荆门獾子冢搬迁车马土体分析研究

荆门獾子冢搬迁车马土体分析研究 留学教育展会 内容摘要:本研究采用SEM-EDS和XRD分析方法，对獾子冢搬迁车马土体土样进行分类定性，对土样的元素成分、黏粒矿物组成进行分析。针对车马土体最典型的裂纹病害，对土样进行物理力学性质分析和试验，特别是进行了不同初始含水量下土样的失水收缩模拟实验，对土壤的线收缩率的变化进行了对比研究。此外对土样易溶盐、酸碱度、有机质含量也进行了测试。试验研究不仅可以为后续修复工作的科学实施和保存展示的顺利展开奠定基础，也为探讨比较规范的土质类文物的分析方法和试验方案提供了 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 借鉴。 前言 为配合南水北调引江济汉工程建设，湖北省文物考古研究所组织力量，对工程涉及的地处荆门市沙洋县后港镇松林村二组的严仓墓群的獾子冢主墓(M1)和车马坑进行了抢救性发掘，清理了大型楚墓一座和车马陪葬坑两座。由于两座车马坑保存状况良好、观赏价值较高，文物科技保护工作人员对其中的两乘车马进行了整体搬迁，现存放于荆门博物馆临时库房内。在存放过程中，搬迁车马由于土体干燥失水，发生了严重的收缩开裂。为了科学合理地拟定后续保护修复方案，并顺利开展复原展示工作，对搬迁车马土体进行了系统的、有针对性的分析研究。 一 搬迁车马保存现状及典型病害 1. 搬迁车马土体病害 图版35是在发掘现场渍水饱和的车马土体，图版36为搬迁后的车马土体由于失水收缩而造成的龟裂和纵贯车体的裂纹。 车轮发掘后由于和周围土体剥离引起的卸荷作用而产生的裂纹，见图版37。车轮土体发掘后由于应力而造成的局部崩裂，见图版38。 2. 临时存放库房内温度、相对湿度监测 库房环境监测选择温度和相对湿度两个参数，采用一个温、湿度计来进行测量，人工记录温湿度数值。并同时对库房内的水分凝结状况、车马土体 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的霉菌滋生和发展情况进行记录。根据室内实际情况，采用人工干预进行主动通风换气，改善和调整库房内的温、湿度水平。观察车马比较明显的状态变化，对显著病害比如土体的开裂等进行描述和测量记录。整个记录过程包括两个时间段:从2010年11月3日开始，车马从发掘地搬迁进库房后进行记录，到2010年12月9日，为第一个阶段;2011年5月19日到2012年2月9日，为第二个阶段(见图1)。 在监测过程中，记录到的最高温度为2011年8月17日的32?，最低温度为2012年2月3日的5?。记录到的最高相对湿度为2010年11月17日的96%，最低相对湿度为2011年10月14日下午通风后的40%。除过通风换气造成的相对湿度较大幅度降低之外，目前存放车马的简易库房内的相对湿度基本稳定在88%左右，形成了一个湿度水平相对平稳的保存环境。 二 车马出土所在地的地质状况调查 沙洋地区位于湖北省江汉平原西北部，属中生代以来沉降带，是江汉盆地的组成部分。 地层特性:区内为新生代第三系地层和第四系松散堆积物。上层是第四系全新统，由亚黏土、亚砂土及黏土层组成。中层由中、上更新统组成，主要岩性是一套砂砾石，厚30-50米。下层是由第四系下更新统和第三系组成，下更新统是一套 砂砾石层，第三系是一套成岩较差的黏土层、泥灰岩及砂岩。中下两层间有一厚度不等的黏土层。 地质构造特性:区内构造单一，中生代以来以垂直升降为主，各处沉积厚度不等。近汉江一带沉积厚度较大，边缘地带沉积较薄。东部与基岩山区接触，褶皱和断裂发育充分，有北西向和北北东向两组构造行迹，其中北北东向断裂在易家岭一带延至沙洋地区，被第四系掩埋，它构成地质系统与基岩山区直接连接的通道[1]。 三 土壤相关特性分析研究 1. 土壤试验分析的内容 对獾子冢车马出土所在地进行系统规范的土壤采样，用于后续的试验分析。土壤分析测试内容包括:结合SEM-EDS 和X射线衍射(XRD)分析，确定车马土体的黏粒矿物组成;土壤的物理力学性质分析试验，包括原始土样的力学特性测试分析，制作成标准试样的土样力学特性测试分析;进行土壤的收缩特性测试，通过测定土壤在不同初始含水量下，土样在失水过程中的含水率和收缩率之间的对应关系，以得到土壤的收缩特性曲线。 2. 土壤元素成分、黏粒矿物、易溶盐等试验分析。 根据收集的荆门沙洋地区的土壤分布区划资料，基本上可以推断车马出土地所在的土壤类别为具有隐域土特征的黄棕壤土类中的一个亚类[2]，但还需要进一步实验室分析结果的支持和界定。 扫描电镜能谱分析结果(见表1)表明，车马出土地的土样元素化合物组成以石英基质为主要成分，此外还有铝、铁、钾、镁、钙等元素相成分。土样X射线衍射分析结果(表2)清楚显示了严仓车马土样黏粒矿物的具体组成及成分含量。对照各种黏粒矿物的组成与扫描SEM-EDS分析结果可见，两种方法的 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 结果可以很好地相互印证。总之，獾子冢车马土样以富集铝铁相的硅酸盐矿物为主，此外还有部分含钾镁相的碳酸钙成分。 沙洋县所在地区的土壤，其成土母质主要有第四纪黏土，砂页岩、石灰岩和紫色砂页岩风化物，近代河流冲积物[1]。沙洋地区土壤区划属于黄棕壤类，属淋溶土纲，富铁铝相，都有黏粒迁移和黏化的特征，土体中常有黏粒膜存在，古地层或古风化壳带常有胶膜集积和大量结核[3-5] 。该土类主要发育于板页岩、第四纪黏土、玄武岩母质，广泛分布于低山丘陵区，是本地主要林荒地土壤。上层较厚，质地较黏，土壤养分含量不高。这和能谱分析与X射线衍射分析的结果比较吻合。因此，基本上可以将獾子冢车马土样归属于黄棕壤。 从表3可以看出，土样易溶盐中检出的阳离子与扫描电镜能谱分析和衍射分析的结果基本吻合。土样中有机质含量仅为0.73%，低于黄棕壤的有机质含量标准值1.37%。土样pH值7.44，呈微碱性，略高于黄棕壤pH值范围6.6-6.7。 3. 土样物理力学性质分析和试验 土壤的力学性质是指土壤在外力作用下所表现的性质，主要为变形和强度特性。土的力学性质主要取决于土的物质成分、结构和构造特点，还与受力条件有关。土的力学性质实质上说明土的联结和孔隙在外力作用下可能产生的变化。一般指在压应力作用下土粒移动导致孔隙体积缩小的压缩性和抵抗剪切破坏的抗剪性[6]。 对于含有黏粒的土壤，随着土壤含水量的改变，土壤容积也会随之改变，从而影响土壤机械特性。由土壤的干湿变化可以预测表面土体的收缩与膨胀，土壤在饱和-干燥收缩过程中容易产生表面下陷和裂隙。砂质黏壤土、粉砂质黏壤土、黏壤土的整个收缩曲线变化较平缓，壤土、粉砂壤土的整个收缩曲线有很大的跳跃性[7]。 所有土样物理力学试验的内容参数选定参考国家标准《GB/T 50123-1999 土工试验方法标准》，试验操作均按《土工试验规程》SL237-1999进行。土样物理力学测试内容包括土样的含水量和密度试验，土样的界限含水量试验，土样的液限、塑限及塑性指数。对一定干密度试样在不同含水量下进行 膨胀率试验，测定不同含水量下土样的膨胀率及膨胀力、线缩率、体缩率、收缩系数、缩限。 确定的松散干燥土样的自由膨胀率，不同含水量试样的无荷载膨胀率、收缩系数、缩限、收缩稳定后的线缩率、体缩率见表4。选择四个试验含水量，三个大于塑限(土样的塑限为25.56%)的含水量26%、32%、38%，一个饱和含水量为43.24%，进行土样的失水过程收缩率测试。根据试验结果绘出收缩过程中线缩率与含水量关系曲线，如图2所示。土样的自由膨胀率为36%，表明土样为非膨胀性土，但该土样具有较大的收缩性。土样的膨胀率随试样含水量的增大而迅速减小，收缩稳定后的线缩率、体缩率及干密度皆随试样初始含水量的增大基本上呈增大的趋势，收缩系数随试样初始含水量的增大基本上呈先减小后基本不变的趋势。四种初始含水量存在差异的土样，当失水至含水量低于12%左右时，土样的线收缩均基本达到稳定状态。 四 总结 对于獾子冢搬迁车马这类土质类文物，其保存环境的温湿度与其病害的发展和演变直接相关，因此保持相对稳定的温湿度是此类文物修复和保护的关键。土壤在失水过程中由于承受一定的力，土壤容积减小，容重不断增大，是一个收缩的过程。因此掌握出土车马土体的干湿收缩特征，对拟定合理的出土车马的后期修复方案极其关键。对搬迁车马土体的修复，应该选择在土体含水量进入比较平缓的收缩段时进行。由于此时土体进入比较稳定的微小收缩阶段，裂纹的扩展基本停止，这时进行的灌浆和填充修复工作的成效最显著，而且不需要后续返工。 留学教育展会