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?C,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。     

表土结皮形成影响因素述评

西北干旱半干旱地区,表土结皮普遍发育,其形成受诸多因素影响。土壤质地是影响表土结皮形成的最重要因素。此外,团聚体稳定性、表面粗糙度、矿物质和交换性离子浓度、降雨历时、降雨强度、前期含水量、湿润速度等因素同样对结皮的形成具有重要影响。结皮的形成可以简要归纳为两个主要过程,一是团聚体的分散,二是分散后的粘粒阻塞土壤孔隙。因此团聚体稳定性和粘粒含量是影响表土结皮形成的关键。研究发现,土壤中粘粒含量为20%～30%时,极易形成结皮,当粘粒含量超过40%时,团聚体变得较为稳定,结皮形成受到一定抑制。此外,土壤中如果富含蒙脱石矿物,或者土壤溶液具有较低的交换性钠离子和电解质浓度,则表土结皮易于形成。前期含水量和湿润速度对结皮形成也同样具有重要影响。试验表明,粘粒含量较高的试样在较低的前期含水量情况下更容易形成结皮,因为稳定性较高的团聚体在干燥条件下更容易因迅速湿润而崩解。湿润速度对表土结皮的影响作用随着粘粒含量的增加而增大,但在土壤结构不稳定条件下,其影响作用受到很大限制。影响结皮形成的各因素并不是孤立的,它们之间互相作用、互相影响,这给定量研究和分析结皮形成敏感性带来很大难度,如何对各影响因子的临界值进行确定以及定量研...     

土建筑遗址表面结皮形成与剥离机制研究

以交河故城土遗址为原型,通过现场调查、取样和室内试验,研究了土建筑表面结皮的物理化学性质,提出了土质墙体表面结皮的形成与剥离机制。粒度分析、粉晶X射线衍射分析、易溶盐离子色谱分析表明,与下伏母墙相比,结皮层粒度偏细,易溶盐含量偏低;红外摄像测温显示,结皮层升温、降温幅度更大。研究认为,土建筑遗址结皮层的形成是墙面土体局部饱和崩解、泥浆蠕移干燥的结果,其形成初期对抵抗土遗址风化起到一定的保护作用,但随后在剧烈的热胀冷缩作用及风蚀作用影响下发生剥离和脱落,反而加速土遗址的劣化进程。