PS材料加固西北干旱区土遗址试验研究

土遗址是大遗址中最难保护的一类,而防风化加固是其中的难点,也是目前国际上普遍关注和攻关的课题,PS材料用于西北干旱区土遗址的防风化加固已获得了初步的成功.室内单轴抗压强度、抗剪强度研究发现,强度提高幅度满足要求,材料具有可重复使用性;通过对PS材料加固土遗址的微观结构特征进行研究,加固后X衍射图谱中部分矿物衍射强度降低和密集低矮的非晶体物相峰群的出现,定性说明,非晶质物相的生成加强了矿物间胶结作用;加固前后的红外谱图基本吻合,没有新晶质物相出现,仅是化学健间结合力略有提高;SEM图像显示骨架颗粒胶结状态由点状接触向胶结接触转变.研究表明PS材料与土作用后加强了土骨架颗粒的连结强度,而土的结构基本保持不变,宏观上改善了遗址土的水稳定性,增强了工程力学性能,满足文物保护的特殊要求.图10,表2,参13.     

新郑门遗址土力学性能劣化规律研究

土遗址在我国分布广泛,形式繁多,随着遗址的暴露时间增长,其力学性能会出现一定的劣化现象.以开封市新郑门遗址土作为研究对象,取暴露时间不同的土样进行直剪实验及室内固结实验,得到了不同暴露时间下遗址土的抗剪强度及压缩模量.实验结果表明:随着暴露时间的增长,土体抗剪强度和压缩模量均有一定程度的降低.经分析,开挖引起的土体卸载回弹、环境温度及湿度变化是其性能劣化的主要原因.对实验结果进行数学拟合,得出遗址土的黏聚力、内摩擦角及压缩模量的劣化规律.在开挖的早期时间内,遗址土的力学性能劣化幅度较大,随着暴露时间的进一步增长,其劣化速度有一定减缓.依据实验结果及其影响因素,提出了相应的保护措施,为土遗址的保护提供参考.     

PS材料加固遗址土试验研究

以PS材料加固的古遗址土为研究对象,选用具有代表性的古长城遗址土和故城遗址土两大类,对其原状样和重塑样进行PS材料加固,进行抗压、抗拉、雨蚀、风蚀试验及雨蚀、风蚀组合等试验,研究其力学强度特征及耐久性能。试验结果表明:经PS材料加固后,遗址土体的力学性能和抗雨蚀、抗风蚀能力明显提高;古长城土经PS加固后,其抗压强度可提高至1.5倍,且以PS浓度为5%、加固3次效果最佳,内聚力和内摩擦角明显提高,渗透性能小幅度降低;随老化时间增长,强度未降低,至少能承受8次冻融循环;PS加固故城土后,土体强度可提高1.2～1.8倍,抗风蚀能力提高6～24倍,抗雨蚀和风蚀综合能力提高6～13倍。PS材料具有良好的加固效果,为广泛地应用于土遗址保护加固工程中提供了理论依据。     

土遗址加固材料比选及试验研究

土遗址加固保护加固材料众多,不同材料各有利弊,为寻求理想的加固材料,加快保护进程,首先对当前常用加固材料水玻璃、丙烯酸树脂和有机硅树脂等从物性特征上分析其加固特点,得出有机硅改性的丙烯酸树脂乳液(硅丙乳液)性能较优良.以榆林明长城土遗址为例评定其加固效果,进行了无侧限抗压强度、耐水和耐盐腐蚀试验等,结果表明硅丙乳液加固土遗址效果良好,可为实地加固保护提供有力参考.     

定远营遗址稳定性和微观劣化的研究

在自然环境的反复作用下,土遗址表层持续劣化并产生宏观病害,致使土遗址本体的稳定性存在隐患,合理评价土遗址的安全性为文物界所关注.以西北地区阿拉善盟定远营城墙为研究对象,定性分析城墙各段病害,测定城墙土样的基本物理指标和力学性能,运用ABAQUS软件进行数值模拟,对比分析自然状态和降雨条件下的城墙稳定性,发现随含水率提高...     

西北地区土遗址病害

西北地区尤其丝绸之路沿线是中国土遗址分布最多的地区,其土遗址分布集中,种类多,赋存环境复杂,具有炎热、年较差和日较差较大、干燥少雨、偶有极端降雨气候,大风、沙尘暴经常发生,构造活动剧烈和地震频繁等特点.土遗址的病害类型多,基本包括了干旱环境土遗址的所有病害.西北地区室外遗址主要病害是片状剥离、风力淘蚀和裂隙;室内土遗址的主要病害是污染、温度剥离和裂隙.土遗址的病害受赋存环境和土遗址本身的特性两方面控制,影响西北地区土遗址病害的环境因素主要是风、雨和地震.     

特定盐分及含量遗址土盐渍化风蚀效应试验研究

盐渍化风蚀效应是岩土体盐渍劣化加速风蚀损化的一种普遍效应,对西北干旱区土遗址影响尤大,遗址土体基底盐渍区掏蚀现象的发育发展研究基于室内试验,采用遗址土重塑样进行声波测试和风蚀试验,阐述了盐分类别及含量、挟沙风速对土遗址盐渍区损化率的控制作用.结果表明,NaCl盐分对试样强度破坏最大,导致风蚀损化率也最大,且盐分含量越大这种破坏土体强度和促进风蚀损耗的作用越强烈;而Na2SO4盐分含量较小时促进风蚀,含量加大后反而会提高试样强度从而减轻风蚀效应;复盐作用下试样风蚀效应受这两种单盐共同作用呈现不同的规律;所有试样风蚀损耗量均随挟沙风风速增大呈指数递增.研究对地貌学、文物古迹保护和土木工程等领域有直接的影响意义.     

一种新型土遗址加固材料的制备及加固效果评价

通过合成一种丙烯酸-有机硅-环氧树脂体系的土遗址加固材料,将其应用于成都金沙土遗址土样的加固试验.通过对加固前后土样的重量、颜色、透气性、耐溶剂性、抗水解性和耐盐安定性等主要性能的分析,评价了加固效果.结果表明,所合成的加固材料对土样具有良好的加固效果.在不影响土样颜色和透气性的前提下,其耐溶剂性、抗水解性和安定性有明显改善.加固后土样在盐酸和氯化钠溶液中长期浸泡半个月无任何开裂,而且能够经历10个抗水解性循环和5个抗硫酸钠溶液循环而不会开裂崩塌.     

瓜州锁阳城遗址植物群落特征及与土遗址保护间关系

世界文化遗产瓜州锁阳城遗址的保存受到风沙和降水侵蚀、植物损害等多种因素的威胁。该研究采用样线法和样方法相结合,对遗址区植物多样性进行研究。共调查样方22个,划分为2个植被型组、2个植被型、2个植被亚型和4个群系,其中温带荒漠植被型样方16个,温带灌丛植被型样方6个,同时对植物与土遗址保护间关系进行了探讨。结果表明,锁阳城植物物种单一,多样性低,优势种主导了植物群落,样方内平均物种数为2.7种,平均香农威纳指数为0.52,平均物种均匀度指数为0.51;遗址区共有种子植物16科35属40种,中国特有物种2种,国家重点保护野生植物1种,木本植物16种,草本植物24种,苋科(Amaranthaceae)物种最多,有10属12种;植物区系以地中海-西亚至中亚分布为代表的温带成分为主;骆驼刺(Alhagi sparsifolia)群系和白刺(Nitraria tangutorum)群系为常见群落,骆驼刺大量分布在遗址本体上,引发了裂隙、划伤及根系周边盐碱化等病害,白刺主要分布在遗址周边,可防风固沙,对遗址有保护作用。通过综合量化评估植被的生物学和生态学特征,判断植物与土遗址保护间关系,制定科学的植...     

岩土加固技术加固保护土遗址研究

本文从土遗址表面剥蚀加固保护,土遗址裂隙、坍塌的裂隙灌浆、锚固加固及夯筑、培筑和建筑砌体的基础加固保护三方面探讨岩土加固技术在土遗址加固保护中的应用,并就加固处理土遗址过程提出两个要注意的技术要点,以供参考。     

土的抗剪强度原位测试与室内测试的对比

本文通过对地基土抗剪强度在原位和室内测试成果分析对比,发现室内成果与原位指标存在着某种线性关系,为实际工程确定的抗剪强度具有一定的意义。     

土工合成材料土中拉伸试验研究

本文中进行了不同类型土工合成材料空气中拉伸、土中拉伸和侧限拉伸的对比试验,并考虑了拉伸速率对材料土中拉伸性能的影响.试验结果表明:土中拉伸时土或法向应力的侧限作用使材料的拉伸割线模量明显提高,特别是对于结构蓬松、延伸率高的无纺土工织物,在土中拉伸时刚度成倍增大;与常规空气中拉伸相比,土中抗拉强度变化不大,但土中拉伸时达到抗拉强度的材料伸长量明显减小;塑料土工格栅的拉伸强度和拉伸模量随拉伸速率的增大而增大,但增长率则随着拉伸速率增大而变缓.最后分析了加筋土结构滑动区中的筋土的相互作用,探讨了加筋材料在土中拉伸对土压力计算可能产生的影响.     

水库蓄水土质岸坡拉剪断裂破坏机制研究

基于土体结构特征从土体宏微观变化、岸坡变形、掏空等方面解释了水库蓄水期间土体浸泡软化机制。采用断裂力学方法推导求证了土质岸坡浸泡软化拉剪断裂破坏机制,并将土质岸坡浸泡软化拉剪断裂破坏进一步分为基座软化拉剪破坏模式和基座掏空拉剪破坏模式,给出了两种破坏模式的地貌演绎过程。通过建立两种破坏模式的物理模型和力学模型,从断裂力学角度推导出了潜在坍塌体裂缝尖端应力强度因子表达式。算例分析表明,土质岸坡破坏表现为显著的浸泡拉剪断裂破坏模式,并讨论了潜在坍塌体长度、高度、裂缝角度以及裂缝垂直长度对应力强度因子的影响。土体断裂韧度较小,导致岸坡坍塌体规模不大,土质岸坡的浸泡软化整体滑移破坏往往是滞后的,通常岸坡先局部软化,基座变形后发生塌岸破坏,后续上覆岸坡失去支撑发生整体式滑移。
     

抗拔管桩及其填芯混凝土受拉结构性能试验

管桩用于抗拔作用的工程逐年增多,为提高抗拔管桩的应用水平,对抗拔管桩的桩身进行了抗拉结构性能试验和分析．结果表明：桩身抗拉为脆性破坏形态,混凝土不开裂时抗拉承载力最大,混凝土不受拉力时其值最小,混凝土有效预压应力和端板节点强度起决定作用．对抗拔管桩和填芯混凝土进行了现场原型试验和工程验证,15根抗拔桩的试验结果显示,填芯混凝土与管桩的黏结强度为填芯混凝土抗拉强度的17．1％,表明根据提出的抗拔管桩设计原则和强度控制节点,只要控制得当,管桩用作抗拔是可靠的受力结构体系．     

根土复合体三轴剪切试验研究*

利用三轴试验仪对夹竹桃根土复合体进行固结不排水试验。对根土复合体的应力-应变关系及抗剪强度指标进行研究,分析了根土复合体的破坏荷载及根土复合体在剪切过程中的阻抗机理。试验结果表明:1根土复合体强度和抵抗变形的能力较素土有显著的增强;2根土复合体的黏聚力和内摩擦角都有所提高,其中黏聚力增长十分明显;3根系布置方式对根土复合体强度增长有影响,复合体强度增长顺序为混合放置相交放置竖直放置水平放置倾斜放置。研究结果对于深入研究植被护坡机理和指导植被护坡工程设计具有十分重要现实意义。     

基于拉伸型限位键的牺牲装置与性能试验

减、隔震支座中的剪切牺牲销钉,其脆性破坏模式易导致群钉共同承载时发生先后断裂,而产生难以协同的问题,销钉截面削弱部位也因应力集中而易导致正常使用状态下的疲劳问题.提出一种基于拉伸型限位键的水平限位牺牲装置,通过力转向块将水平限位力转变为作用在拉伸型限位键上的拉力,拉伸型限位键通过采用具有一定长度的截面削弱段使其具有有限的延性能力以防止脆性断裂,并通过大弧度光滑过渡减小应力集中,提高其抗疲劳性能.开展不同类型限位键和基于拉伸型限位键的限位牺牲装置静载性能试验,结果表明,拉伸型限位键具有更高的极限变形能力,延性变形能力可通过改变截面削弱段长度进行调节;限位装置整体承载性能与理论预期值符合较好,重复试验下的承载力离散性小,满足群钉协同承载要求.开展了拉伸型限位键和剪切型限位键的疲劳性能对比试验,结果表明新型拉伸限位键比剪切型限位键具有更优的抗疲劳性能.     

混凝土轴拉和弯曲试验中不连续点的确定

提出了在混凝土拉拉和弯曲试验中确定不连续点的一种新方法－线性相关系数陡降法,并用试验数据对其进行了验证,得到的不连续点强度的计算结果令人满意。讨论了本文方法计算所得不连续点应变的精度较差的原因。     

动三轴和动单剪试验微机系统

介绍了动三轴和动单剪试验的微机数据采集和处理系统的开发和设计。系统开发遵循软件工程原则,人机界面结构化,多级菜单驱动,定时数据采集,动态图形显示,设计了多种数据处理和结果曲线绘图模块,并自由测定传感器动态应变仪不同衰减档下的标定系数。该系统通过试验验证,已投入使用。     

复合岩石层面剪切试验的研究

本文在不同粗糙度和不同正应力的条件下,对复合岩石层面的剪切试验进行了讨论,建立了复合岩石层面抗剪强度的准则及复合锯齿状层面的抗剪强度准则。实验表明:光滑层面的初剪与复剪抗剪强度具有峰值转换性;剪切位移具有弹性回复位移,并存在着剪切法向收缩现象;剪切滑移造成层面两侧岩石的张裂破坏。