PS渗透加固潮湿环境土遗址效果试验研究

论文摘要

土遗址的保护研究已成为世界文物保护界普遍关注和研究的热点课题,并且对于潮湿环境土遗址加固保护目前还没有比较理想的加固材料。近年来,敦煌研究院开发的一种高模数硅酸钾溶液（PS）在我国西北干旱地区土遗址保护加固工程中得到了广泛的应用,并且已经取得了良好的加固效果。但是PS溶液究竟能否用于对潮湿环境地区的土遗址加固保护以及其加固效果如何,目前还没有比较成熟的理论和成果。本论文将借助室内试验从PS溶液渗透加固潮湿环境遗址土后的强度和变形方面对PS溶液渗透加固效果进行试验研究。本文主要从室内试验的角度,以浙江良渚遗址土为研究对象,利用非饱和直接剪切试验和非饱和固结试验,从抗剪强度和压缩变形角度来研究3%PS渗透加固潮湿环境遗址土的加固效果,最后借助压汞试验从微观角度探讨PS加固遗址土的微观机理。主要内容包括以下部分:（1）通过对五种不同含水率3%PS溶液渗透加固前后的潮湿环境遗址土的直接剪切试验的剪应力-剪切位移关系曲线的分析,把经3%PS溶液渗透加固前后的潮湿环境遗址土的剪应力-剪切位移关系曲线分为两种主要类型曲线:峰值后软化型曲线和逐渐硬化型曲线。分析了潮湿环境遗址土经3%PS溶液渗透加固前后的抗剪强度与竖向压力及含水率的关系;分析了潮湿环境遗址土经3%PS溶液渗透加固后的抗剪强度提高百分比与竖向压力及含水率的关系。认为潮湿环境土遗址在不同含水率、不同部位经3%PS渗透加固后,其抗剪强度均有不同程度的提高,其中含水率19%试样底部抗剪强度提高程度最大,提高百分比为50%。（2）通过对五种不同含水率3%PS溶液渗透加固前后的潮湿环境遗址土固结试验的压缩曲线的分析,得出潮湿环境遗址土经3%PS渗透加固前后的压缩变形情况随着含水率的不同有不同的表现情况。通过对潮湿环境遗址土经3%PS渗透加固前后的先期固结压力、弹性压缩指数及弹塑性压缩指数的分析,认为潮湿环境不同含水率土遗址经3%PS渗透加固后,其抵抗压缩变形的能力得到了不同程度的提高,其中含水率19%试样的弹性压缩指数减小程度最大,为50%。（3）通过对潮湿环境遗址土经3%PS渗透加固前后试样的压汞试验对其经3%PS渗透加固后在宏观上表现为抗剪强度和抵抗压缩变形的能力提高进行微观现象观察,得到的压汞试验结果为:试样经PS渗透加固后,试样孔隙体积增加了16.2%。以上试验结果意味PS渗透加固技术在对潮湿环境土遗址加固保护方面将会是一种比较有前景的加固方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源、背景及研究意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题背景及研究意义
• 1.2 潮湿环境土遗址概述
• 1.3 土遗址保护的研究现状及PS 在文物保护中应用情况
• 1.4 本课题的研究目的和主要研究工作
• 第2章 试验方案
• 2.1 试验内容
• 2.2 圆柱样品制备和PS 渗透加固
• 2.2.1 土的基本物理性质
• 2.2.2 圆柱土样品制备
• 2.2.3 PS 渗透加固制样
• 2.3 本章小结
• 第3章 PS 渗透加固潮湿环境遗址土直剪强度效果
• 3.1 引言
• 3.2 PS 渗透加固遗址土前后直剪试验简介
• 3.2.1 直剪仪简介
• 3.2.2 直接剪切试验方法
• 3.2.3 剪切试样的制备
• 3.2.4 试验步骤
• 3.3 直剪结果及分析
• 3.3.1 剪应力—剪切位移关系
• 3.3.2 抗剪强度与竖向压力及含水率的关系
• 3.4 本章小结
• 第4章 PS 渗透加固潮湿环境土遗址压缩变形效果
• 4.1 引言
• 4.2 PS 渗透加固遗址土前后固结试验简介
• 4.2.1 固结仪简介
• 4.2.2 试验方法
• 4.2.3 固结试样的制备
• 4.2.4 试验步骤
• 4.3 固结试验结果及分析
• 4.3.1 压缩曲线关系
• 4.3.2 先期固结压力、弹性压缩指数及弹塑性压缩指数与含水率的关系
• 4.4 本章小结
• 第5章 PS 渗透加固潮湿环境土遗址微观机理探讨
• 5.1 引言
• 5.2 PS 渗透加固遗址土前后压汞试验简介
• 5.2.1 压汞仪简介
• 5.2.2 压汞样品准备
• 5.3 压汞试验结果及讨论
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
• 致谢