循环作用对马蹄寺石窟群岩体性能的影响

马蹄寺石窟群地处河西走廊中部,气候条件十分恶劣。由于常年受到温度、湿度、酸碱盐等作用的影响,石窟岩体性能出现了不同程度的劣化现象。通过开展室内模拟试验,研究以上多种恶劣环境的循环作用对于岩体抗压强度、波速、质量的影响规律,同时使用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对循环作用过程中样品的矿物组分、元素含量和微观形貌进行分析研究。研究结果表明,循环作用使样品中的长石类矿物和方解石含量降低,黏土类矿物含量增加,胶结程度下降,孔隙逐渐发展成为横向微裂隙,导致样品的性能出现不同程度的劣化现象。循环作用对岩体性能的影响程度从大到小依次为冻融循环、耐盐循环、耐碱循环、耐酸循环和温湿循环。     

水位变化对砌石坡岸遗址稳定性的影响

水库、河流等水位的变化是影响坡岸稳定性的重要因素,特别对于遗址中的河堤、护坡等,在水位发生变化时,极易发生崩塌、滑移等事故,严重威胁了文物及人员财产安全.针对贵州镇远青龙洞古建筑群中湘黔古驿道进行流固耦合数值模拟研究,分析了不同水位涨落工况下古驿道堡坎的位移及安全系数的变化;并结合现场情况进行了对比研究.结果表明:堡坎的最大位移处于坡岸的中下部区域,与现场鼓胀病害位置一致;常水位状态下,古驿道处于基本稳定状态,但安全储备不足,水位上升阶段,浮力作用造成整个滑坡体的抵抗力变小、稳定性降低.当水位急剧下降时,坡岸中产生渗透水压力,造成稳定性降低,容易诱发崩塌,7m高坡岸在水位4～5m处;6m高坡岸在水位1m和3.5～5m处,安全系数较低,容易发生垮塌事故,与之前的垮塌情况相吻合.研究可为此类砌石坡岸遗址的保护提供参考,也为相关加固工程提供理论依据.     

偏高岭土复合加固剂改性生土材料的结构及性能研究

从微细观的角度深入认识土体加固时内部的胶结质量和强度问题,提出采用偏高岭土复合加固剂加固生土材料.通过室内力学特性试验、浸水试验、冻融试验检验其适用性,利用XRD和SEM进行了微细观机理分析.结果表明,偏高岭土复合加固剂能明显提升土体的胶结强度.加固后生土材料的强度、耐水性、耐冻融性明显增强.进一步深化了对生土材料固化机理和胶结强度增长机理的认识.     

北石窟寺降雨与洞窟相对湿度变化规律研究

为了研究降雨对北石窟寺渗水病害的影响,通过2002~2008年每日三次的人工监测,对北石窟寺165窟、222窟、240窟的相对湿度变化及大气降雨进行记录,对降雨量与洞窟相对湿度变化规律进行分析。结果表明:2002~2007年,洞窟年平均相对湿度与年降雨总量变化趋势一致,2007年后由于人为活动的影响,变化趋势关联度很低;洞窟月相对湿度与月降雨总量变化趋势相同;一次降雨的直接影响在降雨1d前发生,降雨前和降雨后的两天为气压降低引起的毛细水上升高度增加引起的湿度增加;裂隙水和渗流补给在3 d后开始发挥作用,洞窟湿度增加,影响时间约14 d;降雨对洞窟相对湿度更大的作用表现为变化频率及幅度的增加;洞窟湿度常年稳定在55%以上,说明洞窟存在稳定的补给源,最有可能为赋存在窟前平台的基岩裂隙水。     

锚固岩质边坡锚杆动力简化分析

锚固是边坡支护中的一种重要方法,目前的理论模型大都不考虑地震过程中边坡的响应状态,在边坡锚杆的锚固抗震机理方面存在一定欠缺。基于边坡及锚杆在地震作用下力的传递过程分析,提出了一种边坡锚杆动力简化分析模型;利用锚杆荷载分布解析解,分析了不同响应地震动、围岩属性等参数对锚杆受力的影响,从理论上进一步阐述了锚杆的抗震锚固机理。得到了如下结论:岩体的弹性模量和泊松比不是锚杆锚固能力的关键性因素,软岩对硬岩同样可以起到锚固支护的效果;锚杆能够提高岩体的整体性和自稳能力,对多结构面控制岩石边坡,应混合使用贯穿长锚杆和单结构面锚杆的优化锚固方式。     

拦砂坝工程对吐峪沟千佛洞崖体稳定性的影响

在吐峪沟修建拦砂坝对吐峪沟石窟造成了严重的破坏,崖体崩塌、倾倒在短时间内频繁发生.拦砂坝在修建过程中,导致原来强烈风化的基岩松动,诱发了崖体坍塌；拦砂坝修成以后,由于水的冲蚀和浸泡,使崖体基座的泥岩软化、崩解,造成基岩松动或局部垮塌,严重影响了上部土体和洞窟的稳定性,导致崖体在拦砂坝修成以后崩塌、倾倒频繁发生；拦砂坝内水位的频繁变化是影响崖体稳定性的重要因素.不当的水利工程是河谷地貌类型石窟寺破坏的原因之一.     

多结构面控制边坡锚固动力简化分析

锚固是边坡支护中的一种重要方法,目前的理论模型大都不考虑地震过程中边坡的响应状态,在边坡锚杆的锚固抗震机理方面存在一定欠缺。本文基于边坡及锚杆在地震作用下力的传递过程分析,提出了一种边坡锚杆动力简化分析模型;利用锚杆荷载分布解析解,分析了不同响应地震动、围岩属性等参数对锚杆受力的影响,从理论上进一步阐述了锚杆的抗震锚固机理。得到了如下结论：岩体的弹性模量和泊松比不是锚杆锚固能力的关键性因素,软岩对硬岩同样可以起到锚固支护的效果;锚杆能够提高岩体的整体性和自稳能力,对多结构面控制岩石边坡,应混合使用贯穿长锚杆和单结构面锚杆的优化锚固方式。     

微波在石窟岩体水分可视化探查的研究与应用

水-岩作用是岩体劣化的主要因素之一,水分探查是研究其水-岩作用的基础。利用微波在不同介质中传播速度的差异性探查石窟岩体水分来源、水分分布及水分的时空运移特征。结果表明:微波测湿技术可有效探查浅表层石窟岩体的水分来源和水分的空间分布特征;在长期监测条件下,可测试不同深度岩体水分变化的时空特征,同时能够可视化展示石窟岩体水分对环境因子的响应特征。微波技术为石窟岩体水分探查提供新的思路,具有便捷可靠、无损检测、可视化探查等优点。     

金沙土遗址裂隙灌浆材料比选室内试验研究

为探究适用于金沙土遗址裂隙加固的灌浆材料,选取了烧料礓石、SH(改性聚乙烯醇)和无机矿物聚合物与金沙遗址试验土拌合制备了三种灌浆材料。通过室内试验,对各种灌浆材料结石体试样的基本物理性能、力学性能及耐久性能进行了详细分析。试验结果表明,无机矿物聚合物灌浆材料具有较低的收缩性,能够有效填充裂隙;同时,其较高的抗折和抗压强度为提升土遗址的力学稳定性提供了可靠保障;在研究的三种灌浆材料中,无机矿物聚合物灌浆材料展现出最佳的耐久性能。因此,建议在金沙土遗址的裂隙注浆加固工程中采用无机矿物聚合物灌浆材料,研究成果将为潮湿环境下土遗址裂隙灌浆材料的选择与应用提供有益的指导。     

马蹄寺石窟群浅表部岩体开裂加固材料试验研究

马蹄寺石窟群浅表部岩体在长期自然因素作用下，出现了开裂、剥落现象，使用石墨烯纳米片增强传统石窟浅表部开裂加固材料。研究结果表明，石墨烯纳米片的加入提升了复合材料的体积稳定性和机械强度，当石墨烯纳米片的添加量为0.07wt%时，样品具有最高的强度，90d无侧限抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度分别为7.20MPa、3.10MPa和0.70MPa，相对于传统材料，强度分别提升了14.28%、29.03%和27.27%。FT-IR、Raman和XRD结果表明，石墨烯纳米片对复合材料固化产物的种类影响较小，并且能够促进早期水化反应。SEM结果表明，掺加适量的石墨烯纳米片能够促使复合材料形成均匀致密的微观结构。