土遗址加固保护概述

通过分析土遗址加固保护原则、主要病害成因、加固保护应用技术、加固材料等方面的发展状况,总结土遗址加固保护的科研成果和经验,为加快土遗址加固保护步伐提供建议。     

土工长丝锚杆加固土建筑遗址研究

土建筑遗址是古人留给我们的珍贵文化遗产,其破坏已十分严重。目前保护主要从化学和物理加固两方面考虑。与化学保护相比较,结构稳定性加固更是刻不容缓。结合新疆高昌故城土建筑遗址保护工程,将土工长丝这种新型锚杆应用于墙体加固,简要介绍了杆件材料的特点、性能和施工工艺,并对土坯墙体中的锚杆进行拉拔试验,从不同的影响因素上对锚杆承载力进行对比分析。试验结果表明,锚杆表面状态对锚固力的影响较大;锚杆的长度不宜太大,以0.8~1.5m为宜。对小型土建筑遗址墙体加固而言,土工长丝锚杆是一类优良的材料,具有技术先进、工艺新颖、施工方便、对文物本体破坏较小等特点,有广泛推广应用的价值。     

丙烯酸非水分散体对邛窑遗址土的加固试验研究

潮湿地区土遗址的加固是一个世界性的难题,为此,北京大学文博学院土遗址加固专家周双林教授研发了一种非水分散体的加固材料。但目前此加固剂的有效性还处于探索阶段,且其主要的试验研究多数限于中国西北地区,对中国西南潮湿地区土遗址的加固效果研究尚未发现有报道。为检验此加固剂对中国西南潮湿地区土遗址的加固效果,采用此加固剂对四川省成都市郊的邛窑遗址土样进行加固,研究了其颜色、重量、抗压强度、渗透速度、短期耐水性的变化,并与西北地区土遗址的相应试验进行对比研究。研究结果表明,周双林教授所研发的非水分散体土遗址加固材料对西南潮湿地区土遗址也有一定的加固和防水效果。     

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

将硅酸乙酯类加固材料的使用作为重点,对其在潮湿环境土遗址加固保护中的作用进行了分析,核心目的是通过加固技术的优化,提高硅酸乙酯类加固材料使用的价值性,满足土遗址保护的核心需求。     

经PS材料加固后遗址土体热传导性能的试验研究

 PS材料对西北干旱区土遗址具有良好的加固效果,能够大大提高遗址土体的力学强度和抗风蚀能力。为了探讨PS材料对土遗址土体热传导性能的影响作用,研制可测定土遗址土体热传导率的装置,使用新疆交河故城遗址现场的扰动土制做成土样,进行PS材料加固土样的热传导率测定试验及室内模型试验。结果表明,经PS材料加固后的土遗址土体具有热传导率减小的趋势,并且PS材料浓度越大,加固土体的热传导率越小。室内模型试验发现,当外界温度变化时,PS材料加固土体对温度变化的反应比未加固土体缓慢。这表明经PS材料加固后的土体,由于热传导率的降低,阻碍土体的热传导过程,具有能减缓温差所引起的物理风化作用,对研究西北干旱区土遗址的加固保护具有重要的意义。      

潮湿地区土遗址保护关键技术

潮湿环境下土遗址保护是一项针对性较强且相对复杂的工作,受地域环境、遗址结构特征等诸多因素的影响,尚无一套成熟、标准的保护技术及加固材料供借鉴.但干旱、半干旱地区土遗址的保护技术相对成熟,成功的案例也较多.结合具体保护工程,综合地下隔水墙和上部保护棚罩等工程措施,将潮湿环境转变为干燥环境后,再利用目前已有的干旱、半干旱地区土遗址保护工程经验进行保护.总结的施工经验可供类似项目借鉴.     

榆林明长城遗址保护加固室内试验研究

土遗址是人类宝贵的文化遗产,我国土遗址保护面临严峻的形势.本文以榆林明长城遗址土样为研究对象,以有机硅改性丙烯酸酯树脂为加固剂,通过试样加固前后无侧限抗压强度试验、湿化试验、耐盐腐蚀试验、自然状态下颜色观察试验以及在紫外线照射状态下颜色观察试验的分析,探讨了不同浓度加固剂加固前后试样的物理、力学以及水解性能等变化特征.试验表明,有机硅改性丙烯酸酯树脂对西北干旱地区土遗址是一种优良的加固材料.     

西北地区土建筑遗址的保护

我国的土遗址主要分布于西北地区,由于独特的自然条件,风蚀作用强烈、裂隙发育,遗址破坏严重。通过分析不同赋存环境中土遗址的地质病害,提出相应的保护加固措施,最后探讨了PS材料加固土遗址的机理,证明这是一种值得推广应用的有效材料。     

中国丝绸之路土遗址的病害及PS加固

 中国丝绸之路土遗址遗存种类多、类型全、赋存环境复杂,其主要病害按保存环境分为两类：露天土遗址,主要有风蚀、雨蚀和裂隙;室内土遗址,主要有污染、风化和裂隙。以吐鲁番交河故城为例,研究保护加固技术,通过对PS处理前后遗址土样的X–衍射分析、结晶度测定、扫描电镜和透射电镜等方法的分析测试,探讨PS加固土遗址的机制,提出以PS为加固材料,对土遗址防风蚀、雨蚀的化学加固方法;对裂隙和危土体提出锚固和裂隙灌浆联合使用的加固技术,尤其是楠竹加筋复合锚杆解决了大体量松软危土体的锚固问题;对掏蚀缺损部分提出夯补及土坯砌补等加固工艺和方法。这些加固措施,基本解决了干旱土遗址的主要问题,提出的加固措施具有较好的适用性和应用价值。     

SH-C浆液结石体的工程性质试验研究

由于高分子材料固化土结构稳定、耐久性好,且加固过程不会对土体产生负面影响,其在土遗址保护加固中已取得了初步的应用。新型水溶性高分子材料SH作为固化剂在固沙以及黄土改良处理上应用广泛,前人对其加固机理也进行了深入的研究。将SH溶液与遗址土按一定水土比拌合,并对SH-C浆液结石体进行物理、水理等工程性质试验,探讨SH作为遗址土灌浆加固材料的可行性。试验结果表明,SH-C结石体相比遗址土而言,颗粒粒径发生变化,主要为粘粒凝聚转化为粉粒;其界限含水率和塑性指数都有不同程度的增大;渗透性随着SH浓度增大而降低;结石体的收缩率很小,而水稳定性较强。基于SH固土机制,遗址土拌合SH后物理性质产生了一定变化,而其力学性质、水稳定性等方面有了改善,在土遗址灌浆中有很好的应用价值。     

硅丙乳液用于土遗址加固保护的研究及新配方

建筑涂料作为人们生活中的重要部分正蓬勃发展,其发展往往推动土遗址的加固保护。近年新型建筑涂料———硅丙乳液,以其优良耐候性、耐水性和保光透气等,得到大力发展和完善。本文从物质特性和加固机理两方面论证了硅丙乳液用于土遗址加固保护的可行性,工程试验同样验证了加固效果良好,为了进一步提高渗透深度,完善加固效果,提出用新的硅烷乳液作添加剂,以提高硅烷含量为基础的土遗址加固保护用硅丙乳液新配方。     

土遗址锚固用PS-(C+F)浆液性能与结石体耐久性室内试验

为科学揭示土遗址本体锚固用PS-(C+F)浆液的凝结固化特征和结石体的长期性能,针对标准稠度试验确定的最佳水灰比(0.39)的浆液,通过龄期强度、龄期含水率、龄期波速、收缩特性等试验,查明了浆液的凝结固化特征;通过温湿度循环、冻融循环、水稳定性、安定性和耐碱性等耐候性试验手段,研究了结石体的耐久性特征。试验结果表明,本浆液龄期强度满足施工工艺的需求,结石体在外观、密度、孔隙率、强度上和土体具有较好的兼容性,较低的收缩率保证了锚固界面的性能,结石体具有典型的弹脆性力学特征;结石体具有优良的耐久性,可以有效的抵御西北干旱半干旱区的气候,但在硫酸钠高含量遗址土体中不适用。研究证明,配合比为C∶F=1,PS∶(C+F)=0.39的PS-(C+F)浆液适宜于中国西北地区土遗址本体锚固,具有较强的兼容性和耐久性。     

Nondestructive testing and assessment of consolidation effects of earthen sites

Earthen sites are widely distributed throughout China,and most of them belong to archaeological sites with significant values,which not only directly witness the origin,formation and development of Chinese civilization,but also possess important values for conservation and exhibition.Many researches and practices on their conservation and consolidation have been carried out:however,the consolidation effect is mainly judged by visual observation and expert evaluation.Scientific assessment of conservation and consolidation effects is a challenging issue.Many instruments in other fields cannot be directly applied to the conservation of cultural relics due to their peculiarity.In order to assess the effects of field conservation experiments,this paper tries to understand the consolidation effects at Liangzhu site using nondestructive or micro-damage methods,including thermo-physical parameters testing,infrared thermal imaging,high-density microelectrode resistivity testing,portable microscope observation,and hydrophilic and hydrophobic testing,and thereby explores the practicable methods for evaluating the properties of consolidation materials for earthen sites treatment.     

烧料礓石改性遗址土裂隙注浆材料龄期性能试验研究

为探究土遗址裂隙注浆的适宜材料,选择烧料礓石与遗址土作为主要浆材。基于土遗址体力学强度及浆材流动性试验,确定3种不同浆液配比及水灰比。根据浆体在裂隙注浆工程中的实际工作条件,对浆液结石体进行室外土体掩埋养护,测试其龄期物理力学性质,观察显微结构。结果显示,结石体基本物理性质在养护前3 d受含水率影响显著,龄期3~8 d呈线性变化,龄期8~18 d为过渡阶段,龄期18 d后保持稳定;收缩率、波速、孔隙率、抗折强度和抗压强度随烧料礓石配比增加而增大,密度、渗透系数反之;结石体硬化过程具有初期水化反应提高强度快,后期碳化反应持续时间长,并且物理性质稳定的特点。SEM揭示钙质胶结在土颗粒间的存在形态,增强了骨架颗粒间的黏结力。EDS分析进一步显示随烧料礓石配比增加,结石体中钙元素和碳元素的含量逐渐增高。研究初步表明,烧料礓石改性遗址土适宜作为土遗址裂隙注浆材料。     

硅丙乳液加固土遗址的试验研究

用新型建筑材料-硅丙乳液加固榆林明长城和汉长安城两处遗址的试样,对加固试样的物理力学性能进行室内试验研究。结果表明硅丙乳液加固土体的无侧限抗压强度适当提高,耐水性能和耐盐腐蚀性能明显改善,可直接用于土遗址加固保护。     

上海广富林文化遗址“F12房址”保护搬迁设计与实施

上海广富林文化遗址“F12房址”是上海建筑考古的重要发现,因故需对其整体保护搬迁.严格按照文物保护的要求,如何对潮湿土文物遗址实施整体搬迁保护,国内外尚无相关可参照案例.因此,本文对小规模潮湿土遗址的整体保护搬迁进行了研究,特别是土遗址加固技术、搬迁技术、装运技术等,形成了成套搬迁技术,研究成果可为相关土遗址搬迁保护工程提供参考.     

基于SH加固材料的土遗址夯土试样室内滴渗试验研究

表面严重风化是中国西北干旱地区土遗址的主要病害之一。目前解决防风化问题的主要方法是通过研制的防风化加固材料进行工程加固和修复,然而防风化加固材料的研制尚无法满足实际工程的要求。系统研究了不同浓度SH滴渗夯土试样表面渗透半径和渗透速率的分布变化规律,及渗透加固后试样波速和崩解性的变化。试验结果表明,单孔最优注浆量为30~40 m L,此时滴渗时间约为300 min,最终表面渗透半径为3~4 cm。渗透后试样波速升高,抗崩解性能明显提高,以1.0%SH渗透后最为明显。