PS材料模数、浓度对干旱区土建筑遗址加固效果的影响

PS材料对干旱区古遗址防风化加固具有良好的加固效果。20a的试验研究和现场加固表明,PS材料模数、浓度对加固效果的影响比较显著。通过试验分析表明:PS材料加固土的强度普遍提高,加固土强度随浓度的增加而递增,随PS材料模数的增大而递减;随着PS材料浓度的增大,加固土的抗风蚀、雨蚀能力显著提高,随模数的增大而有所降低;加固土的抗冻融能力显著提高,利于遗址在寒旱环境中保存,模数和浓度对加固土的耐冻性贡献均较大,以模数3.84、浓度5%时抗冻融性能最优;经PS材料加固后土密度及孔隙率变化不大,说明了土体经PS材料加固后仍具有良好的透气、透水性。综合考虑PS材料模数、浓度对加固效果的作用,优选加固液浓度为5%、模数为3.84。

干旱区土建筑遗址冻融耐久性研究

在我国的西北地区,强烈冻融、风蚀等对性质脆弱的土建筑遗址安全构成极大威胁。研究了冻融循环对土遗址耐久性的影响。选择新疆交河故城原状生土试样和重塑土试样进行了冻融循环试验,监测冻融过程中的质量变化,并在冻融循环结束后进行了风洞试验和强度试验。冻融试验结果表明,在试样初始含水率较低的情况下,前5个冻融循环,试样经历了一个质量增大的过程;在随后的冻融过程中伴随着冻干和吸湿,原状试样质量的整体趋势是减小的,重塑样质量的变化趋势维持水平。随冻融循环次数增大,原状试样的微结构出现损伤,强度减小,风蚀量增大,即耐久性持续变差。相反,冻融循环初期,重塑样的强度有所增大,风蚀量减小,耐久性得到了提高;随着冻融循环的增加,重塑样的强度开始下降。重塑试样由于重塑过程中其结构受到破坏,强度弱化,冻融循环引起重塑土的"陈化",愈合了土体的结构,但随着冻融进行,矿物颗粒的微结构损伤不断增大,试样的耐久性降低。

夯土建筑遗址表面温度变化特征及预报模型

在国内首次把红外热像仪应用于交河故城土遗址保护中,解决了土遗址表面温度测量的难题。通过对夯土建筑遗址墙体表面温度的监测,得出墙体表面温度随时间、空间的分布及变化规律。监测结果显示,太阳辐射、墙体朝向、风化程度等是影响土遗址墙体表面温度的重要因素。监测期间墙体的最高日温差达35℃,若在极端条件下则会更高,剧烈的温度变化减弱了土体强度,加剧了土遗址的劣化。在上述分析的基础上,利用回归拟合的方法,建立了夯土建筑遗址表面温度预报模型,通过气温即可计算出土遗址墙体表面的日温差,为土遗址的水热研究、盐分运移研究及其他相关研究提供数据支持。

干旱地区土建筑遗址加固保护试验

结合新疆高昌故城加固保护工程,采用有机硅改性丙烯酸树脂乳液,以高昌故城遗址土体试样为加固对象,对试样进行化学成分和易溶盐分析,并进行加固液渗透深度、透气性、耐盐腐蚀、无侧限抗压强度、耐冻融、抗风蚀和电镜扫描分析试验。研究结果表明,有机硅改性丙烯酸树脂乳液对土体有很好的加固效果,使土体具有很好的耐水性、抗冻融能力,耐盐破坏和抗风蚀能力也有明显提高,且不影响土体的外观和透气性;无侧限抗压强度提高有限,不会在土体表面形成硬壳,避免土体内外强度相差较大而剥落。对于西北干旱地区而言,有机硅改性丙烯酸树脂乳液是一类优良的土建筑遗址防风化加固保护材料。

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。

西北地区石窟与土建筑遗址保护研究的现状与任务

我国西北干旱地区遗存的古代建筑遗址分为两大类,一类是石窟寺,另一大类是土建筑遗址。本文阐述了中国西北干旱区石窟与土建筑遗址的病害、赋存环境、保存现状、研究进展、保护中存在的主要科学技术问题,对今后西北地区石窟与土遗址保护研究的重点问题进行了归纳和总结。最后提出应积极开展国内外相关大学和科研机构的大联合,多学科、多领域进行文物保护科技攻关,大力培养高水平文物保护科技人才,开创西北地区石窟与土建筑遗址保护科学研究和保护实践的新局面。

西北干旱区土建筑遗址加固概述

西北干旱区土建筑遗址很多 ,有些还是世界文化遗产。由于风蚀风化作用强烈 ,西北干旱区大批的土建筑遗址已破坏严重 ,因而开展土建遗址加固研究十分必要。钾水玻璃 (PS)是一种水溶性的无机胶结加固材料 ,本文全面详尽地总结了PS加固土建筑遗址技术 ,就加固机理作了初步探讨。认识到PS是西北干旱地区土遗址加固的一种有效方法 ,可达到较理想的加固效果。

基于IDA方法的交河故城金刚宝座式塔土建筑遗址地震易损性分析

增量动力分析(IDA)作为动力形式的静力推覆法,被广泛应用于建筑结构的抗震能力分析和性能评估中,但其在土建筑遗址地震易损性分析中的应用甚少。基于IDA方法尝试对交河故城塔林区金刚宝座式塔土建筑遗址进行在地震作用下的易损性和抗震能力分析,以谱加速度Sa(T1,5%)作为地震动强度指标,最大层间位移角θmax作为结构损伤指标进行IDA分析,得到土建筑遗址在一系列调幅地震动作用下的IDA曲线、地震需求概率模型和易损性曲线,计算出模型的倒塌率和CMR值。通过以上分析得出金刚宝座式塔的易损性和抗震能力,为今后土建筑遗址抗震保护提供理论基础和分析思路。

夯筑遗址加固中楠竹锚杆应力分布变化规律研究

针对西北地区夯筑土遗址楠竹锚固体系,本文在对锚固体中杆体、土体和注浆体的材料性能试验基础上,研究荷载、锚固长度、锚杆直径、孔径、注浆体配比、碳纤维加肋和倾角等因素对楠竹锚杆锚固性能及应力分布规律的影响,同时对荷载、锚固长度和锚杆直径变化状况下的应力分布特征进行数值模拟分析。结果表明:锚杆受力过程中,应力沿杆体分布不均匀;随着锚固长度的增加,应力分布趋于均匀化,而应力峰值沿锚固深度向底端扩展的速度较慢;随着杆体直径和孔径的增加,锚固体应力趋于均匀化,使锚固系统更趋合理化;注浆体强度对应力分布的影响反之;碳纤维加肋可有效提高锚杆的抗劈裂性及锚固力,但会使应力分布更集中化;锚杆布置角度以10°为宜。采用接触单元,模拟杆体与注浆体、注浆体与土体界面间的黏结、咬合效应,不同工况下应力的分布规律、极值大小等参数均与原位试验结果吻合度较好,后期计算分析与研究可予以借鉴。

土工长丝锚固理论与试验研究

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.基于全长粘结式锚杆的Mindlin解,对其抗拔力进行了理论分析,推导出抗拔承载力计算公式,通过现场试验,对理论分析结果进行了验证,并就影响锚杆抗拔承载力的因素及其破坏模式进行探讨.试验结果表明,土工长丝锚杆可以满足土建筑遗址墙体加固的要求;通过加肋改变锚杆表面状态对锚固力的提高非常显著.

夯筑土体风蚀损化效应及加固保护试验研究

在我国西北干旱地区,由于干燥、风沙等自然环境因素的作用,风蚀损化是土建筑遗址破坏的主要因素之一.基于新疆吐鲁番高昌故城遗址保护工程的现场勘察与试验结果,针对典型的风蚀病害,分析了土体风蚀损化的演变机理,在土体物理、化学等材性试验的基础上,设计了针对夯土墙体的风洞、电镜微结构分析试验.研究结果表明,对于高昌故城夯土材料,SiO_2含量占到58.31%,土体间粘性介质相对较少,另外,Cl^-、Na^+、Ca^(2+)离子的含量较多,盐分在地下毛细水和包气带水上移、雨水冲刷下移等因素作用下迁徙也会加剧土体的风蚀损化效应;以有机硅改性丙烯酸乳液喷涂渗透加固土样,通过风洞、微结构观测试验,携沙风中沙粒的磨损效应是遗址风蚀损化的主要原因,通过风的类型、风速、吹蚀时间以及加固土样与原状土样风蚀前后微结构特征参数等因素的对比,可见采取土体表层喷涂加固的方式可有效降低风蚀损化效应的进程.

丝绸之路古遗址保护

保存在我国西北的古遗址主要有两大类，一大类是石窟寺，另一大类是土建筑遗址。

全长粘结型锚杆锚固性能研究

利用全长粘结型锚杆的Mindlin解,对锚固体的应力分布及抗拔力进行了理论分析,导出了抗拔承载力计算式,并结合新疆高昌故城土建筑遗址保护工程,就影响锚固体应力分布及锚固力的因素进行了探讨。结果表明,锚固体应力不能均匀地分布在锚固长度上,随着荷载的增加,应力分布区域变化不大;锚固长度存在临界值,超过该值时增加锚固长度对锚固力的影响甚微;锚杆直径越粗,锚固体上的剪应力分布越均匀,但工程选用时应结合岩土体特性。研究结果可为全长粘结型锚杆加固小型土体的设计理论和施工应用提供一定的数据储备和理论支持。

高昌故城遗址构筑技法及土体特性研究

高昌故城是我国西北干旱地区保存最完整、规模最宏伟的土建筑遗址之一,也是我国甚至世界土建筑遗址的典型代表。经过大量调查,对现存遗址的构筑技法进行了总结与分析,通过现场取样,对土体内部组成、离子含量及力学特性等方面进行了实验研究,研究结果可为后期保护提供一定的数据资料及保护依据,为我国西北干旱地区土遗址保护积累经验。

濒危土遗址的救星神奇的PS材料

遗址是历史上遗存下的人类生活、活动的场地(或称场所)。我国现存的遗址主要有两大类型，即一类是石窟寺院：另一类是古代建筑土遗址，也就是古代建筑被毁后遗留下的土建筑部分。