三星堆城墻干縮裂縫開裂與擴展機理*

曲 瑾 馬建林 楊 柏

(西南交通大學土木工程學院，成都 610031，中國)

0 引 言

土遺址是“以土作為主要建筑材料的人類歷史上生產、生活等活動遺留下來的遺跡”(孫滿利等，2007a)。土遺址承載著重要的歷史、文化和科學價值，一旦破壞不可再生。然而考古挖掘使土遺址脫離原賦存環境，暴露于空氣中，致使遺址表面土體迅速干裂。這些裂縫破壞了遺址表面的完整性，降低了結構的穩定性，是威脅土遺址安全最主要的病害。如不及時保護將引發局部的脫落甚至整體垮塌，造成不可逆的損失。因此需要在了解遺址土體開裂與擴展特性的基礎上，推斷遺址表面裂縫的開裂過程，并在合適的時機對土遺址施以恰當的保護措施以防止干縮裂縫的產生和進一步發展。

土遺址易受自然環境的侵蝕，表面普遍發育大量干縮裂縫(趙海英等，2003；孫滿利等，2007a；張虎元等，2011)。通過現場病害調查發現，相比于西北干旱地區，南方潮濕土遺址具有干縮裂縫數量多，間距小，表面剝落嚴重的特點(王旭東，2015；吳超英等，2017)。對土遺址干縮開裂機理的研究發現，土體開裂與內部失水、應力變化和收縮特性有關(劉平，2009；唐朝生等，2011a，2012；曹玲等，2016；冷挺等，2018)。土體在失水收縮過程中，受到邊界約束的作用而在內部產生拉應力(袁權等，2016；劉昌黎等，2017)。當拉應力超過土體本身的抗拉強度時，裂縫形成(Peron et at.，2009a，2009b；Ledesma，2016；劉昌黎等，2018)。因此裂縫通常在拉應力最大處開裂(Nahlawi et at.，2006)。但土體表面缺陷使局部抗拉強度降低，導致裂縫往往在缺陷處開裂(Costa et al.，2013)。……