一种用于土遗址加固的新材料渗透性试验研究

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土遗址是指人类活动遗留下的由土和以土为主的遗迹和遗物。其作为文物具有科学性、历史性、艺术性,又没有可再生性,一旦破坏,就将成为永久性损失,所以应尽可能长期地保存它们的原状以便进行科学研究和参观展出。表面严重风化是我国西北干旱地区土遗址的主要病害之一,目前解决风化问题的主要途径是研制防风化加固材料以及科学规范的施工工艺,然而防风化加固材料的研制处于探索阶段。近年来,新材料的发明应用在土遗址保护领域发展很快,国内外对土遗址保护加固材料的研究也已经进入一个全新的时代。新材料要得到广泛的应用还需要实践的检验。结合SH材料在固沙和黄土加固方面取得的显著效果,将其应用于土遗址加固。通过一系列室内试验和现场试验,初步研究了不同浓度SH滴渗夯土表面渗透半径和渗透速率的分布变化规律,以及渗透加固后试样强度的变化。试验结果显示:(1)对遗址土样进行室内试验时,孔深为5cm的单孔最优注浆量可取30ml-40ml,此时注浆时间约为300min,表面渗透半径可达到3.0cm-4.0cm.(2)经过SH材料渗透加固后,试样波速有所增高。当注浆量为30ml-40ml,注浆材料浓度为1.0%时,波速增长率最高,故SH材料最优注浆浓度可取1.0%。(3)经过SH材料渗透加固后,试样的抗压强度全部降低,尤其对于注浆量为40ml、浆液浓度为1.0%的试样,其强度降低最明显。(4)经过SH材料渗透加固后,试样的密度增大,抗崩解性能明显提高。(5)对与试验区相近的土遗址进行保护加固时,单孔最优注浆量可采用40ml-50ml,此时单孔注浆时间约为40min-60min,可达到渗透半径为4cm~5cm的加固范围。(6)经过SH材料渗透后,0.1%和0.3%浓度的SH降低了墙体波速,当浓度大于0.5%以后,墙体波速均升高,以1.0%SH加固后效果最为明显,故可推断SH最优加固浓度为1.0%。
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