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。     

南京六朝建康都城城墙夯土遗址锚杆加固技术研究

为了对南京六朝建康都城城墙夯土遗址进行科学保护,确保遗址展示面的结构安全,首先通过ANSYS有限元模拟对城墙夯土遗址的现状及锚杆加固后的结构性能进行研究,分析包括锚杆长度、锚杆角度、锚杆弹模、锚杆直径、边坡坡度、锚杆间距、土体含水率等参数对遗址安全性的影响,得出不同参数变化下的夯土遗址结构的安全系数,给出了适合夯土遗址锚杆加固的优选技术参数。为了验证理论计算的准确性以及锚杆和灌浆材料施工的可行性,进行了锚杆和灌浆材料的拉拔试验。最后,结合理论分析和试验研究结果,提出了采用不锈钢锚杆和改性泥浆灌浆的方法进行遗址锚杆加固的设计方案。该城墙夯土遗址锚杆加固技术研究的成功,可为类似文物保护设计分析提供参考。     

金沙遗址博物馆大气污染特征研究

为全面了解金沙遗址博物馆遗址区空气污染特征及污染物来源,在2019年秋季对遗址保护厅内外大气中细颗粒物(PM_2.5)和挥发性有机物(VOCs)进行了观测,并对各自化学组分进行了全面分析。结果发现:金沙遗址博物馆遗址保护厅内外PM_2.5污染严重,平均质量浓度分别为77.0μg/m³和94.6μg/m³;受人为影响程度的不同,室内昼夜差异明显强于室外。室外的OM、NO₃^-和SO₄^2-浓度高于室内,而室内的NH+4和典型的地壳元素(K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺)浓度高于室外;受化学组成的影响,室内外PM_2.5分别呈碱性和酸性。地壳元素在整体元素中占据绝对主导,室内外占比分别可达82.8%和84.4%。通过富集因子分析得知Cu(室外)、Ag、Cd、Sb元素均达到了重度富集。室内外VOCs浓度几乎相同,分别为81.2×10^-9和81.3×10^-9,其中烷烃的贡献比例最高,分别为44%和46%;源自机动车、工业溶剂涂料使用、燃油挥发及生物质燃烧等人为源的VOCs物质在室外的浓度要明显高于室内。这些研究结果对于金沙遗址博物馆遗址区空气质量的全面了解、土遗址及其中文物的高质量保存和提供优质的参观环境具有重要意义。     

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。     

室内土遗址气-液相变补水的可行性研究——以杭州萧山跨湖桥遗址博物馆为例

土遗址保护具有很大难度,其中土体中水分的单向迁移和蒸发是室内土遗址产生各种病害的重要原因,实践表明保存原状或采用各种化学材料进行加固都很难预防。利用人工\"气-液相相变补水\"的原理,在不改变土遗址原状的条件下,控制和维持室内土遗址水分的平衡,以达到稳定土中盐分、防止土体开裂和粉化的目标,这可能成为一种室内土遗址保护的新技术。为此,以杭州萧山跨湖桥遗址博物馆为例,进行了一系列研究工作,包括:实验室气-液相变补水小试验、建立水汽冷凝速率方程、开展室内土遗址现场补水实验等。初步探索了各种控制条件对补水速率的影响,验证了气-液相变补水的可行性与效果,为未来更大规模试验提供了基本方法。     

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。     

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。     

机械切割在土遗址搬迁保护中的应用研究

传统的人工掏挖装箱搬运分块过多,为尽量减少对土遗址本体的干预,本研究提出了采用机械切割方式对土遗址进行分块的方法。以上海广富林文化遗址\"F12房址\"搬迁保护工程为背景,设计了机械切割设备,试验初探了机械切割在土遗址搬迁保护中的应用,对水平切割速度、牵引力及设备等关键技术进行了针对性研究,并改进机械切割方案,成功应用于房址整体搬迁保护工程。研究表明:机械切割技术可应用于土遗址搬迁保护,有效减少分块数日,降低搬迁作业对遗址的损伤,可为相似的文物保护工程提供有益借鉴。     

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。     

硅酸乙酯类加固材料在潮湿环境土遗址加固保护中的应用研究

潮湿环境土遗址因含水率高、成分及所处环境复杂等特点,是文物保护工作中最难保护的文物之一,深入开展加固保护材料适用性及优化组合研究对于潮湿环境土遗址保护具有现实意义。以上海广富林文化遗址\"F12房址\"为对象,选取硅酸乙酯类加固材料Remmers SAE 300和SAE 300E,对其不同比例配合下的加固效果进行试验研究。通过表观形貌、渗透性、强度及抗水崩解性等指标分析,结果表明不同比例配合下的加固效果虽存在一定差异,但均能有效提高土体抗粉化能力和抑制霉菌生长,且当含水率较低时,加固作用将显著提高土体无侧向抗压强度和抗剪强度。研究结果对综合评定硅酸乙酯类加固材料在潮湿环境土遗址加固保护中的应用性有参考价值。