CN109827911A - 一种加固后观测遗址土体色度差的评价方法 - Google Patents

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裴强强
尚冬娟
周杰
王武彦
李志强
郭青林
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Abstract

本发明公开一种加固后遗址土体色度差的评价方法，使用NR20XE色差仪测试土体色度参数，结合标准试样色度与遗址土的色度对比，具有的操作简便、测试时间短、可快速判断加固后土体色度差的特点。本发明主要解决现有目测法中人为主观因素和自然环境因素对色度差测试的影响，将色度差这一定性分析因素转化为定量指标，通过定量描述色度差可直观的获得不同区域土体颜色的具体差异，为评价土遗址保护加固效果提供了可靠的依据。

Description

一种加固后观测遗址土体色度差的评价方法
技术领域
本发明属于土遗址加固工程领域，具体的讲，是一种土遗址加固后，评价加固后观测土体与遗址体色度差的方法。
背景技术
我国西北地区遗存大量形式各异、内容丰富的土遗址，它们具有极高的艺术价值、历史价值和科研价值，在各种内外营力的作用下，这些土遗址受到不同类型病害和不同程度的破坏。我国自上世纪80年代末开始土遗址保护的相关研究，随着保护观念的不断科学化，人们对土遗址保护不断提出更高的要求，“保持原貌，修旧如旧”要求文物修复者们不仅要在形式上保持遗址的原貌，而且要求修复后遗址的整体外观、颜色与原遗址相似，如何科学有效的评价保护工作对遗址本体外观颜色的影响成为文物保护工作者研究的重要课题。
遗址保护加固后，表面色度差是评价工程加固效果的重要指标，并且经常用作加固材料的选用依据。现今土遗址常用的评价加固前后遗址色差的方法主要为目测法，研究表明目测法简单直接、易被人们所接受，然而目测法存在下述问题：
一、目测法受观察者主观因素影响较大，不同观察者对同一工程加固效果可能给出不同的评价结果。
二、目测法受自然环境影响较强，尤其是受自然光线强弱的影响大，同一观察者在不同环境下对同一工程加固效果往往得到不同的评价结论。
因此，如何有效排除人为主观因素和屏蔽自然环境对评价色度差的影响，保持修复后的土遗址与原貌一样，为此，研究一种加固后观测遗址土体色度差的评价方法是十分必要的，该方法对遗址加固效果的评价，保护土遗址具有重要的意义。
发明内容
鉴于上述，本发明的目的是提供一种加固后观测遗址土体色度差的评价方法。
本发明的目的是通过以下的技术手段来实现：
一种评价土遗址加固前后土体色度差的试验方法，其步骤是：
步骤1：用土预备：施工用土取自交河故城，测定施工用土中易溶盐的总量以及各阴离子和阳离子的含量,即总盐,CO2 -3,HCO-3,Cl-,SO2 -4,Ca2+,Mg2+,Na+,K+，易溶盐总量测定采用烘干法并对施工用土进行易溶盐、施工用土颗粒度为0.1-0.01微米；
步骤2：制备试样，施工用土和烧烧料礓石改性土混合，烧烧料礓石含量为3%~8%，含量梯度为0.5%，加水搅拌，水灰比为5：1；制作5cm×5cm×5cm的标准试样，试样干密度为1.7g/cm3，每组制作3个平行样，并作记录；
步骤3：标准试样色度测试，试样放置于室内自然阴干，试验室温度控制在25℃±1℃，采用质量控制方法确定试块是否完全干燥，当24h内试块含水率变化小于0.5%时，标准养护28d；选用NR20XE色差仪测试土体色度参数L、a、b，测试，测试过程中使仪器端头与土体密贴，防止漏光，计算各试块与原土试块的色度差，色度差计算公式如下：ΔE=[ (ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2；
步骤4：遗址土色度测试，选取交河故城南城墙体表面脱落区，测试脱落区微风化土体的色度参数L、a、b，并计算各标准试样与遗址体间的色度差；
步骤5：标准试样色度与遗址土色度对比，将试样色度与遗址土色度所得结果一一对比，通过试样与遗址土块的色度差调整施工用土和烧料礓石改性土混合比，当料礓石含量低于4%时，试验土体色度满足试验要求，当料礓石含量高于4%时，试验土体色度不符合工程要求；
步骤6：工程验证，试样与遗址土块的色度差介于4.0- 4.5间，在试验区夯筑试验墙验证，待试验墙完全干后，测试试验墙体的色度参数，当试验墙体与遗址墙体色度差介于4.0-4.5（图3），墙体色度差超过4.0且低于4.5时，表明试验墙体与遗址体的色度差基本满足试验要求。
本发明的优点和产生的有益效果是：
1、本发明对施工用土进行易溶盐处理，确定施工用土的盐分判定及含量,从而判断土壤盐渍状况和盐分动态,以减小土壤中所含有的水溶性盐分对修复工程腐蚀性影响,更好的保证工程质量。
2、本发明提供标准试样色度与遗址土的色度对比，具有操作简便、测试时间短、可快速判断加固后土体色度差的特点，而且具有避免人为主观因素和外界环境影响的优点，将土体颜色差异的定性识别转化为定量判断。为快速测试土体颜色参数、评价工程加固效果提供一种可靠的测试方法，并给出一般人眼可识别色度差提供了阈值范围。
3、本测试方法不仅在交河故城得到验证，而且在张掖草沟井遗址和额济纳旗大同城遗址中得到应用，对于挽救土遗址发挥了一定的作用。
附图说明
图1是本发明测试方法的示意图；
图2为不同料礓石含量试样与遗址体色度差；
图3是实施例色度差测试曲线。
具体实施方法
本实施例依托于张掖市草沟井遗址抢险加固工程，根据土遗址“保持原貌，修旧如旧”的原则，对施工所选用的工程用土的色度情况进行评价。下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细说明：
一种加固后观测遗址土体色度差的评价方法，其步骤是
步骤1：用土预备：施工用土取自交河故城，测定施工用土中易溶盐的总量以及各阴离子和阳离子的含量,即总盐,CO2 -3,HCO-3,Cl-,SO2 -4,Ca2+,Mg2+,Na+,K+，易溶盐总量测定采用烘干法并对施工用土进行易溶盐、施工用土颗粒度为0.1-0.01微米；
步骤2：制备试样，施工用土和烧料礓石（ZL2016110446319）混合，并搅拌均匀。试样中，烧料礓石含量为3%~8%，含量梯度为0.5%，加水搅拌，水灰比为5：1；制作5cm×5cm×5cm的标准试样，试样干密度为1.7g/cm3，每组制作3个平行样；
步骤3：标准试样色度测试，试样放置于试验室内自然阴干，试验室温度控制在25℃±1℃，采用质量控制方法确定试块是否完全干燥，当24h内试块含水率变化小于0.5%时，标准养护28d；选用NR20XE色差仪测试土体色度参数L、a、b。其中：L表示色彩的明暗程度，+a表示红色，-a表示绿色，+b表示黄色，-b表示蓝色，可以从NR20XE色差仪直接读取，测试过程中使仪器1端头与土体2密贴，土体2平整，防止漏光。计算各试块与原土试块的色度差，色度差计算公式如下：ΔE=[ (ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2；ΔL=L1-L2，表示明度差异，（ΔE)2表示总色差、(Δa)2表示红/绿差异、(Δb)2表示黄/蓝差异，表示测试计算格式块色度平方差；
步骤3：遗址土色度测试，选取南城墙体表面脱落区，测试脱落区微风化土体的色度参数L、a、b，并计算各标准试样与遗址体间的色度差；
步骤4：标准试样色度与遗址土色度对比，将试样色度与遗址土色度所得结果一一对比，通过试样与遗址土块的色度差调整施工用土和烧料礓石改性土混合比；当料礓石含量低于4%时，试验土体色度满足试验要求，当料含量高于4%时，试验土体色度不符合工程要求；
步骤5：工程验证，在试验区夯筑试验墙验证，试样与遗址土块的色度差介于4.0- 4.5间，待试验墙完全干后，测试试验墙体的色度参数，计算试验墙体与遗址墙体色度差（图3），只有少部分墙体色度差超过4.0且低于4.5，表明试验墙体与遗址体的色度差基本满足试验要求，。
在实际工程验收中，一般用人眼目测识别色度差。人眼目测识别色度差的阈值范围3.6~4。
本发明在交河故城四号小寺南墙北立面现场试验验证，当加固土体与原遗址体色度差小于4时，人眼几乎无法分辨颜色差距，当色度差大于4时，土体颜色差距较为明显，且所测色度差越大，土体颜色差距越大，结果表明室内试验所给出的一般人眼可识别阈值是可靠的。同时进行目测法对比，结果表明两者颜色差距不大，满足工程要求。

Claims (1)

1.一种评价土遗址加固前后土体色度差的试验方法，其步骤是：
步骤1：用土预备：施工用土取自交河故城，测定施工用土中易溶盐的总量以及各阴离子和阳离子的含量,即总盐,CO2 -3,HCO-3,Cl-,SO2 -4,Ca2+,Mg2+,Na+,K+，易溶盐总量测定采用烘干法并对施工用土进行易溶盐、施工用土颗粒度为0.1-0.01微米；
步骤2：制备试样（1），施工用土和烧烧料礓石改性土混合，烧烧料礓石含量为3%~8%，含量梯度为0.5%，加水搅拌，水灰比为5：1；制作5cm×5cm×5cm的标准试样，试样干密度为1.7g/cm3，每组制作3个平行样，并作记录；
步骤3：标准试样色度测试，试样放置于室内自然阴干，试验室温度控制在25℃±1℃，采用质量控制方法确定试块是否完全干燥，当24h内试块含水率变化小于0.5%时，标准养护28d；选用NR20XE色差仪（2）测试土体色度参数L、a、b，测试，测试过程中使NR20XE色差仪（2）的端头与土体（1）密贴，防止漏光，计算各试块与原土试块的色度差，色度差计算公式如下：ΔE=[ (ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2；
步骤4：遗址土色度测试，选取交河故城南城墙体表面脱落区，测试脱落区微风化土体的色度参数L、a、b，并计算各标准试样与遗址体间的色度差；
步骤4：标准试样色度与遗址土色度对比 ，将试样色度与遗址土色度所得结果一一对比，通过试样与遗址土块的色度差调整施工用土和烧料礓石改性土混合比，当料礓石含量低于4%时，试验土体色度满足试验要求，当料礓石含量高于4%时，试验土体色度不符合工程要求；
步骤5：工程验证，试样与遗址土块的色度差介于4.0- 4.5间，在试验区夯筑试验墙验证，待试验墙完全干后，测试试验墙体的色度参数，当试验墙体与遗址墙体色度差，墙体色度差超过4.0且低于4.5时，表明试验墙体与遗址体的色度差基本满足试验要求。
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