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1.
PS材料加固土遗址风蚀试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
风蚀是西北干旱地区土遗址破坏的主要动力机制和成因,强烈的风蚀作用致使许多土遗址坍塌殆尽,导致这一不可再生资源的破坏。通过对土遗址的室内和现场风蚀模拟试验研究发现,经PS（高模数硅酸钾）材料加固后土遗址的抗风蚀能力明显增强。室内试验发现,风蚀量随风速的增长而增加、随风蚀时间延长近线性增长,PS材料浓度大于5 %的加固试样,即使风速达20 m/ s时,风蚀量均小20 (kg/ m2)•h,抗风蚀强度提高 6～10 倍。现场模拟试验结果表明,加固材料的入渗深度和用量直接影响加固效果,中浓度PS材料加固的墙面抗风蚀能力最强。因此,选择适当的PS材料浓度、提高加固材料的渗透力是土遗址保护加固的关键,将对西北地区土遗址科学保护的全面开展起到重要的指导作用。 相似文献
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多元层状边坡土体风蚀速率与微结构参数关系 总被引：1，自引：0，他引：1
吐鲁番交河故城台地多元层状土质边坡由于风蚀而形成空腔的现象表明,不同类型的土具有不同的抗风蚀能力,抗风蚀能力的强弱是多因素影响的共同结果,微观结构是其中一个重要内因。风蚀速率是表征土抗风蚀能力强弱的重要物理量,研究运用风洞试验、微结构分析等手段揭示了风蚀速率与颗粒面积比、颗粒圆度、孔隙等效直径、孔隙充填比等微结构特征参数之间的良好对应关系;进而采用相关分析法分析并证实风蚀速率与各特征参数间的良好相关关系,应用回归分析方法建立3个试验风速下风蚀速率与单个参数和多个参数之间的回归方程,验证了微结构特征对土抗风蚀能力有显著影响,进而为土抗风蚀能力的评价提供了微观依据。 相似文献
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在我国的西北地区,强烈冻融、风蚀等对性质脆弱的土建筑遗址安全构成极大威胁。研究了冻融循环对土遗址耐久性的影响。选择新疆交河故城原状生土试样和重塑土试样进行了冻融循环试验,监测冻融过程中的质量变化,并在冻融循环结束后进行了风洞试验和强度试验。冻融试验结果表明,在试样初始含水率较低的情况下,前5个冻融循环,试样经历了一个质量增大的过程;在随后的冻融过程中伴随着冻干和吸湿,原状试样质量的整体趋势是减小的,重塑样质量的变化趋势维持水平。随冻融循环次数增大,原状试样的微结构出现损伤,强度减小,风蚀量增大,即耐久性持续变差。相反,冻融循环初期,重塑样的强度有所增大,风蚀量减小,耐久性得到了提高;随着冻融循环的增加,重塑样的强度开始下降。重塑试样由于重塑过程中其结构受到破坏,强度弱化,冻融循环引起重塑土的“陈化”,愈合了土体的结构,但随着冻融进行,矿物颗粒的微结构损伤不断增大,试样的耐久性降低 相似文献
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底部掏蚀区的形成和发展是干旱区受环境因素控制最为典型和危害最为普遍的土遗址病害之一,通过对河西走廊沿线12市县明长城遗址掏蚀区形态、盐分、干湿条件及风场特征的调查、监测与分析,发现了遗址阴阳坡掏蚀区的形态、含盐状态、风场条件和降雨过程中的温湿度变化均存在显著差异;并结合室内实验条件下脱盐后分别掺入不同含量NaCl和Na2SO4并经历3、6、9、12次干湿循环养护的遗址土重塑试样的风洞模拟实验,提出干旱地区土遗址阴阳坡掏蚀区差异效应,揭示了盐分类型与含量、干湿循环次数、挟沙风风速和吹蚀时间对土遗址阴阳坡掏蚀区差异效应的影响,最后结合调查分析和实验结果对其形成机理进行了初步讨论。 相似文献
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冻结盐渍砂土单轴强度特性研究 总被引：5，自引：3，他引：2
通过对兰州盐渍砂土重塑土添加不同量的盐分来模拟不同含盐量的盐渍土, 并对其进行单轴抗压试验, 分析其在不同含盐量、不同温度及不同速率的应变加载情况下, 冻结盐渍砂土的单轴抗压强度的变化规律, 重点讨论了盐分对土体力学参数的影响以及弹性模量与含盐量、温度的关系. 结果表明: 易溶盐含量的增加会导致单轴抗压强度逐渐降低, 试验温度越低抗压强度会越大; 应变加载速率的增加会增大土体的单轴抗压强度, 同时会缩短土体达到应力峰值的时间; 土体含盐量越大弹性模量越小, 温度越低弹性模量越大. 相似文献
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土建筑遗址表面结皮形成与剥离机制研究 总被引：6，自引：1，他引：5
以交河故城土遗址为原型,通过现场调查、取样和室内试验,研究了土建筑表面结皮的物理化学性质,提出了土质墙体表面结皮的形成与剥离机制。粒度分析、粉晶X射线衍射分析、易溶盐离子色谱分析表明,与下伏母墙相比,结皮层粒度偏细,易溶盐含量偏低;红外摄像测温显示,结皮层升温、降温幅度更大。研究认为,土建筑遗址结皮层的形成是墙面土体局部饱和崩解、泥浆蠕移干燥的结果,其形成初期对抵抗土遗址风化起到一定的保护作用,但随后在剧烈的热胀冷缩作用及风蚀作用影响下发生剥离和脱落,反而加速土遗址的劣化进程。 相似文献
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西北干旱地区土遗址受风化、风蚀等破坏严重,大量土质文物亟待加固抢修。加固后土遗址的各耐环境因素及加固机制研究是土遗址加固的理论基础。首次引入颗粒元程序PFC,通过改变模型中颗粒间平行连接强度,对硅酸钾（简称PS）加固前后的土样进行数值模拟。在考虑实际土样颗粒粒径和密度的前提下,拟合了生土PS加固前后的抗压和抗拉强度,并将拟合后的颗粒元模型应用于风蚀模拟。通过随机生成挟沙风颗粒,以一定的速度撞向土体,模拟挟沙风的吹蚀作用。挟沙风颗粒数与循环步数成正比例,因此,可以用挟沙风颗粒数来代表吹蚀时间的长短。挟沙风颗粒的速度则代表挟沙风风速。模拟结果表明,在20 m/s的挟沙风吹蚀作用下,风蚀程度随吹蚀时间的增加而增大,未加固土样的风蚀程度增幅度远大于加固土样;同样吹蚀时间条件下,加固土样的抗风蚀强度明显高于未加固土样。这些模拟结论与风洞试验结果的统计规律一致。本研究拟合的颗粒流模型可进一步应用于PS加固机制研究及耐风蚀、雨蚀、冻融等诸环境影响分析研究。 相似文献
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西北干旱区土建筑遗址加固概述 总被引：16，自引：1，他引：16
西北干旱区土建筑遗址很多, 有些还是世界文化遗产。由于风蚀风化作用强烈, 西北干旱区大批的土建筑遗址已破坏严重, 因而开展土建遗址加固研究十分必要。钾水玻璃 (PS)是一种水溶性的无机胶结加固材料, 本文全面详尽地总结了PS加固土建筑遗址技术, 就加固机理作了初步探讨。认识到PS是西北干旱地区土遗址加固的一种有效方法, 可达到较理想的加固效果。 相似文献
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即一定模数硅酸钾溶液,是保护加固土遗址的一种无机化学材料。通过近20年的实践证明,PS材料具有增强遗址土体强度和抵抗外界环境破坏的作用。但PS渗透加固遗址土的微观机制以及加固后遗址土宏观特性的改变如何,并没有取得显著的突破和统一的认识。利用3%体积浓度的PS溶液渗透加固室内击实制备的良渚遗址土试样,渗透初始含水率为13%、17%、19%、21%和25%,并对加固前、后试样进行非饱和直剪、压汞和扫描电镜试验,旨在解决上述两个问题。基于压汞试验得到的双峰孔隙分布模型,提出了PS渗透加固遗址土的两种微观加固机制,并通过扫描电镜试验结果验证了加固机制,同时提出了用于表征两种加固机制指标参数P1和P2。通过研究发现,加固指标P1和P2能够较好地描述在不同含水率下经PS加固试样的相关改进特性如土-水特征曲线和剪切特性的变化规律。研究成果为PS的进一步应用和加固保护土遗址研究提供了新的方法和手段。 相似文献
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Preservation of earthen heritage sites on the Silk Road,northwest China from the impact of the environment 总被引：1，自引：0，他引：1
The Silk Road played an important role in the economic and cultural exchanges between central China, Europe and Central Asia.
A number of heritage sites with significant values still remain throughout the Gobi Desert and other desert regions in Northwest
China. Most of the heritage sites composed of adobeern materials and the earthen structures have been impacted by adverse
environmental conditions for thousands of years causing severe damage with only a small proportion of the structures left
surviving to the present day. Analysis of the main environmental factors affecting the heritage sites such as temperature
difference, wind storms, rain storms, and the freeze–thaw process and a study of the mechanism of the deterioration are the
main topics presented in this paper. The authors have concluded that a Potassium–Silica solution PS invented by one of the
authors has been effective in improving the intrinsic properties of heritage site earthen structures with regard to reducing
the impact of environmental damage. The results of comparative tests show that samples treated by using the PS solution have
performed well, particularly in protecting structures from aeolian erosion and heavy rainfall. Some findings on the effect
of PS treatment on earthen structures at heritage sites are discussed in detail in the present paper. 相似文献
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Wind erosion of saline playa sediments and its ecological effects in Ebinur Lake,Xinjiang, China 总被引：3，自引：0，他引：3
Dongwei Liu Jilili Abuduwaili Jiaqiang Lei Guangyang Wu Dongwei Gui 《Environmental Earth Sciences》2011,63(2):241-250
In many arid and semiarid areas, dry lake beds (saline playa) represent a tremendous source of unconsolidated salt-rich sediments
that are available for aeolian transport. Severe salt-dust storms caused by the erosion of such landforms have become very
harmful natural phenomena. In this study, sample analysis and field erosion monitoring of Ebinur Lake was conducted to investigate
the salt content, chemical composition, and wind erosion intensity of surface salt-rich sediments. The effects of salt-dust
rising from the playa on the growth and physiological health of plants were also evaluated in this study through a leaf dustfall
test. The results indicate that water-soluble salts assemble densely on the dry lake bed surface. At a depth of 0–2 cm, the
highest salt contents can exceed 40%, with sulfate and chloride being the main anions present and Na+, Ca2+, and Mg2+ being the primary cations. The annual wind erosion rate ranged from 0.48 to 5.6 cm in the northwest portion of the lake and
from 0.24 to 0.96 cm in the southeast portion. Salt-dust storms caused by wind erosion of saline playa sediments seriously
influenced the normal absorption of minerals by plant leaves. Under the influence of salt-dust storms, plant leaves absorb
more Na+, but far less K+. 相似文献
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土建筑遗址干湿耐久性研究 总被引：5，自引：0，他引：5
选择新疆交河故城原状生土试样和重塑土试样进行了干湿循环试验,之后进行了风洞试验和强度试验,研究土建筑的干湿耐久性。试验结果表明,在试样原始含水率比较低的情况下,试样首先经历了一个质量增大的过程,3个干湿循环后,试样的质量变化进入一个相对稳定的范围。随着增湿与脱湿过程中伴随的水分质量的变化,试样质量的整体趋势是减小的。随干湿循环次数增大,原状试样的强度减小,风蚀量增大,即耐久性持续变差。相反,随干湿循环次数增大,重塑样的强度反而增大,风蚀量减小,即耐久性有所提高。重塑样由于重塑过程中其微观结构受到破坏,强度弱化。干湿循环在某种意义上对重塑土起到“陈化作用”,愈合损伤的微结构。初期重塑土强度随干湿循环次数的增加逐渐增强,而后强度逐渐衰减抗风蚀能力减弱。 相似文献
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Xunming Wang Ting Hua Caixia Zhang Guangqiang Qian Wanyin Luo 《Environmental Earth Sciences》2013,68(3):623-631
In China’s arid regions, aeolian salts are transported along with dust aerosols, but their contents and the emission rates are poorly understood. Using samples with undisturbed surfaces and artificially disrupted surfaces (to simulate human disturbances such as reclamation, planting, trampling by animals, and other activities), the transport rates for windblown material and the salt contents of clay playa surfaces were investigated in a wind tunnel. The results showed that under wind velocities ranging from 8 to 22 m/s, wind erosion rates ranged between 0.009 and 0.066 g/m2/s for the undisturbed surfaces and between 0.011 and 0.048 g/m2/s for the artificially disrupted playa surfaces. Although the amount of wind-transported material that was captured was too small to allow an analysis of individual salt contents using the available equipment, electrical conductivity measurements and correlation analysis revealed mean total salt contents of 9.59 g/kg in the transported materials collected above the sealed playa surfaces versus 3.38 g/kg in materials from the same surfaces that were artificially cracked after testing the sealed surfaces. Given the large areas containing clay playas in China’s arid regions, these results will improve our understanding of aeolian salt transport in arid China and will facilitate interpretation of the sources of aeolian salts. 相似文献
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沙漠公路风沙土路基风蚀破坏试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以沙漠公路风沙土路基为研究对象,通过室内风蚀风洞试验研究路基的风蚀破坏规律,以及路基不同断面对风沙流运动的影响。以路基高度、路基边坡坡率和路基宽度作为路基断面主要设计参数,研究不同路基断面下风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程,以及路基周围风速流场的变化特征,分析路基病害较未病害时路基周围流场的变化。试验结果表明：路基高度和边坡坡率对风沙流运动的影响较大。随路基高度增加,路基对风沙流流场扰动增强,迎风坡坡顶处吹蚀破坏和背风坡坡底处堆蚀破坏越显著,在确定的路基边坡坡率下,路基模型高度为250 mm较模型高度为60 mm时,迎风坡坡顶风速增加1.13倍,背风坡坡底风速减小2.53倍,建议沙漠公路路基高度宜小于2.5 m。进一步,在确定的路基高度下,比较不同的边坡坡率对路基沿程风速的影响,发现当路基边坡坡率为1:1.75时,路基沿程风速变化不明显,沙漠公路风沙土路基不宜被风蚀破坏。 相似文献