敦煌莫高窟玉門組砂礫巖風(fēng)化特征研究

摘要： 風(fēng)化是引起莫高窟圍巖(砂礫巖)破壞的一種重要病害,嚴(yán)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(fēng)化特征,選取莫高窟南側(cè)一處崖體為試驗(yàn)點(diǎn),采用逐層剝離的方法,分別在距崖體側(cè)表面0cm、3cm、5cm、8cm及10cm深度處進(jìn)行現(xiàn)場聲波測試、回彈測試并取樣進(jìn)行X-射線衍射試驗(yàn)和易溶鹽試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:莫高窟圍巖在風(fēng)化作用下強(qiáng)度降低,現(xiàn)場聲波測試和回彈測試結(jié)果均隨著開挖深度的增加而不斷升高;砂礫巖膠結(jié)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、Na Cl、Ca SO4等。同時(shí)結(jié)合氣象數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果,分析了影響巖體風(fēng)化的主要因素,初步討論了巖體的風(fēng)化機(jī)理,包括:(1)溫度應(yīng)力引起巖體結(jié)構(gòu)破壞和裂隙發(fā)育;(2)膠結(jié)物中的主要礦物方解石易于發(fā)生水化作用,轉(zhuǎn)化成易溶的Ca(HCO3)2,發(fā)生遷移,破壞巖體的膠結(jié)結(jié)構(gòu);(3)鹽風(fēng)化也是巖體風(fēng)化的一個(gè)重要方式,Na2SO4、Ca SO4等可溶鹽在水汽作用下發(fā)生溶解、結(jié)晶及水合作用,體積膨脹,對孔隙壁產(chǎn)生較大壓力,致使巖體顆粒之間聯(lián)結(jié)減弱,結(jié)構(gòu)破壞,裂隙發(fā)育。 （共8頁）