘查中发现,佛塔的主要病害有风蚀、水蚀、裂隙发育、坍塌和盗洞扩张等.其中.尤其以风蚀的危害最为致命.为此决定采用当地传统的加固土建筑的方法,主要对佛塔的地基进行加固,同时填充盗洞.这种加固方法效果良好.通过这次加固安迪尔古城佛塔的实践可看到,抢险加固沙漠地区的土遗址.要认真分析各种病害的发育状况,要针对主要病害,优先处理那些危及建筑物整体结构稳定性的病害隐患.本研究可为将来实施全面维修保护奠定良好的基础.     

甘肃境内长城遗址主要病害及保护研究

甘肃境内长城遗址受自然地质作用、人类活动及环境诸因素的综合作用,破坏严重,急待抢救性保护。为此调查了各时代长城的分布、保存现状。经分析表明其发育主要病害有表面严重风化、基础掏蚀凹进、多种类型裂隙、崩塌和坍塌及人为破坏,从而针对性的提出土坯砌筑托换加固地基、静压注浆加固地基、锚杆锚固、裂隙注浆、表面渗透注浆、小锚钉锚固注浆工程等长城遗址的保护加固技术。以汉长城广昌燧和战国秦长城马家山段为例具体介绍了长城遗址的保护加固。结果表明,所用方法对土建筑长城加固保护具有参考价值。     

现代信息技术在文物遗址环境监测中的应用

汉阳陵是典型的北方大遗址,其发掘和展示的帝陵外藏坑、南阙门、宗庙建筑等均以土遗址为主体。众所周知,土遗址所处的环境是引起其发生病变的主要因素。自2006年帝陵外藏坑遗址博物馆建成开馆伊始,汉阳陵博物馆就联合有关科研单位对遗址区域环境状况进行了跟踪监测。在此基础之上,汉阳陵博物馆于2009年开始,又联合西安元智系统技术有限责任公司开展实施了"汉阳陵文物保存环境实时监测系统项目"。该系统项目利用无线传感网络技术、微传感器技术等新一代信息技术手段,对环境因素数据进行采集、存储和共享,并把批量数据通过相应的处理软件以图、表和文字的形式直观显示出来,根据这些图表数据,我们能够及时了解文物保存环境状态,进而制定出更为合理的环境调控措施。     

南越国宫署土遗址防风化加固材料的效果比较

南越国宫署遗址为大型土遗址类型,1996年11月国务院公布为全国重点文物保护单位,由于挖掘时间较长,遗址场地条件有限,已经出现了不同程度的风化、粉化、开裂、局部坍塌等严重病害。为此本课题组经过前期分析测试研究,采用有机硅改性丙烯酸、PS材料、有机硅改性硅酸盐、硅酸酯类和无机-有机复合材料等几种常用土遗址防风化加固材料,对南越国宫署土遗址样块进行了加固效果对比测试,研究了加固前后土样各种性能的变化情况。研究发现:硅酸酯类和无机-有机复合材料加固土体具有很好的耐水性,耐盐破坏能力,抗压强度也有提高,并且不影响土体的外观和透气性;PS材料加固土体后透气性和渗透性虽好,但耐水性能较差,加固强度低,而且容易泛白;有机硅改性丙烯酸和有机硅改性硅酸盐材料加固后土样强度适中,但透气性、耐盐性和耐水性较差。可以看出硅酸酯类和无机-有机复合材料加固南越国宫署土样的效果较好,建议可进入现场试验评估阶段。