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《兰州大学》 2018年
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大足石刻卧佛摩崖造像岩体表层风化特征及机理初探

黄军朋  
【摘要】:2016年4月,世界文化遗产地大足石刻卧佛摩崖造像保护修缮工程被国家文物局列入川渝石窟保护示范项目,可为其他同类型的石质文物保护修缮提供借鉴和示范作用。本文基于卧佛摩崖造像现场病害勘察,对造像岩体表层所发育的病害类型进行划分,综合表面硬度测试和超声波检测技术定量分析来评价卧佛岩体表层风化程度。在此基础上,通过微环境监测、地层沉积及结构特征、室内加速劣化试验等,结合造像表层风化砂岩样品成分检测综合分析造像本体砂岩风化机理。本文研究的主要结论如下:(1)卧佛摩崖造像岩体表层主要发育八类病害,其中裂隙切割62条,盐结晶、粉化剥落、生物病害、渗水、片状剥落、空鼓、残缺发育面积分别占卧佛造像展开面积的40.55%、38.55%、26.21%、7.63%、1.81%、1.37%、1.0%。通过综合分析表面硬度测试和超声波检测结果可知:在横向上卧佛两端头部及脚部岩体表层风化程度严重于中间胸腹部岩体表层风化程度,竖向上造像上部岩体及地面泥岩风化程度严重于两者之间岩体表层风化程度。(2)通过干湿循环、冻融循环、酸雨腐蚀试验三个单一因素室内加速劣化试验可知层理密集岩样比层理不发育岩样易于风化,外部环境因素影响砂岩风化的主次关系是:酸雨、冻融、干湿。(3)微环境和盐结晶是影响造像岩体表层风化破坏的主要外在因素,气象特征致使干湿交替频繁,可通过粒间、层间粘土矿物膨胀收缩导致粉化剥落、层面裂隙。SO_2、氮氧化物、PM_(10)可通过干湿沉降腐蚀造像,致使盐类不断积累。造像表面大面积的盐结晶可通过盐类如石膏的反复吸水失水结晶产生膨胀压力来使得矿物颗粒剥落。(4)岩体特征奠定差异风化的物质基础,造像砂岩矿物组成主要是石英、长石、方解石和粘土矿物。与新鲜砂岩相比风化砂岩的孔隙增大,泥质钙质胶结物流失,石英长石等颗粒剥落严重。风化砂岩含新生成矿物高岭石和石膏,且石英含量增高,长石、方解石、伊利石、绿泥石含量相对减小。砂岩中粘土矿物结晶溶胀、渗透膨胀、分离压力是砂岩膨胀收缩的主要机制,长石在酸性环境下溶解、蚀变为高岭石以及渗水浸湿软化作用、机械潜蚀、化学潜蚀和可溶盐积聚可使造像表面产生粉化剥落、片状剥落等。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:K879.3;P512.1

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