本文是一篇土木工程论文，本文基于不同粒径级配的遗址土及SH加固土的盐蚀特征研究，通过水盐毛细迁移试验，探究粒径级配对于遗址土及SH加固土在去离子水及Na2SO4溶液中所表现的毛细上升特征的影响。
第一章绪论
1.1选题背景及研究意义
1.1.1选题背景
中国，是世界上历史悠久的国家之一，在这横跨九百六十万平方公里的广袤大地上，中华文化遗存星罗棋布。经过5000多年的发展，勤劳、智慧、勇敢的中华民族孕育出了这个国家丰富多彩的文化遗产。上溯旧石器时期，周口店猿人的星星之火见证了人类的起源，平遥古城轮廓起伏精巧而严谨，雄伟壮观的明长城蜿蜒曲折蟠伏中华大地等。这些文化遗产像一本厚重的史书，将历史完整的封存于其中，凝结着我们先人的智慧，钩沉着泱泱古国的历史记忆。
党的二十大报告明确提出要把我国建设成为文化强国，进一步加大对文物以及文化遗产的保护力度。要坚持保护第一，统筹做好抢救性保护和预防性保护，维护文化遗产历史的历史真实性、风貌完整性以及文化延续性，深入挖掘文化遗产的多重价值，展现中华文明的精神标识，不断地坚定历史自信、文化自信。
土遗址作为历史文化遗产的重要代表，是以土为主要建筑材料的古遗址[1]。土遗址具有重要的历史、艺术、文化、社会和科学价值，是中华民族智慧的结晶，能够促进人类文明进步，有利于维护民族的团结统一。夯土是土遗址的主要建筑材料，几乎存在于所有的大遗址中[2]。土遗址在我国30多个省（自治区、直辖市）、市均有分布[3]，其中具有代表性的有新疆的交河故城、苏巴什佛寺遗址，甘肃的八角城、骆驼城遗址，青海的贵德古城遗址，宁夏的西夏王陵以及各个朝代所遗留的长城等。土遗址的建造主要是利用粉质黏土和粉质沙土进行夯筑，或直接使用生土及生土块挖造、或利用土坯砌筑、垛泥垒筑等[4-6]，其主要的建造工序有搅拌、晾晒和夯实等[7-10]。
近年来，随着我国经济实力的不断增强，土遗址展现出了不可限量的价值，逐渐成为旅游开发的重要资源。其中较为著名的有嘉峪关关城景区、敦煌莫高窟景区、瓜州锁阳城遗址景区、良渚古城遗址公园等。这些土遗址景区的开发，不仅能够丰富人民群众的日常生活，在推动国民经济发展上也有着不容小觑的作用。
1.2研究现状
1.2.1土遗址研究现状
18世纪初，欧洲就有人逐渐重视古建筑的保护工作。到了18世纪末，逐渐形成了一套科学合理的保护理念和流程。19世纪的古建筑保护进入了一个新的阶段，欧洲的一些学者提出了“整体性保护”、“尊重文物现状”等保护原则[23]。我国的文物保护工作起步较晚，从19世纪中叶才开始有了成熟发展，进入20世纪后，我国对古建筑及古遗址的保护逐渐重视起来，出台了一系列明文规定以及法律法规，在一些学者的带领下，土遗址的保护技术研究在一些地区开展，在国家的支持下，相关部门以及科研院所陆续成立，土遗址保护工作进入到了快速发展阶段[24-25]。21世纪后，国家对土遗址的保护更加重视，一些科研院所如敦煌研究院、中国文化遗产研究院、兰州大学等对中国不同地区的土遗址进行了保护研究，取得了一系列成果，中国的土遗址保护逐渐开始与世界接轨。目前国内外对土遗址的研究主要集中在两个方面：一是对土遗址本体病害及影响因素研究分析，二是针对土遗址的加固保护进行研究。
（1）土遗址病害分类及特征研究现状
对土遗址病害的发育特征及破坏机理的研究十分重要，盲目的开展土遗址保护工作很有可能适得其反，对土遗址造成二次破坏。因此，只有在对土遗址病害的发育规律及破坏模有了充分的了解，才能根据以往研究选取科学合理的保护措施。土遗址的病害发育往往是受多因素影响的，由于其所处环境的多样性和复杂性，不同地区的土遗址的病害发育呈现出地域差异性。
1）风蚀
风蚀病害广泛存在于我国西北地区的土遗址中，由于地处戈壁沙漠地区，大风及沙尘暴对遗址体频繁地侵蚀，强烈的挟砂风使得土遗址遭受严重的破坏。干燥多风的气候，使得风蚀破坏在西北地区尤为严重，风蚀也是掏蚀病害形成的主要原因之一[26-27]。张虎元等[28]对干湿循环后的试样进行风蚀模拟试验，发现随着循环次数的增大，原状土的风蚀量逐渐增大，而重塑样在循环初期的风蚀量反而较少。苏娜、严耿升、匡静等[29-31]根据气象学理论，对土遗址风蚀领域的相关成果进行了总结，发现土遗址的风蚀量受风蚀时间、土体含盐量、风速、粒径、含水率、冻融循环等因素的影响。
第二章试验材料及试样制备
2.1试样用土的基本性质
本次试验用土取自甘肃省永昌县明长城段，从坍塌段在不破坏遗址的前提下取得试验所需的土样。将坍塌的土样块体带回实验室，根据《土工试验方法标准》（GB/T50123-2019）进行室内试验，测定土样的基本物理性质指标。
2.1.1颗粒分析试验
颗粒分析试验采用激光粒度仪法，按照规范对土样处理后进行颗粒分析试验。根据《土的工程分类标准》（GB/T 50145-2007）对土颗粒进行分类：黏粒（d＜0.005mm），粉粒（0.005mm＜d＜0.075mm），砂粒（0.075mm＜d＜2mm）。遗址土的粒径组成及粒径级配如表2-1，颗分曲线如图2-1所示。试验用土的砂粒、粉粒和黏粒含量分别为19.96%、59.46%、20.58%，土样中的粉粒占大多数，结合不均匀系数Cu和曲率系数Cc，判定该遗址土的级配为不良。
2.2粒径级配方案及SH配比
2.2.1粒径级配设计
为了探究西北地区不同地域土遗址的颗粒成分，设计科学合理的粒径级配，对西北地区多处土遗址取样调查，部分土遗址的粒径分布情况如表2-4。
由于西北地区气候恶劣，风沙及集中强降雨对土体造成了严重的破坏，对土体的粒径级配影响较大。从表2-4中看到，各地域土遗址的颗粒含量比例存在明显差异，其中，新添堡、湟中上新城、通渭秦长城四罗坪长城、明长城永登段土体颗粒几乎只有粉、黏粒，贵德古城、嘉峪关明长城双井子堡土体颗粒中砂粒含量较高，且调查区域大部分遗址土的砂粒含量均在0-40%之间。
第三章水盐毛细迁移特征研究..........................21
3.1引言........................................21
3.2试验材料和方法...................................21
第四章盐溶液毛细迁移干湿循环............................31
4.1引言......................................31
4.2试验方法及测试...................................31
第五章微观结构影响分析..................51
5.1引言........................................51
5.2循环后试样上、中、下部易溶盐含量分析......................51
第五章微观结构影响分析
5.2循环后试样上、中、下部易溶盐含量分析
本次试验采用的是能够达到其所能达到的最大循环次数的循环后试样，所采用的素土试样是循环3次后的试样，而测试所用SH加固试样为循环7次后的试样。
图5-1是素土试样在盐循环结束后其各个部位的由图可知SO42-分布情况。在循环3次后，遗址素土内部的SO42-含量由高到底分别为上部＞下部＞中部，这说明在多次盐循环后，试验中的盐分不仅沿着试样四周上升，同时也在试样的内部简历起了运移通道，随着水的蒸发盐分从试样的内部迁移到试样的表面，导致试样的中部盐分含量较低，试样盐分的主要富集区为试样的上部，次富集区为试样底部。随着试样中的砂粒含量的不断增加，试样各个部位的SO42-也逐渐增加，试样各部位易溶盐含量的高低为T35＞T25＞T15＞T5，其中T35相对于其他试样顶部的SO42-含量明显更高；这说明随着砂粒含量的减少，黏粉粒的增多，土体内部的土颗粒联结更加紧密，土样内部孔隙数量减少，一定程度上能够阻止水盐的迁移。粒径级配对试样的盐分迁移影响较大，多次盐循环后，黏粉粒含量较高的素土试样其内部的盐含量更少。
第六章结论与展望
6.1结论
本文基于不同粒径级配的遗址土及SH加固土的盐蚀特征研究，通过水盐毛细迁移试验，探究粒径级配对于遗址土及SH加固土在去离子水及Na2SO4溶液中所表现的毛细上升特征的影响。通过盐溶液毛细迁移干湿循环试验，分析不同粒径级配的遗址土及SH加固土的各项基本性质及力学强度等宏观性质的变化，结合离子色谱试验及压汞试验（MIP）等微观特征的变化，探讨粒径级配对于遗址土及SH加固土的盐蚀特征影响，得出的主要结论如下：
（1）试样在去离子水和0.5mol/L的Na2SO4溶液中的迁移速率略有差异，但总体相差不大；SH的加入明显的改变了加固土的毛细迁移性能，加入SH使得土体的毛细迁移速率明显下降。粒径级配的改变会影响毛细迁移速率，随着试样土中的砂粒含量减少，溶液到达试样相同高度部位所需要的时间变长，对应其毛细上升速率变慢。
（2）遗址素土和SH加固土试样的含水率及SO42-含量从下部到上部整体呈现出下降的趋势，砂粒含量越高，其整体含水率及SO42-含量也越高；SH加固样的各个部位含水率及SO42-含量较素土样更低，说明SH能够增强土样的疏水性和阻盐性。
（3）基本性质：遗址素土在Na2SO4溶液循环后表观形态为大量结皮的生成及盐分的析出，砂粒含量越高其表面盐分析出也越多；SH加固土在循环后表面形态表现为结皮的形成以及盐分的析出，但结构相对稳定，并且砂粒含量较多的试样结皮的脱落更为严重。未循环时，不同粒径级配SH加固土的颜色相较于素土变化不大，循环过程中黏粉粒含量较多的SH加固土颜色变化更小。砂粒含量较高的SH加固试样在循环后期会由于表皮脱落逐渐减少，多次循环后其
