环境对交河故城破坏机理研究

交河故城遗址在自然和人为环境的影响下,已经遭受了严重的破坏,交河故城的环境主要特点是风沙大,温差大,土体耐崩解性差,矿物成分的耐风化、热膨胀系数有差异,位于新构造活动带.它的主要病害有风蚀、雨蚀、裂隙、崩塌等,交河故城的破坏主要是这些因素的综合作用.通过对交河故城赋存环境和病害的调查,分析它的赋存环境因素对土遗址的作用机理,认为风是交河故城破坏的主要外动力,风蚀病害是交河故城的最主要病害,风参与了所有的破坏活动;温差变化大、雨蚀、地质构造和地震是它破坏的因素之一.温度变化引起土体内水分含量的变化是表层土体风化的主要因素;土体中可溶盐、方解石、长石含量高,是它抵抗破坏性能差的主要内因;同时,建议可用PS材料对它进行保护加固.     

PS加固不同含水率遗址土体的特性研究

PS对干旱区土遗址防风化处理具有良好的加固效果,多年的试验研究和现场施工表明,遗址土体含水条件对PS渗透加固有显著的影响.PS加固土遗址有一定的含水适应范围,3%～9%含水率范围内为最优加固条件,且在3%～9%含水率范围内加固效果适应性呈略偏向于3%含水率条件的抛物线形式.本文通过对吐鲁番地区交河故城遗址土以水、3%PS、7%PS溶液拌制制备的试样,在不同含水率条件,对分别采用模数3.85、浓度5%的PS溶液渗透加固1至3遍,观察试样渗透过程中的形态变化,并测试渗透量、渗透速度、声波曲线、破坏强度;同时分析微观结构的变化,进一步研究PS溶液对不同含水率条件下遗址土体的渗透特性及加固效果,探索不同自然含水条件下,PS溶液渗透加固土遗址的强度特点及适应性.     

交河故城台地土体结构面的面波探测方法初步研究

交河故城台地边缘向内20m的范围内,结构面大量发育,严重切割台地土体,已成为危害交河故城台地稳定性的首要隐患.因此,掌握结构面在空间上的发育特征,成为研究台地土体破坏机理和科学保护加固的关键;由于台地土体属于文物的范畴,结构面在空间的发育特征无法采取常规有损的探测手段,本文利用面波探测方法对结构面在空间上的发育特征进行了初步研究,试验结果表明,多瞬道面波技术可以较为准确地判别出裂隙的长度、张开度和空间延展形态,从而为交河故城抢险加固工程提供了科学的依据.     

交河故城东北佛寺墙体裂隙发育程度反演研究

裂隙发育是西北干旱、半干旱地区土遗址的主要病害,如何较为精确地了解裂隙发育程度成为土遗址加固工程设计中的难题.本文通过交河故城东北佛寺裂隙加固工程中的工程量反演遗址体的裂隙发育程度,从而为交河故城其他类似土遗址建筑的加固设计提供思路.经研究,交河故城东北佛寺墙体总裂隙体积率大约为4.4%.裂隙发育程度与墙体的规模有如下大致的规律:墙体规模越大,裂隙体积相应大,裂隙体积率相应小.从墙体的长高比、长厚比、高厚比去研究墙体的裂隙发育程度规律是可行的.     

交河故城41-3亚区崖体裂隙注浆研究

在对交河故城41-3亚区崖体裂隙发育特征、裂隙参数、裂隙类型以及形成机制进行分类的基础上,我们对交河故城41-3亚区崖体裂隙注浆技术和施工工艺进行了初步研究.研究表明利用新型复合材料PS-(C+F)对土遗址裂隙注浆加固,是行之有效的保护方法.这一成果对于我国土遗址的保护加固工作,具有重要的意义.     

综合变形监测方法在新疆交河故城崖体加固中的应用

本文通过对首次应用于古遗址加固工程领域内的综合变形监测方法以及在交河加固工程的应用实例的介绍,说明简易观测桩、半自动和全自动监测设备综合使用的变形监测方法能够从监测设备方面为古遗址文物和加固人员的安全提供保障.并通过全自动变形监测结果比较可知:经过加固后的危崖体明显趋于稳定,目前交河故城危崖体的加固方法是有效可行的;温度的频繁波动是导致交河故城台地崖边裂隙发育的主要原因之一.     

交河故城濒危崖体36区水平位移变化特征

交河故城四周发育有大量濒危的崖体,掌握崖体的动态定量信息对于了解崖体的状态具有重要的意义,进而为崖体科学合理的加固设计提供基础信息.本文通过对崖体36区在天然条件下水平位移和上部土体温度的监测,分析了该区内不同破坏类型、规模和机制的濒危崖体的水平位移变化特征.结果表明濒临崖体的差异性决定了水平位移变化的差异性,但是所有的水平位移变化与自然条件下土体温度的变化具有极强的相关性.研究结论为交河故城崖体后续加固工程提供了重要信息.     

交河故城的主要病害分析

通过实际调查,系统地分析了交河故城的病害特征,认为交河故城的主要病害有风蚀、雨蚀、根部酥碱、裂隙密布和坍塌,它的病害是各种因素综合作用的结果,各种因素互相促进、共同作用;风蚀、雨蚀和裂隙是交河故城最严重的、分布最广的病害,坍塌则是交河故城最危险的病害,它直接影响遗址的安全,应该首先进行加固处理.     

干旱区PS加固土建筑遗址风化耐久性现场试验研究

风化是土建筑遗址最为常见和影响严重的病害之一,目前关于土遗址风化耐久性研究多为室内、现场模拟试验.为了探求PS材料(高模数的硅酸钾溶液)加固土遗址的实际风化耐久性效果,在新疆米兰遗址现场进行了实体试验,使用模数为3.7浓度为3％、5％、7％的PS溶液对试验区进行加固,然后利用扫描电镜分析其微观结构,利用红外热成像仪测量温度敏感性,并进行现场风蚀和雨蚀试验.试验表明,PS材料可有效提高土建筑遗址表面抗风化能力.     

PS与土遗址作用机理的初步探讨

PS　作为一种新型的无机加固材料 ,应用于土遗址的保护 ,可大大提高土遗址的力学强度和抗风蚀能力 ,本文通过XRD、SEM、TEM等现代分析手段研究了PS与土遗址间的作用机理。实验证明 ,经PS加固后的土遗址中粘土矿物的结晶度有所降低、改变了粘土矿物本身的微观结构 ,形成了一种非晶态的硅铝酸盐凝胶体 ,这种结构增加了土遗址的力学强度和抗风蚀能力 ,对土遗址的保护具有良好作用。     

土遗址加固保护工程资料应用与管理——新疆交河故城抢险加固工程

本文结合土遗址加固工程的特点,在已有技术资料的基础上,以交河故城抢险加固工程为例,通过一年多的工程实践和应用,逐步形成一套相对规范、科学、系统的以现场记录、检验记录为一体的资料格式及阶段性动态资料管理体系.     

交河古城土建筑遗址的加固试验

交河古城土建筑遗址的加固试验李最雄王旭东田琳古代土建筑遗址的加固研究，是国家文物局“八五”期间的重大研究课题。在完成实验室内的研究工作后，我们决定把交河古城遗址作为典型的露天土建筑遗址，进行重点现场加固试验研究。现将现场加固试验研究做一总结。一、概况...     

楠竹加筋复合锚杆成孔工艺研究

锚杆成孔工艺直接影响锚孔的成孔质量及锚固质量,很大程度上决定了锚固工程的加固效果.本文首先介绍了研究试验区工程地质环境,然后结合交河故城崖体锚固加固工程进行现有成孔工艺的总结、统计、优化,包括开孔、钻进、出渣以及成孔时间、速度等,提出了施工过程中所遇问题的相应处理措施.研究表明,锚固对象的地层岩性、裂隙发育特征、含水量、土体破碎及危险程度等因子直接影响着成孔工艺.其中,成孔速度与土体含水率、土的类型及土体危险程度有很大的关系,成孔时应对风压、冲击器进行适当调整以满足安全的需要.最后,简要说明了成孔后安设锚杆、封孔作旧等后续工作此项研究成果为优化成孔工艺提供了依据.     

应用PS—C加固风化砂岩石雕的研究

本文是应用PS—C加固风化砂岩石雕专题研究的总结,主要论述了PS的制备方法及其主要性能、砂岩胶结泥质(C)和高模数硅酸钾水溶液(PS)作用机理、PS—C的主要物理化学性能试验、PS渗透性能测试、PS喷涂渗固后物理力学性能试验、PS渗透加固工艺、PS现场试验。初步寻找到了用无机材料渗透加固风化砂岩石雕的新途径。     

CFG桩复合地基桩土荷载分担比的试验研究

桩土荷载分担比是反映复合地基力学性状的重要参数。本文利用国内大型三维大型模型试验台——中国矿业大学(北京)城市地下工程相似模拟试验系统进行了8组模型试验。试验分析了荷载、桩长、褥垫层厚度、加固区土体模量对桩土荷载分担比的影响,并根据试验数据经线性回归得到桩荷载分担比的经验公式。该公式与实际工程检测数据相比较达到较高的精度,可以直接应用于工程设计。     

土遗址加固保护中色差和透气性测试之评价研究

在土遗址加固保护中,对土遗址加固前后颜色变化(又称色差)和透气性的测试是衡量加固材料加固效果优劣的两个核心因素,同时也是建立土遗址加固评价体系中的两项关键技术指标,两者缺一不可.按照颜色科学领域中国际照明委员会GIELAB标准色度表色系统对色差的评价体系和利用国内外材料科学中对透气性的压差法中的重量测试法,对国内外现有的、常用的几种土遗址加固材料和正在研究中的加固材料进行了加固前后色差和透气性的系统测试,客观地对几种加固材料加固前后颜色变化大小和透气性的优劣作出了初步评价,也为建立土遗址加固的色差和透气性评价体系打下初步基础.     

高昌故城城墙保护加固研究

城墙遗址是高昌故城的重要组成部分,在整个高昌故城的空间格局中有着不可代替的作用和地位,有重要的历史、科学和艺术价值。由于自然因素和人类活动的破坏,现存城墙普遍存在根部掏蚀凹陷、墙体坍塌、裂缝、风化剥落等病害。2005年,丝绸之路(新疆段)大遗址保护项目启动以来,对高昌故城的西城墙、南城墙、部分内城墙进行了保护加固。从工程实际效果看,城墙遗址得到了较好的保护,然而尚存不少问题和有待提高的地方。本文利用ANSYS有限元模拟计算软件模拟计算加固前后的应力及位移状态,结合前几期保护加固措施,在对其进行效果评估基础上,对保护措施和施工工艺进行优化,以期对新疆地区的土遗址加固提供参考。     

莫高窟崖顶强风化层PS花管注浆加固试验研究

敦煌莫高窟崖体顶部及陡坎地带表层松散的风化堆积物,在大风条件下极易发生滚石和流砂,威胁着游人和洞窟的安全.针对以往的加固保护措施,本研究提出了PS花管注浆加固新工艺,即利用打入风化堆积层的花管将PS浆液引入一定的深度固化,形成固化柱,再对表面喷洒PS,使注浆形成的固化柱与表面加固层连成一体.现场试验表明,除花管管径外,PS溶液浓度、堆积物组分以及含水量均对PS固化半径产生重要的影响.固化半径随着PS溶液浓度增大而减小,但是在较低含水量情况下,固化半径却随着堆积物中细颗粒含量的增大而显著增大.声波测试结果表明,经过PS固化后,地层波速增大20～70%,形成的固化体强度明显增大.试验证明,PS花管注浆形成的固化柱能将表面防风化加固层连成一体,将会提高莫高窟强风化地层的加固效果.     

荆门獾子冢搬迁车马土体分析研究

本研究采用SEM-EDS和XRD分析方法,对獾子冢搬迁车马土体土样进行分类定性,对土样的元素成分、黏粒矿物组成进行分析.针对车马土体最典型的裂纹病害,对土样进行物理力学性质分析和试验,特别是进行了不同初始含水量下土样的失水收缩模拟实验,对土壤的线收缩率的变化进行了对比研究.此外对土样易溶盐、酸碱度、有机质含量也进行了测试.试验研究不仅可以为后续修复工作的科学实施和保存展示的顺利展开奠定基础,也为探讨比较规范的土质类文物的分析方法和试验方案提供了案例借鉴.     

CFRP网格加固受损盾构隧道模型试验研究（英文）

对碳纤维增强树脂(CFRP)网格加固受损缩尺盾构隧道模型的有效性进行了试验研究.首先,对CFRP网格与混凝土表面采用不同粘结材料和表面处理方式时的粘结性能进行了研究.采用最有效的锚固方式对随后的缩尺隧道进行了加固.研究结果表明,采用环氧结构胶作为粘结材料时,粘结试验均表现为网格材料破坏,粘结锚固性能最优;而采用聚合物砂浆锚固时,表面锚栓锚固处理和表面开槽处理均能提高粘结性能,破坏模式为聚合物砂浆剥落的滑移破坏.受损隧道模型采用CFRP网格加固后,刚度和承载力都得到了明显提升.此外,FBG的测试结果表明,加固后的隧道环缝应变减小,隧道整体性能得到提升.