晋阳大佛边坡岩体风化分级研究

洞窟、造像等大型石质文物大多开凿在露天岩体崖壁上,风化病害是这类石质文物的主要病害之一,已经影响到了文物的传承。因此,开展石质文物风化分级的研究对于制定相应的保护措施具有重要的现实意义。目前,对石质文物风化的形态、机理、影响因素的研究较多,也取得了一些成果,但大多是依据对文物外观和岩体的某项指标进行风化分级,缺乏全面性。本文从岩体外观、岩体结构和岩体物理力学性质三方面出发建立了石质文物风化分级的指标体系,通过结合前人的研究成果并进行现场的实验研究,建立了风化等级的分级标准,将层次分析法与模糊数学理论结合起来,提出了一套兼顾岩体文物特性和工程特性的石质文物岩体风化分级方法。论文进一步将这套方法应用于太原晋阳大佛岩体风化分级研究,对于大佛边坡岩体的风化程度进行了评判,为大佛的重修提供了重要的依据。     

成都金堂李家梁子M23号墓石棺构件矿物组成及风化机理研究

成都金堂李家梁子M23号墓出土的汉朝石棺存在表面粉化、剥落等病害现象,急需保护修复。现场调查表明,该石质文物风化病害主要表现为裂隙状风化、页片状风化、粒状风化、粉末状风化等。本文借助X射线衍射(XRD)、偏光显微镜、扫描电镜等对金堂石质文物进行了微观成分及结构分析。结果表明,文物材质为红色砂岩,其碎屑物主要为石英、钠长石、岩屑和少量云母,胶结物以钙质为主,含少量的炭质及泥质。该砂岩产生风化病害的主要原因是钙质胶结物的溶解流失及泥质胶结物遇水的崩解,同时还受岩屑、长石类碎屑风化蚀变的影响。该研究可为石棺的后期保护修复工作提供基础科学数据。     

微电极高密度电法探测在文物保护中的应用研究

高密度电法探测是一种分辨率较高的物探方法,这里结合石质文物表层劣化程度检测及石窟渗水构造探测研究,介绍了微电极高密度电法探测系统的精细成像原理及物理模型试验结果.在山西云冈石窟文物近表层和洛阳龙门石窟潜溪寺地表,进行了微电极高密度电法探测.经测试结果表明,微电极高密度电法探测系统,能有效地评价文物近表面微构造(裂隙)发育、含水情况和划分风化带,说明微电极高密度电法探测系统在文物监测、保护领域能发挥重要的作用.     

工程地质学的一个新课题关于岩石风化速度的定量研究

岩石风化是一种常见的地质现象。有关的研究成果也很多,但岩石风化速度定量的研究成果却是风毛麟角。实际上关于石质文物的长期保护和石质工程长期稳定性等研究都十分需要它的支持,原因也许在于在自然条件下难以有足够长的时间进行岩石风化实验。本文将讨论有关岩石风化速度定量研究的重要性,并提出相应的研究方法,以推动这一新的研究课题的开展。     

忠县地面石质文物的风化病害研究

忠县地面石质文物风化病害形式有：裂隙状风化、页片状风化、絮粉状风化、松胀状风化。其中以絮粉状风化对文物破坏最为严重。控制风化的主要因素是：岩性和岩体结构、气候和气象条件、人为的污染。现场简易强度测试数据表明，风化石材的力学强度明显下降。最后提出了三峡水库蓄水前，对石质文物搬迁和保护的建议。参加研究工作的还有王金华、陈超平、唐毅烈、邓修甫、卞大巍、黄明元等人。表１３处文物概况Ｔａｂｌｅ１ＳｕｒｖｅｙｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｓｔｏｎｅｃｕｌｔｕｒａｌｒｅｌｉｃｓｉｎＺｈｏｎｇｘｉａｎＣｏｕｎｔｙ表２石材的化学成分（％）Ｔａｂｌｅ２Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｒｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌｓ注：丁房阙石样已非新鲜岩石。表３石材岩块的主要物理力学性质指标Ｔａｂｌｅ３Ｍａｉｎｐｈｙｓｉｃａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｏｃｋｍａｔｅｒｉａｌｓ注：灰绿色砂岩试验成果取自三峡工程库区环境地质研究有关资料。２石质文物的风化病害分析受自然地质环境及人文环境的制约，３处石质文物的主要环境病害是风化病害。２．１风化病害形式［１］（１）裂隙状风化。这是一种典型的物理风化形式，见于无铭阙和临江岩摩崖造像。无     

大同云岗石窟文物渗水病害防治方案探讨

大同云岗石窟是国家级重点文物保护单位.多年来其水害严重,造成了文物的损坏 ,对其治理已经列入文物保护部门的日程.本文分析了大同云岗石窟石质文物渗水病害的类型与成因,并提出了新的渗水病害防治方法,为我国石质文物的保护提供参考.     

洛阳龙门石窟的地质保护工程

本文从分析洛阳龙门石窟的风化现状入手,结合3个试验洞窟(潜溪寺、皇甫公窟和路洞)的地质病害调查结果,将龙门石窟的破坏作用系统地分为力学作用、化学作用、生物作用3类,分析了石窟环境地质条件和解决保护问题的方法,提出了此类石质文物地质保护工程的方案,以期研究成果对条件类似的石质文物保护工作有一定的借鉴作用。     

衢州古城墙通仙门不同岩性岩石砌块相对风化速度研究

岩石的长期风化作用会造成岩石表面的剥落,这将导致石质文物产生无可挽回的破坏。为了更好地保护它们,需要开展在相同风化环境下岩石风化剥落深度和相对风化速度及其与不同岩性关系的研究。本文以衢州古城墙通仙门的多块岩石砌块为研究对象,利用自制的测量仪器,对不同岩性岩石砌块风化剥落深度和风化速度进行了研究; 通过分析量测结果得出凝灰岩、砂岩、砾岩、含砾砂岩和粉砂岩相对灰岩的风化速度分别为0.005～0.059mm a-1、0.032～0.097mm a-1、0.004～0.058mm a-1、0.021～0.033mm a-1 和0.015mm a-1。研究结果表明:在相同的风化环境之中不同岩石砌块的风化速度从大到小排序为V砂岩V凝灰岩V含砾砂岩 V砾岩V粉砂岩V灰岩,即岩石抗风化能力从强到弱为:灰岩粉砂岩砾岩含砾砂岩凝灰岩砂岩。由此,为石质文物的长期保护以及制定相关的保护措施提供了重要的理论依据。     

石质文物风化病害防治的环境地质问题

石质文物的风化病害防治必须重视对地质环境的研究 ,地质环境的研究是彻底根治风化病害的前提。论述了风化病害的类型和机理 ,讨论了影响风化的主要环境因素和环境地质问题 ,提出了风化病害防治的原则与对策。     

石质文物的风化腐蚀破坏及保护浅析

本文概括地说明了世界各地石质文物的风化腐蚀现象。论述了当前石质文物破坏机理的最新研究成果。特别是对与岩石中可溶性盐份及孔隙特征的关系,以及大气污染对岩石的腐蚀作用作了较为详细的论述,最后介绍了当前的一些保护措施。     

利用钻孔超声成像的图像特征进行岩石风化程度分类

钻孔超声成像方法能精确地反映井壁的光滑情况, 进而判断岩石的风化发育程度, 确定风化层的厚度。阐述了钻孔超声成像的走时和振幅图像特征, 给出了1个在香港地区的应用实例。     

云冈石窟砂岩特性与岩石风化试验

侏罗纪期间河相沉积而成的巨大砂岩透镜体是云冈石窟遗产载体,在目前环境条件下,石窟砂岩风化破坏非常严重。通过现场调查表明,在不同细分层位,砂岩破坏特征与其沉积环境及沉积构造密切相关。进一步对不同风化程度样品进行测试,以此建立起风化评估依据,结果表明,该砂岩化学风化主要体现在胶结物流失、长石蚀变,而次生可溶盐结晶及冻融形成的物理破坏也不应该忽视。通过风化模拟试验可知：酸的溶蚀对石窟岩体表面造成直接破坏;同时,形成的可溶盐将导致砂岩出现由内而外劣化现象;由于岩石的孔隙率低、渗透性较差且胶结密实,岩石抵抗冻融作用相对较强。建议云冈石窟目前保护措施以治水为主,通过减少崖壁表面渗水、洞窟裂隙渗水及底部泥岩泛潮来减少上述劣化作用效应。     

基于CT影像的砂岩文物结构特征分析

对于砂岩文物,成分不同、结构不同,表面变化过程和变化结果也不同。以中国三处(石门山、云冈石窟、乐山大佛)砂岩文物为例,联合使用肉眼鉴定与灰度阈值法得到了砂岩文物CT图像中不同矿物成分的实际分布,分析了不同位置切片图像的成分特点与结构特点,研究了砂岩内部结构数字图像特征参数的变化规律,探讨了三处砂岩文物数字图像特征参数的区别及其与岩样外观表现的关系。结果表明,三处砂岩文物样品主要成分均为石英和长石,石英含量大小顺序是石门山砂岩>云冈石窟砂岩>乐山大佛砂岩;乐山大佛砂岩形状变化最小,云冈石窟砂岩次之,石门山砂岩形状最不规则;石门山砂岩纹理最复杂,乐山大佛砂岩最为简单;乐山大佛砂岩表面风化严重、但随深度增加变化不明显,云冈石窟砂岩距表面越深、风化越弱,石门山砂岩风化变化比较复杂。研究结果对石质文物保护具有重要的参考价值。     

浅议云台山世界地质公园地质遗迹现状及保护对策

云台山世界地质公园座落在焦作市的北部山区,面积556km2,是一处以裂谷构造、水动力作用和地质地貌景观为主,以自然生态和人文景观为辅,集美学价值与科学价值于一身的构造地貌型地质公园.地质遗迹是其主要的景观.合理保护和开发利用地质遗迹,提高旅游的层次,是景区可持续发展的重要手段.自1989年成为云台山风景名胜区以来,景区管理机构对重要的地质遗迹已经做了大量的保护和开发利用工作,但更多的地质遗迹由于认识不足,遭受了不同程度的破坏.本文对云台山世界地质公园地质遗迹保护和开发利用工作进行了剖析,并提出了相应的防治对策.     

北京房山大理岩的岩石学微观特征及风化机理讨论

北京地区许多石质古建筑都使用了房山大石窝的大理岩来建造的。本文以汉白玉(白色大理岩)和青白石(青色大理岩)为例,通过薄片镜下观察、X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、扫描电镜(SEM)和电子探针等测试手段,对房山大理岩的岩石学微观特征进行了研究。研究对象为取自房山大石窝的新鲜岩样和取自北京古代石质建筑的风化剥落物。结果证实北京大理岩主要矿物成分是白云石,部分大理岩还含有一定量的石英。基于图像处理软件,对汉白玉和青白石矿物晶体的粒径进行了统计分析。在此基础上,从温度变化、酸雨的溶解、水的溶蚀、微裂隙的盐类充填的角度分析了大理岩的风化机理。相关研究可为北京大理岩石质文物的修复保护提供科学参考。     

南水北调中线工程沿线文物分布特征及其受渠道工程影响的模糊评价

水资源开发利用必须与文物保护紧密结合。南水北调中线工程的设计和建设中必须考虑其对沿线数量多、分布广的文物的影响评价 ,以便通过调查和评价来保护这些文物。工作中我们从对水系分布、地层岩性、地貌类型划分 ,文物级别、保护状况及同引水渠道空间关系等调查入手 ,一方面在输水渠道两侧各 3km宽的影响范围内 ,对不同时代的文物地貌分布特征进行了统计 ,另一方面 ,用影响指数E对沿线文物受影响的程度及保护等级进行了模糊定量评价。     

龙游石窟洞室围岩长达8a的风化速度及风化时限研究

本文以龙游石窟围岩表面凿痕为研究对象,采用压模法,自2004年开始,每4a一次对凿痕进行了3次测量,提取了凿痕的几何特征曲线,并量化了其几何特征。通过不同时间的测量结果对比,对洞室围岩的风化速度进行了研究,并对洞室围岩凿痕的风化趋势给出了预测。研究结果表明,在2004~2012年8a内的平均风化速度0.28~0.5mma-1,最大风化速率为0.46~0.89mma-1。且后4a内的平均风化速率要小于前4a的风化速率。洞室内凿痕在目前环境条件下的风化时限为30a左右,即其可保持的时间尺度在百年范围内。换句话说,在近百年后,洞室内的精美凿痕将消失殆尽。基于此,本文提出了减缓风化的初步建议。该成果可为更好地保护龙游石窟、科学开发国家古文物、减少管理风险提供科学依据。