I武威明長(zhǎng)城遺址表土結(jié)皮熱劣化研究件目錄 II III表格目錄 1第一章緒論1.1選題背景周工程量最大的一項(xiàng)古代防御工程。分布于中國(guó)北部和中部的廣大土地上，總計(jì)長(zhǎng)](見(jiàn)圖圖1.2武威明長(zhǎng)城遺址表土結(jié)皮2武威明長(zhǎng)城遺址在西北地區(qū)的獨(dú)特氣候條件下遺址表層已經(jīng)出現(xiàn)了大量的型[6]及干縮開(kāi)裂模型1.2選題意義國(guó)會(huì)員威廉.埃德加.蓋洛[8]在對(duì)中國(guó)長(zhǎng)城進(jìn)行大量的研究后認(rèn)為長(zhǎng)城分開(kāi)了兩個(gè)長(zhǎng)城遺址均能露天保存至今。但是，西北地區(qū)集中式的強(qiáng)降雨(見(jiàn)圖3)和巨大3武威明長(zhǎng)城遺址表土結(jié)皮熱武威明長(zhǎng)城遺址表土結(jié)皮熱劣化研究1.3研究?jī)?nèi)容(1)夯土長(zhǎng)城表面結(jié)皮物質(zhì)成分與夯土墻物質(zhì)成分研究。主要是利用現(xiàn)場(chǎng)取(2)夯土長(zhǎng)城表面結(jié)皮微觀結(jié)構(gòu)與夯土墻微觀結(jié)構(gòu)差異研究。主要是利用現(xiàn)(3)夯土長(zhǎng)城重塑樣室內(nèi)熱劣化模擬試驗(yàn)研究。主要是利用室內(nèi)重塑土樣進(jìn)化過(guò)程。(4)夯土長(zhǎng)城重塑樣熱劣化過(guò)程熱物理參數(shù)監(jiān)測(cè)研究。主要是在熱劣化模擬1.4技術(shù)路線第一章為緒論，主要闡釋本課題的選題背景、選題意義、研究?jī)?nèi)容及課題現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查加加速熱劣化模擬試驗(yàn)熱物理參數(shù)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)4主要研究節(jié)點(diǎn)第一階段第二階段第三階段第四階段資料收集及文獻(xiàn)綜述地質(zhì)工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)武威明長(zhǎng)城土遺址區(qū)取樣現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)初步分析基本物理性質(zhì)研究物質(zhì)分析試驗(yàn)(X衍射試驗(yàn))室內(nèi)制樣熱劣化模擬試驗(yàn)熱物理參數(shù)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與成果整理畢業(yè)論文撰寫(xiě)■■■■■■■■■■■■■1.5研究目標(biāo)及創(chuàng)新點(diǎn)56第二章土遺址結(jié)皮及熱劣化研究進(jìn)展2.1土壤結(jié)皮常表國(guó)外對(duì)于土壤物理結(jié)皮的研究過(guò)程大致可以分為定性描述階段和半定量研程以及形態(tài)特征等。研究認(rèn)為,物理結(jié)皮是土壤表面普遍存在、相對(duì)較薄的致密7即團(tuán)聚體在遇水沖刷下的物理分散以及雨滴打擊下的物理壓實(shí)以及團(tuán)聚體的化土壤孔隙中；最后，土壤測(cè)表面土層被雨滴壓實(shí)，從而形成一個(gè)很薄的層次,它70年代以后,人們開(kāi)始更為細(xì)致地描述物理結(jié)皮的形成及發(fā)育過(guò)程,作為這現(xiàn)土壤結(jié)皮主要可以分為:第一類(lèi)，結(jié)構(gòu)結(jié)皮,其形成原因主要是雨滴對(duì)穩(wěn)定土其性質(zhì)不僅依賴(lài)土壤表面的徑流條件,而且和雨水所攜帶泥沙的物理—化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。結(jié)皮形成的影響因素,而且開(kāi)始采用人工模擬降雨方法研究土壤結(jié)皮的形成對(duì)土壤的抗侵蝕性、對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。當(dāng)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量較低時(shí),土壤的結(jié)皮則越容易形成；而且，研究也提出這最容易形成結(jié)皮的土壤小團(tuán)聚體含量最多,含中等團(tuán)聚體較多的土壤次之,最后8in皮形成為結(jié)構(gòu)結(jié)皮的形成,是因?yàn)橛甑螌?duì)一個(gè)穩(wěn)定沉積而形成,此結(jié)皮的發(fā)育不僅依賴(lài)徑流上層顆粒的橫向排列是土壤表部結(jié)皮的主要排列方式,幾在片狀顆粒重疊排列處有迂回出現(xiàn),結(jié)皮下層土壤的孔隙蓄狀態(tài)[21]。結(jié)皮發(fā)育過(guò)程,將結(jié)皮形9體被擊碎,發(fā)生濺蝕分散和搬運(yùn),土壤表面形成明顯起伏的濺2.2土遺址熱劣化性熱傳導(dǎo)性能、吸光系數(shù)等[23]。降雨-熱脹冷縮-風(fēng)2.3土體熱物理常數(shù)2PS：一種高模數(shù)的硅酸鉀溶液，廣泛用于土遺址的加固保護(hù)。?TK=?Tx()?x x?T為該方向上的溫度梯度，單位是K/m?x整體的溫度梯度就越小。熱擴(kuò)散系數(shù)(α)的定義如下：k= 體積比熱的升高和巖土中孔隙含水量的增加而增大。因此,含水的孔隙巖土體具有較高的第三章現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及室內(nèi)基本試驗(yàn)3.1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、黃羊河農(nóng)場(chǎng)、清源鎮(zhèn)、長(zhǎng)城鄉(xiāng)、下雙鄉(xiāng)、九墩鄉(xiāng)等地。3)是：太月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月(℃).2武威市月降雨量及濕度分布表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月m太陽(yáng)輻射量分布表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 射(%)破壞。農(nóng)場(chǎng)明長(zhǎng)城遺址，取樣時(shí)分別取現(xiàn)場(chǎng)試樣號(hào)(長(zhǎng)城墻體)(長(zhǎng)城墻體)(長(zhǎng)城墻體)(長(zhǎng)城烽燧)(長(zhǎng)城墻體)(長(zhǎng)城烽燧)北緯東經(jīng)此土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GBT50123-1999)蠟封法具體步驟如下：②持線將試樣緩緩浸入剛過(guò)溶點(diǎn)的蠟液中，浸沒(méi)后立即提出檢查試樣周?chē)蹖⑾灧庠嚇訏煸谔炱降囊欢?，浸沒(méi)于盛有純水的燒杯中，稱(chēng)蠟封試樣在⑤試樣的密度應(yīng)按下式計(jì)算：m(3.1)p=(3.1)p0mmmm nnwn0ppwtn的平均值。長(zhǎng)城夯土墻體微觀結(jié)構(gòu)的差異，此項(xiàng)研究的研究方式是利用某大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的電子顯微鏡進(jìn)行研究。。XRD衍射試驗(yàn)主要用于研究夯土長(zhǎng)城表層結(jié)皮及夯土墻體的礦物成分，主X產(chǎn)生的光輻射，主涉作用將會(huì)因?yàn)榇髷?shù)目的粒子(主要是原子、離子或分子)所產(chǎn)生的相干散射而波長(zhǎng)，進(jìn)而可在已有資料查出試樣中所含的元素。4試驗(yàn)結(jié)果從基本物理性質(zhì)研究(表3.5)中可以發(fā)現(xiàn)，母墻含水率高于結(jié)皮層的含水體含電鏡照片圖3.8)表明結(jié)皮在形成后，結(jié)皮層的礦物組成并未發(fā)生巨大的成分差異，母墻。部位土體礦物成分46第四章熱劣化模擬試驗(yàn)4.1熱物理參數(shù)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)試驗(yàn)主要研究方法是利用某大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)重塑樣的熱物理參數(shù)的監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。本試驗(yàn)中熱物理參數(shù)的測(cè)試方法是瞬變平面熱源法，HotDisk基于瞬態(tài)平0iave與面對(duì)HotDisk傳感器(雙螺旋)一面的溫度升高值。從式(4.1)得到傳感器記錄的溫度增高值：aveiaR0Ti時(shí)間Δti后變?yōu)槌?shù)，可估計(jì)為：iitOa2h此噴霧量參考武威市月降雨量，選取降雨量最大的8月份降雨量作為總的噴霧將試樣置于室內(nèi)的自然環(huán)境中，結(jié)皮形成的模擬過(guò)程持續(xù)一周，共168h，應(yīng)于加速熱劣化模擬試驗(yàn)的12次循環(huán))監(jiān)測(cè)一次試樣結(jié)皮層的熱物理參數(shù)。4.3加速熱劣化模擬試驗(yàn)結(jié)皮形成過(guò)程中，試樣置鼓風(fēng)干燥箱(圖4.3)中，進(jìn)行加速熱劣化模擬試經(jīng)歷自然熱劣化模擬試驗(yàn)，試樣在結(jié)皮形成后，由于結(jié)皮形成過(guò)程中結(jié)皮熱擴(kuò)散系數(shù)和體積比熱均降低(表4.1)。表4.1自然熱劣化模擬結(jié)皮形成前后試樣表層熱物理參數(shù))熱/(KJ*m-3*k-1)熱/(KJ*m-3*k-1)熱/(KJ*m-3*k-1)。W/m*k)傳導(dǎo)系數(shù)變化規(guī)律熱熱擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散系數(shù)變化規(guī)律體體積比熱*k)現(xiàn)試樣內(nèi)部的熱物理參數(shù)均大于結(jié)皮層且與試樣結(jié)皮產(chǎn)生前的表面熱物理參數(shù)相近(表4.2)。表4.2自然熱劣化模擬后結(jié)皮層與試樣內(nèi)部熱物理參數(shù)位)熱/(KJ*m-3熱/(KJ*m-3熱/(KJ*m-3的基本物理性質(zhì)(密度、顆粒組成、孔隙率)的改變，試樣表層的熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)和體積比熱均降低(表4.3)，在加速熱劣化的模擬下，結(jié)皮層熱物表4.3加速熱劣化模擬結(jié)皮形成前后試樣表層熱物理參數(shù))熱/(KJ*m-3*k-1)熱/(KJ*m-3*k-1)熱/(KJ*m-3*k-1)(圖4.13，圖4.14)。W/m*k)化模擬下熱傳導(dǎo)系數(shù)變化規(guī)律熱熱擴(kuò)散系數(shù)化模擬下熱擴(kuò)散系數(shù)變化規(guī)律體體積比熱體積比熱變化規(guī)律*k)結(jié)皮產(chǎn)生前的表面熱物理參數(shù)相近(表4.4)。表4.4加速熱劣化模擬后結(jié)皮層與試樣內(nèi)部熱物理參數(shù)位)熱/(KJ*m-3*k-1)熱/(KJ*m-3*k-1)熱/(KJ*m-3*k-1)第五章討論、結(jié)論及展望5.1討論闡述的“疏松層”,再在風(fēng)蝕和雨蝕的耦合作用下導(dǎo)致結(jié)皮層產(chǎn)生剝離破壞。結(jié)5.2結(jié)論(1)結(jié)皮形成過(guò)程