兩種環境下賀蘭山巖石物理力學特性試驗研究

林青青，楊有貞,2*，馮海燕，趙詣深，馬文國,2

（1.寧夏大學 物理與電子電氣工程學院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學 固體力學研究所，寧夏 銀川 750021）

0 引 言

賀蘭山地處西北內陸干旱地區和東亞季風區之間，是我國重要的氣候過渡帶。賀蘭山地區氣候較為干旱，年降水量小于400 mm的地區占總面積的98.5%[1]，且晝夜溫差大，同時由于環境污染等原因，該地區降水pH值曾達到5.22[2]。賀蘭山巖石長期暴露在大氣中，水和溫度變化對其造成的影響不可忽略。當外界溫度較低時，巖石中的水分凍結后體積膨脹導致其內部的微孔隙、裂隙數量增多體積增大，溫度升高冰霜融化，水分滲入新的孔隙、裂隙，并隨著溫度的變化再次凍結、融化，孔隙、裂隙也隨之不斷發育，此過程即為凍融循環。處于干燥和酸性環境下的賀蘭山遺址區巖石遭受凍融損傷日益嚴重，導致賀蘭山巖畫產生顆粒脫落、表層剝落等病害，部分巖畫表面圖案已經難以分辨，如圖1所示。因此研究兩種環境下賀蘭山巖石物理力學特性對賀蘭山遺址的保護具有重要意義。

圖1 賀蘭山巖畫表層損傷Fig.1 Surface damage of Helan Mountain rock painting

傅鶴林等[3]對不同凍融循環次數的板巖彈性參數進行了研究，結果表明巖石的彈性模量、剪切模量及單軸抗壓強度隨凍融次數的增加而降低；唐江濤等[4]模擬了不同類型巖石的凍融風化過程，實驗結果表明隨著凍融時間的延長，巖石的力學性質逐漸下降。鄧華鋒等[5-6]以三峽庫區庫岸邊坡變幅帶的砂巖為研究對象，設計了“飽水-風干”循環作用試驗，得出了水壓力的升、降和飽水-風干循環作用對巖樣的損傷有累積作用的結論?！?br>