龙游石窟砂岩风化特征研究

风化是龙游石窟保护和向游人开放参观时所面临的主要病害和急待解决的问题。在对浙江省龙游石窟砂岩岩矿分析、泥质胶结物中黏土矿物和地表、洞室渗水分析研究的基础上,模拟石窟客观环境条件,对石窟砂岩在盐溶液中反复浸泡,进行加速风化试验。其试验研究方法是,设置NaCl,Na2SO4饱和溶液和蒸馏水作为对比试验的浸泡液,将石窟砂岩试样在浸泡液中进行反复浸泡–干燥循环试验,每次试样干燥后测定其弹性波速。试验研究表明:Na2SO4,NaCl等可溶盐的参与,大大加速砂岩的风化速度;在洞室的渗水中所含SO 42?,C l?等离子的浓度越高,加速砂岩风化速度的作用越明显;SO 24?较C l?加速砂岩风化的作用更大。

高密度电阻率法在敦煌莫高窟水汽调查中的初步应用

敦煌莫高窟壁画受自身材质和自然环境等的影响,产生起甲、酥碱、空鼓、壁画大面积脱落等多种病害,多项研究已经证明,这些病害主要是由水盐运移导致的,而水汽是激活和导致盐分运移的主要因素。我们使用高密度电阻率法对石窟围岩状况、莫高窟窟前林带区和崖顶降水入渗前后进行了现场测定,结果表明:(1)莫高窟后部崖体从表面到深度100m的地层不存在自由水;(2)莫高窟窟前林带灌溉水通过表层堆积物向崖面渗透,使洞窟岩体内的水汽含量增高,有激活盐分的可能;(3)少量的降水依然能以较慢的速度通过渗透性较好的地层或崖体裂隙渗透到洞窟的顶部,激活岩体和地仗内的盐分,导致壁画病害的发生。

龙游石窟砂岩的泥质胶结物研究

本文通过对浙江龙游石窟砂岩的岩矿鉴定,砂岩泥质胶结物质的X-衍射定性及定量分析、扫描电镜观察、差热分析,以了解砂岩的泥质胶结特征,为石窟风化研究和保护加固研究提供科学依据。

龙游石窟岩面水岩作用研究

在龙游石窟砂岩胶结物的粘土矿物类型及特性研究的基础上,对窟内的积水、洞室顶部的裂隙渗水、地表水及衢江水等水样进行化学分析,结果表明石窟砂岩的矿物组成及构造,决定了洞室渗水的水质,是造成水质不同的主要原因。对石窟洞室砂岩试样分别浸沉在上述水及蒸馏水中,并定期对浸沉水样进行化学分析,研究了石窟砂岩与水的相互作用机理,结果表明:由大气降水入渗而形成的渗透水对石窟的影响主要是渗透过程中发生的水化、溶脱、氧化等反应,从而导致洞室砂岩的矿物组成及构造产生变化,同时也直接影响了渗透水的水质。因此,粘土矿物与水之间有着相互制约,相互影响的作用,但是岩石中所含粘土矿物特性是使砂岩发生风化的主要原因。

龙游石窟地质环境及病害的初步调查

本文主要对浙江龙游石窟的地质环境、岩石特征以及裂隙发育、岩体坍塌、岩面片状剥离、风化、雨水和窟顶植被对岩石造成的风化等地质病害进行了初步调查 ,同时对岩石进行了偏光显微镜岩矿鉴定和对砂岩胶结泥质进行了X射线衍射分析和扫描电镜分析 ,为石窟的保护加固提供了理论基础。

龙游石窟砂岩的水稳定性研究

通过对龙游石窟砂岩胶结泥质中粘土矿物—蒙脱石的性质和结构特征;岩石中各类矿物在水中溶解度的变化;岩体与水反应的表面积,即岩石的孔隙率;与其相作用的水的化学性质,特别是水的pH值变化等方面的测试研究,证明被淹没在水下的石窟砂岩洞室相对较稳定。但洞室的水被抽干后,由于水环境的突变以及随后环境湿度的频繁变化,大大加速了洞室的风化。

龙游石窟的环境特征

通过对龙游石窟地表水、洞室渗水和洞室集水的调查与水质分析,影响水质的窟区生长植物等环境因素的调查研究、洞室渗水和集水与石窟岩体中各类矿物相作用的测试研究,以探讨石窟特殊水环境对石窟风化的影响。