敦煌莫高窟玉門組砂礫巖風化特征研究*

葉 飛諶文武梁行洲張景科郭志謙郭青林

（①蘭州大學西部災害與環境力學教育部重點實驗室土木工程與力學學院 蘭州 730000）

（②敦煌研究院國家古代壁畫與土遺址保護工程技術研究中心 敦煌 736200）

敦煌莫高窟玉門組砂礫巖風化特征研究*

葉 飛①諶文武①梁行洲①張景科①郭志謙①郭青林②

（①蘭州大學西部災害與環境力學教育部重點實驗室土木工程與力學學院 蘭州 730000）

（②敦煌研究院國家古代壁畫與土遺址保護工程技術研究中心 敦煌 736200）

風化是引起莫高窟圍巖（砂礫巖）破壞的一種重要病害，嚴重影響莫高窟的長期保存。為研究莫高窟玉門組砂礫巖的風化特征，選取莫高窟南側一處崖體為試驗點，采用逐層剝離的方法，分別在距崖體側表面0cm、3cm、5cm、8cm及10cm深度處進行現場聲波測試、回彈測試并取樣進行X－射線衍射試驗和易溶鹽試驗。試驗結果表明：莫高窟圍巖在風化作用下強度降低，現場聲波測試和回彈測試結果均隨著開挖深度的增加而不斷升高；砂礫巖膠結物的主要礦物為石英、方解石、長石、白云石、石膏等，主要黏土礦物是綠泥石；其可溶鹽主要包括Na2SO4、NaCl、CaSO4等。同時結合氣象數據及試驗結果，分析了影響巖體風化的主要因素，初步討論了巖體的風化機理，包括：（1）溫度應力引起巖體結構破壞和裂隙發育；（2）膠結物中的主要礦物方解石易于發生水化作用，轉化成易溶的Ca（HCO3）2，發生遷移，破壞巖體的膠結結構；（3）鹽風化也是巖體風化的一個重要方式，Na2SO4、CaSO4等可溶鹽在水汽作用下發生溶解、結晶及水合作用，體積膨脹，對孔隙壁產生較大壓力，致使巖體顆粒之間聯結減弱，結構破壞，裂隙發育。……