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大河村房基遗址可溶盐与含水率的相关性研究

河南科技 2024年第4期51卷 88-92页

作者：李洪涛郝利民刘伟胡继忠河南省科学院地理研究所河南郑州450052 郑州市大河村博物馆河南郑州450052

【目的】通过分析红烧土中可溶盐与含水率的相关性,找出引起大河村遗址房基红烧土表层病害原因。【方法】采用称重法、原子吸收光谱仪、滴定法检测样品的含水率、阳离子、阴离子含量,通过变异系数分析得到房基红烧土不同部位的可溶盐组... 详细信息

【目的】通过分析红烧土中可溶盐与含水率的相关性,找出引起大河村遗址房基红烧土表层病害原因。【方法】采用称重法、原子吸收光谱仪、滴定法检测样品的含水率、阳离子、阴离子含量,通过变异系数分析得到房基红烧土不同部位的可溶盐组分及含水率的差异性,通过Pearson相关性分析,得到可溶盐组分与含水率存在的相关性。【结果】研究表明:①红烧土不同位置含水率差异显著,含水率最低值为1.98%,最高值为5.86%,最高值为最低值的2.96倍,变异系数为24.12%;②红烧土不同位置可溶盐含量差异显著,可溶盐各组分的差异性由大到小依次为:Cl->SO_(4)^(2-)>CO_(3)^(2-)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>Na^(+)>K^(+);③不同位置样品的含水率与Cl-和K^(+)含量显著相关,大河村遗址红烧土的含水率会随着Cl-和K^(+)含量增加而升高。【结论】房基遗址的高可溶盐含量是引起表层病害的主要因素。

关键词：大河村遗址红烧土可溶盐含水率变异系数相关性

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乐山大佛地下水渗水病害特征与渗流模型分析

南方文物 2024年第1期 279-288页

作者：王奕陈嘉琦范元元杨天宇王金华复旦大学乐山大佛石窟研究院

一、引言石窟寺往往依山而建,与自然地质体紧密相连,其保存状况受到温度、湿度、风、水、可溶盐、生物、空气质量以及地质条件等多种环境因素的影响。其中,水的作用是最为活跃的影响因素。1960年,王大纯教授在《云冈石窟工程地质问题》... 详细信息

一、引言石窟寺往往依山而建,与自然地质体紧密相连,其保存状况受到温度、湿度、风、水、可溶盐、生物、空气质量以及地质条件等多种环境因素的影响。其中,水的作用是最为活跃的影响因素。1960年,王大纯教授在《云冈石窟工程地质问题》中提出“云冈石窟水岩长期而缓慢的相互作用是石雕遭受风化破坏的主要原因”。

关键词：云冈石窟乐山大佛石窟寺可溶盐保存状况环境因素渗流模型空气质量

砂岩质文物内部毛细水运移过程微电极响应特征

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工程地质学报 2024年第1期32卷 120-132页

作者：杨海清陈池威赵岗周家源重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心重庆400045 重庆大足石刻研究院重庆402360

盐结晶病害是砂岩质文物中最为常见的病害之一,可溶盐溶液在砂岩内部的毛细运移直接影响着文物保存的完整性。为了进一步了解不同因素影响下砂岩质文物内部中毛细水运移特征,以大足石刻砂岩材料为研究对象,自主设计了毛细吸水试验及微... 详细信息

盐结晶病害是砂岩质文物中最为常见的病害之一,可溶盐溶液在砂岩内部的毛细运移直接影响着文物保存的完整性。为了进一步了解不同因素影响下砂岩质文物内部中毛细水运移特征,以大足石刻砂岩材料为研究对象,自主设计了毛细吸水试验及微电极电阻率测试装置,定量分析孔隙结构、孔隙溶液、干湿循环及相对湿度对毛细运移和电阻率分布特征的影响。结果表明,松散的孔隙结构及较低的相对湿度对毛细运移有促进作用。毛细运移受可溶盐溶液表面张力影响明显,吸水量和运移速率随表面张力增加呈递增趋势。干湿循环作用导致内部孔隙扩张使毛细迁移速率加快,同时呈现出试样饱和度和砂岩电阻率的负相关性。可溶盐的存在极大降低了砂岩的电阻率,通过电阻率的时空分布特征,识别湿润锋的视电阻率范围与试样表层盐结晶劣化区域大致重合,整体趋势沿深度方向呈凹曲面变化。研究结果揭示了砂岩质文物内部毛细水运移规律,可为合理追踪盐害范围提供理论支撑。

关键词：砂岩质文物毛细水运移可溶盐电阻率测试大足石刻

大安灌区盐渍土水盐分布特征及运移模拟试验研究

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大安灌区盐渍土水盐分布特征及运移模拟试验研究

作者：施乾杰长春工程学院

学位级别：硕士

土壤中的盐分会抑制植物根系的吸水,导致生长环境恶化,进而引发产量下降,制约农业经济的发展。为深入了解灌水后包气带中土壤水盐的分布规律和迁移模式,改善作物的生长环境。本文以吉林西部大安市作为研究区,通过野外采样后测量土壤的... 详细信息

土壤中的盐分会抑制植物根系的吸水,导致生长环境恶化,进而引发产量下降,制约农业经济的发展。为深入了解灌水后包气带中土壤水盐的分布规律和迁移模式,改善作物的生长环境。本文以吉林西部大安市作为研究区,通过野外采样后测量土壤的基本理化性质参数指标,分析了土壤水盐在研究区内水平和垂直方向上的分布特征,在此基础上开展了室内土柱试验,模拟了研究区内分布较广的两种不同盐碱程度的土壤在实际灌溉条件下水盐的运移情况,根据物理模型构建了水盐迁移的数值模型,并利用验证后的HYDRUS数值模型模拟不同灌水量下的水盐运移,根据模拟结果拟合了灌水量与盐分淋洗率之间的关系曲线,为耕作时选择合适的灌溉方法提供依据。得出了以下结论:（1）研究区内中部、南部土壤可溶盐含量在4.50g/kg～20.19g/kg之间,东部和西部土壤可溶盐含量在0.32g/kg～4.50g/kg之间,研究区内可溶盐的分布情况呈现中部、南部较高,而东部、西部较低。研究区中部、东部以及最南部的含水量相较与其他区域较高,在20.97%～27.88%之间。西部地区含水量在11.81%～18.18%之间,处于区域内平均水平,东部偏下地区含水量低于区域内平均水平。（2）SL与AG剖面对比分析发现,可溶盐的淋洗量与灌水前的土壤盐分含量呈现正相关的关系,土壤的初始含盐量越高,盐分淋洗量越大其中AG剖面的可溶盐含量由初期的1112.828g/m经过灌水后下降为552.69 g/m,可溶盐含量减少了560.14 g/m。减小幅度为50.3%,SL剖面的可溶盐含量由初期的1380.02g/m经过灌水后下降为511.24 g/m,可溶盐含量减少了868.78 g/m,减小幅度为63.29%。（3）AG剖面各层土壤的盐分淋洗率分别为94.5%、73.1%、47.5%、19.0%、-11.6%,SL各层土壤的盐分淋洗率为92.03%、83.6%、71.4%、44.9%、23.4%,各层土壤的可溶盐淋洗率则与土层深度呈现负相关的关系,即随着土壤深度的增加,盐分的淋洗效果减弱,在底层土壤甚至出现盐分累积的情况。且随着灌水次数的增加,上层可溶盐淋洗量逐渐的减小,底层溶盐淋洗量逐渐的增加,以AG剖面为例,第一次灌水后的盐分淋洗率为56.98%,第七次灌水后的淋洗率为5.36%。而底层土壤在灌水前期,由于受到向下迁移的盐分影响,土壤中的盐分逐渐累计（第一次灌水的盐分淋洗率为-16.91%）。在灌水的中后期,盐分才随着水分向下迁移,（第七次灌水的盐分淋洗率为11.07%）。（4）利用验证后的HYDRUS数值模型模拟不同灌水量下的水盐运移,根据模拟结果拟合了灌水量与盐分淋洗率之间的关系曲线,曲线表明AG剖面的洗盐率随灌水量的增加而增加,灌水量为1500m L至4000m L之间的曲线斜率较大,在4000m L之后曲线趋于平滑,随灌水量的增加洗盐率增加值逐渐减小,灌水洗盐的收益降低。SL剖面曲线变化趋势与AG剖面变化趋势相似,曲线斜率在1500m L至3000m L之间较大,在3000mL之后曲线斜率随灌水量的增加而减小,灌水洗盐收益降低。

关键词：可溶盐土壤水盐分布特征土柱灌溉试验水盐运移 HYDRUS模拟

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文物中常见可溶盐精确鉴别方法

光谱学与光谱分析 2023年第12期43卷 3826-3831页

作者：赵文华韩向娜叶琳白九江北京科技大学科技史与文化遗产研究院北京100083 重庆市文物考古研究院(重庆文化遗产保护中心) 重庆400013

盐害是多孔材质文物中较普遍、较严重的病害。可溶盐在复杂的水盐活动中会持续对文物本体造成破坏。精确鉴别文物中可溶盐的种类是研究文物盐害机理、开展盐害治理、设计开发相应的文物保护材料的必要前提。为此,建立了一套文物中可溶... 详细信息

盐害是多孔材质文物中较普遍、较严重的病害。可溶盐在复杂的水盐活动中会持续对文物本体造成破坏。精确鉴别文物中可溶盐的种类是研究文物盐害机理、开展盐害治理、设计开发相应的文物保护材料的必要前提。为此,建立了一套文物中可溶盐提取和鉴定的操作流程,通过离子色谱(IC)、光学显微镜、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)等多种技术方法的优化组合,实现对文物中常见可溶盐的精确鉴别。研究表明,NaCl可通过IC(浸出液中含有Na^(+)、Cl^(-))、显微观察(立方晶体)以及SEM-EDS(主要含有Na、Cl元素)进行鉴别;CaCl_(2)可通过IC(Ca^(2+)、Cl^(-))以及SEM-EDS(Ca、Cl元素)进行鉴别;Na_(2)SO_(4)可通过IC(Na^(+)、SO_(4)^(2-))、显微观察(丛状或团簇状晶体)、FTIR(主峰1 134、637、615cm^(-1))、Raman(主峰993cm^(-1))以及SEM-EDS(Na、S、O元素)进行鉴别;CaSO4可通过IC(Ca2+、SO_(4)^(2-))、显微观察(六棱柱状、针状或棒状晶体)、FTIR(1 144、668、603cm^(-1))、Raman(1 017cm^(-1))以及SEM-EDS(Ca、S、O元素)进行鉴别;NaNO_(3)可通过IC(Na^(+)、NO_(3)^(-))、FTIR(1 379、1 353和837cm^(-1))、Raman(1 071cm^(-1))以及SEM-EDS(Na、N、O元素)进行鉴别;Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O可通过IC(Ca^(2+)、NO_(3)^(-))、FTIR(1 437、1 367、1 047cm^(-1))、Raman(1 059cm^(-1))以及SEM-EDS(Ca、N、O元素)进行鉴别。另外,通过显微形貌观察可直接鉴别出立方块状的NaCl,丛状、团簇状或薄片状的Na_(2)SO_(4),以及六棱柱状、针状或棒状的CaSO_(4)。CaCl_(2)、NaNO3、Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O具有强吸湿性,暴露在室温下有快速潮解现象,据此可判断结晶盐中是否含有强潮解盐。该鉴别技术组合使用常见仪器设备,成本较低,简单易操作,结果可靠,可用于不同材质文物中可溶盐的精确鉴定,具有较好的应用推广前景。

关键词：文物保护盐害可溶盐分析鉴定

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透水砖在生产过程中泛碱处理方法

科技和产业 2024年第2期24卷 132-135页

作者：张正新张丽甘肃第七建设集团股份有限公司基础桥梁市政工程公司兰州730000

透水砖因其具有透水性、保湿性,防滑、高强度、抗寒、耐风化、降噪、吸音等特点。然而在实际应用中,透水砖易发生泛碱现象,究其原因,主要是可溶盐通过结构内部多孔介质,迁移至其表面经化学反应,积聚结晶析出的结果,该迁移过程与环境温... 详细信息

透水砖因其具有透水性、保湿性,防滑、高强度、抗寒、耐风化、降噪、吸音等特点。然而在实际应用中,透水砖易发生泛碱现象,究其原因,主要是可溶盐通过结构内部多孔介质,迁移至其表面经化学反应,积聚结晶析出的结果,该迁移过程与环境温度及湿度密切相关,该泛碱的主要成分为碳酸钙(CaCO3)。研究表明,在生产过程中,为有效预防透水砖的泛碱现象,一般采用物理方法、化学方法、微生物方法及养护方法。

关键词：透水砖泛碱可溶盐影响因素预防措施

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可溶盐对兰州非饱和重塑黄土抗剪强度的影响

岩土力学 2017年第10期38卷 2881-2887页

作者：闫亚景文宝萍黄志全华北水利水电大学资源与环境学院郑州河南450045 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

岩土体抗剪强度是分析评价斜坡稳定性的关键指标。为了弄清可溶盐在黄土抗剪特性中的作用程度及控制机制,以兰州重塑黄土为对象,基于直剪试验,研究了黄土抗剪强度及其参数在不同溶滤次数下的变化特征。结果显示,可溶盐对非饱和黄土抗剪... 详细信息

岩土体抗剪强度是分析评价斜坡稳定性的关键指标。为了弄清可溶盐在黄土抗剪特性中的作用程度及控制机制,以兰州重塑黄土为对象,基于直剪试验,研究了黄土抗剪强度及其参数在不同溶滤次数下的变化特征。结果显示,可溶盐对非饱和黄土抗剪强度及黏聚力具有明显非线性弱化作用,而对内摩擦角的影响则相对微弱。其中,抗剪强度与黏聚力随可溶盐的变化规律存在临界分段现象,其降低幅度在溶滤1次时达到最大值,在溶滤5次后近似于0;而降低速率以易溶盐含量2 620 mg/100 g干土为分界值,呈先快后慢的变化特征。上述关系的内在机制是,在溶滤初始阶段,黄土抗剪特性弱化主要源于易溶盐与部分难溶盐分解;随溶滤次数增加,则更多依赖于易溶盐分解与基质吸力减弱。

关键词：非饱和黄土抗剪强度溶滤可溶盐

砂岩质文物内部可溶盐毛细迁移规律及其诱发表层劣化机理研究

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砂岩质文物内部可溶盐毛细迁移规律及其诱发表层劣化机理研究

作者：周家源重庆大学

学位级别：硕士

砂岩质文物长期暴露于自然环境中,在环境和人为因素影响下产生了各种各样的病害。其中,表层盐害是最普遍和典型的病害之一。毛细作用是可溶盐进入砂岩质文物内部的主要途径,并会使可溶盐在砂岩内部迁移和富集结晶,从而对砂岩的结构造成... 详细信息

砂岩质文物长期暴露于自然环境中,在环境和人为因素影响下产生了各种各样的病害。其中,表层盐害是最普遍和典型的病害之一。毛细作用是可溶盐进入砂岩质文物内部的主要途径,并会使可溶盐在砂岩内部迁移和富集结晶,从而对砂岩的结构造成损伤,严重影响文物的观赏和研究价值。因此,研究砂岩质文物内可溶盐溶液的毛细迁移规律及其诱发表层劣化机理,对于掌握砂岩质文物表层盐风化规律和开展病害防治具有重要的理论和现实意义。本文依托国家自然科学基金面上项目“砂岩质文物内部可溶盐相态变化诱发岩体损伤机理研究”(52179096),通过室内模拟试验,研究可溶盐溶液在砂岩内毛细迁移规律及其影响因素;分析了毛细作用下砂岩内水盐分布和演化规律;提出了考虑孔隙饱和度的砂岩内可溶盐溶液毛细上升计算模型;随后,研究了循环毛细作用下可溶盐重复结晶对砂岩表层结构的劣化特征和演化规律;最后根据研究成果,提出了不同劣化类型下毛细作用下可溶盐诱发砂岩表层劣化的作用机理和演化概念模型。本文主要的研究内容和成果如下:(1)基于自主设计的毛细吸水连续测量装置和高密度电阻率测试系统,对重庆大足地区砂岩开展了室内可溶盐毛细迁移和重复结晶劣化试验。结果表明,砂岩的毛细吸水过程可分为初始非线性阶段、近线性阶段、过渡阶段和稳定阶段,而低环境湿度、可溶盐成分和松散的孔隙结构对砂岩的毛细吸水过程具有促进作用。通过分析不同因素下砂岩毛细吸水曲线和剖面电阻率分布特征,总结了砂岩内可溶盐溶液的毛细迁移规律。(2)通过砂岩剖面电阻率的变化,分析了可溶盐溶液毛细迁移过程中砂岩内的水盐分布和孔隙饱和度演化规律,结果表明砂岩表层孔隙饱和度和可溶盐富集度增长更快,并且湿润锋上升速率大于饱和区上升速率,在两者之间存在一定范围的非饱和区。因此提出了考虑饱和度的Terzaghi毛细上升修正模型,对试验中溶液毛细上升过程进行了拟合,并与常用的计算模型进行对比验证了有效性。(3)对砂岩表层劣化微细观特征和劣化后毛细吸水和电阻率特性分析表明,毛细作用下可溶盐对砂岩的劣化作用在时间和空间上具有渐进性。盐的结晶劣化作用会影响砂岩内可溶盐的毛细迁移和分布,使表层劣化区向高度和深度发展。基于以上研究,总结了毛细作用下可溶盐引起砂岩表层粉化、空鼓和脱砂等劣化模式的作用机理和时空演化概念模型。

关键词：砂岩可溶盐毛细作用盐风化劣化机理

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可溶盐对云冈石窟砂岩劣化试验及模型建立

岩土力学 2013年第12期34卷 3410-3416页

作者：严绍军方云刘俊红谭松娥中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074

可溶盐富集是造成山西大同云冈石窟砂岩表面风化、结构破坏及强度降低的重要地质病害之一。采取云冈石窟造像层砂岩,使用芒硝对该砂岩进行了劣化模拟试验。在可溶盐反复结晶过程中,对样品进行实时变形监测,并对循环过程中质量衰减、强... 详细信息

可溶盐富集是造成山西大同云冈石窟砂岩表面风化、结构破坏及强度降低的重要地质病害之一。采取云冈石窟造像层砂岩,使用芒硝对该砂岩进行了劣化模拟试验。在可溶盐反复结晶过程中,对样品进行实时变形监测,并对循环过程中质量衰减、强度变化、孔隙分布等进行测试与分析。结果表明,可溶盐的发育是导致石窟表面粉化脱落的重要因素,严重降低了石窟文物本体的价值;可溶盐结晶导致岩石颗粒间胶结作用破坏,增大岩石孔隙率,岩石内部结构劣化严重影响岩石的刚度与强度等力学参数;对比无水芒硝与10水芒硝两种劣化试验,云冈石窟在相对干燥季节下,可溶盐晶体发育对岩石破坏更为显著。为了预测砂岩长期劣化过程,在试验数据基础上,初步建立起孔隙增长的对数模型和强度衰减的指数模型。

关键词：可溶盐云冈石窟劣化模型