CN113532989A - 一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法 - Google Patents
一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113532989A CN113532989A CN202110791807.1A CN202110791807A CN113532989A CN 113532989 A CN113532989 A CN 113532989A CN 202110791807 A CN202110791807 A CN 202110791807A CN 113532989 A CN113532989 A CN 113532989A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- sample
- earthen
- simulation
- soil sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 294
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 75
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000011160 research Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 93
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 13
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 13
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 239000002688 soil aggregate Substances 0.000 description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 11
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 10
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法，该制备方法，该方法经过优化土壤在粒径大小、含水量及样品压缩比等方面的参数，可以制备具有良好均匀性，既具有土壤结构的代表性，又满足实验结果重现性的土质文物模拟样，该发明不仅可以获得小尺寸上圆柱形土质文物模拟样也可以获得大尺寸上长方体形土质文物模拟样。为土遗址或考古发掘现场脆弱土遗迹等土质文物加固研究提供一种可靠的模拟样制备方法。
Description
技术领域
本发明属于文物保护领域，涉及一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法。
背景技术
土遗址或考古发掘现场脆弱土遗迹等土质文物保护研究主要集中在加固保护方面，而由于文物的不可再生性，在土质文物加固方法研究的实验中不能直接以文物为研究的实验对象，因此常以模拟样为研究对象，通过对土质文物模拟样的加固研究来评价加固方法的科学性和可靠性。
用于模拟样制备的土壤基本来源于自然界，而自然界中的任何一种土壤都是由矿物质颗粒构成的，这些大小、形状、组成和性质不同的矿物质颗粒在土壤中配比千差万别。在自然状态下，这些大小不一的土粒，有的单个存在于土壤中，而大部分则相互粘结在一起组成复粒。土粒粒径大小的不同导致土壤的性质如粘着性、可塑性和胀缩性等有明显差异，也对加固工艺具有明显影响。随着土粒粒径由大到小变化，这些性质由不显著也会变得显著，并且由弱变强，但是对体现加固工艺的敏感性是由强变弱。土壤颗粒是很不均匀的，存在大小不同的颗粒，因此用自然条件下的土制备重现性好的土样是比较困难的。尽管从研究对象的真实性而言，应该采用原始土样，但原始土样的不均性对获得具有一定规律的研究结果带来了很大的困难。因此，在原始土样基础上进行处理是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法，以解决现有技术中原始土样难以制备出具有重现性好的试验模拟样的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将取自地下1～9米深处的原土除去杂质，破碎后干燥，将干燥后的土壤过筛后获得粒径在40～80目之间的土样颗粒，将土样颗粒干燥后平铺在纱网上，放置于恒温恒湿箱中，增加土壤的湿度，增加湿度后的土壤含水量为2.0～3.0％；
步骤2，将具有湿度的土壤进行压缩后获得模拟样，所述模拟样的密度为1.1～1.3g/cm3。
本发明的进一步改进在于：
优选的，步骤1中，将干燥后的土壤依次过两次筛子后获得目标目数范围内的土样颗粒，所述两次筛子的目数分别为粒径范围的下限和上限；取土深度为2～5米。
优选的，步骤1中，所述土样颗粒的粒径为60～80目。
优选的，步骤1中，最终土壤含水量为2.3～2.5％。
优选的，步骤1中，最终土壤含水量为2.3％。
优选的，步骤2中，所述模拟样为柱状土样，所述柱状土样的高度为0.8～1.4cm，直径为1cm。
优选的，步骤2中，所述模拟样为柱状土样，所述柱状土样的高度为0.9cm，直径为1cm。
优选的，步骤2，所述模拟样为长方体土样，所述长方体土样的高度为1.7～2.0cm。
优选的，步骤2，所述模拟样为长方体土样，所述长方体土样的高度为1.9cm。
一种通过上述任意一项制备方法制得的用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，该方法经过优化土壤在粒径大小、含水量及样品压缩比等方面的参数，可以制备具有良好均匀性，既具有土壤结构的代表性，又满足实验结果重现性的土质文物模拟样，该发明不仅可以获得小尺寸上圆柱形土质文物模拟样也可以获得大尺寸上长方体形土质文物模拟样。为土遗址或考古发掘现场脆弱土遗迹等土质文物加固研究提供一种可靠的模拟样制备方法。
本发明还公开了一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样，该模拟样为压缩模拟样，该压缩模拟样均匀性较好，既保证了模拟样保留了实际土壤结构特征，又能在土质文物加固保护研究实验中获得良好的实验重现性。该模拟样在开展土质文物加固保护研究尤其是土遗址或考古发掘现场脆弱土遗迹等土质文物加固保护研究提供基础保障，同时可靠的土质文物模拟样对获得具有规律性研究结果具有重要影响。
附图说明
图1是不同粒径土壤团粒所制得的小尺寸圆柱形模拟土样照片。
图2是原土在不同浓度乙醇溶液中的粒径分布。
图3是不同粒径土壤在60％乙醇溶液中的粒径分布。
图4是不同密实度小尺寸圆柱形模拟土样照片(a,b,c分别为压力依次增大的重塑土样；d为相应的侧面图)。
图5大尺寸长方体形模拟样制备模具照片，其中，(a)图为模具侧面照片，(b)图为模具俯视照片，(c)图不同厚度长方体形模拟样照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明公开的用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，该制备方法的具体步骤为：
(1)将取自地下1～9米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料，优选的，地下深度为2～5米。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.0～3.0％，优选的，含水量为2.3～2.5％，进一步优选土壤的含水量为2.3％。
(2)称取步骤(1)获得的土样0.80～1.20g，置于直径为1厘米的模具中，用粉末压片机压制成高度为0.8～1.4厘米的柱状土样，优选的，土样的质量为0.85～1.00g，更为优选的，土样的质量为0.85克，小尺寸圆柱形模拟土样压制高度为0.9厘米。
(3)称步骤(1)获得的土样180克，加入到自制大尺寸长方体形模具中，该模具长度15厘米，宽5厘米，可以从上下左右四个方向对土壤进行施加外力，确保了主要影响的外加压力在径向方向上传递的均匀性，通过用粉末压片机压制成高度在1.7～2.0厘米厚度的长方体土样。优选土样制备的外加向下的压力为0.8～1Mpa，模具的下部连接有弹簧，当向下施加压力时，模具的下部被弹簧反弹支撑，大尺寸长方体形模拟土样优选高度为1.9厘米。
步骤(2)和步骤(3)压实模拟样的密度为1.1～1.3g/cm3。
实施例1
(1)将取自地下1～9米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.3％。
(2)称步骤(1)获得的土样0.85克置于直径为1厘米的模具中，压制成高度为0.9厘米的柱状土样。
实施例2
(1)将取自地下1～9米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.8％。
(2)称步骤(1)获得的土样0.85克置于直径为1厘米的模具中，压制成高度为0.9厘米的柱状土样。
实施例3
(1)将取自地下1～9米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.3％。
称步骤(1)获得的土样180克，加入到图5中大尺寸长方体形定制模具中，用粉末压片机压制成高度在1.9厘米厚度的长方体土样。
实施例4
(1)将取自地下2～5米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2％。
(2)称步骤(1)获得的土样0.69克置于直径为1厘米的模具中，压制成高度为0.8厘米的柱状土样。
实施例5
(1)将取自地下2～5米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.5％。
(2)称步骤(1)获得的土样0.94克置于直径为1厘米的模具中，压制成高度为1厘米的柱状土样。
实施例6
(1)将取自地下2～5米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.8％。
(2)称步骤(1)获得的土样1.22克置于直径为1厘米的模具中，压制成高度为1.2厘米的柱状土样。
实施例7
(1)将取自地下2～5米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在3％。
(2)称步骤(1)获得的土样1.31克置于直径为1厘米的模具中，压制成高度为1.4厘米的柱状土样。
实施例8
(1)将取自地下2～5米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.6％。
称步骤(1)获得的土样168.3克，加入到图5中大尺寸长方体形定制模具中，用粉末压片机压制成高度在1.7厘米厚度的长方体土样。
实施例9
(1)将取自地下2～5米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.1％。
称步骤(1)获得的土样175.3克，加入到图5中大尺寸长方体形定制模具中，用粉末压片机压制成高度在1.9厘米厚度的长方体土样。
实施例10
(1)将取自地下2～5米深处的原土除去砂石等杂质，然后进行破碎再在自然条件下干燥，然后分别过60目和80目的筛子，最终选择粒径在60～80目之间的土样颗粒为模拟样制备土样原料。在烘箱中进行干燥处理，然后将干燥后的土壤均匀平铺在纱网上，并将其放入恒温恒湿箱中，使土壤具有一定的含水量，其含水量在2.6％。
称步骤(1)获得的土样174.2克，加入到图5中大尺寸长方体形定制模具中，用粉末压片机压制成高度在1.8厘米厚度的长方体土样。
试验参数的获得及验证：
土质文物加固保护一般以水或乙醇作为加固剂的溶剂，而根据文物保护原真性要求，土质文物加固后应最大限度保持土壤的原有结构，因此，理想的土质文物模拟样需反映加固剂(一般指溶剂)对土壤结构上的影响，这也是加固剂和加固方法评价的重要指标。实际上，以上要求是与制备模拟样土壤的粒径大小有关。如图1所示，小粒径土样有利于实验结果的重现性，而缺乏土样结构代表性，同时，小粒径土样也会降低加固工艺对土样结构影响的敏感性。大粒径工艺敏感性强，土壤结构代表性强，但是均一性较差。为了考察制备理想土质文物模拟样土壤粒径大小范围，发明人以乙醇水溶液为溶剂考察土质文物加固剂溶剂对土壤结构的影响，通过原土在不同配比乙醇中的粒径分布，确定乙醇水溶液配比，在此基础上通过不同目数范围的土团粒在乙醇水溶液中的粒径分布，确定土质文物模拟样制备土壤粒径范围。具体试验情况如下：
1、原土在不同配比乙醇溶液中的粒径分布
取地下原土粉碎之后，将相同质量的土分别分散在乙醇、80％乙醇水溶液、60％乙醇水溶液、40％乙醇水溶液、20％乙醇水溶液、纯水溶液中，分别测试土壤的粒径分布，其结果如图2所示。
从图1可以看出，土壤团粒在不同溶液中的粒径分布具有差异性，粒径分布范围越宽说明土壤团粒结构受溶液影响越小，土壤团粒不易在溶剂作用下崩解为小颗粒，越有利于维持土壤原有结构。当乙醇溶液浓度在60％以下时，100μm以上粒径的土壤颗粒基本消失，说明土壤团粒受溶剂影响崩解小颗粒团粒；而当乙醇溶液浓度在60％以上时，土壤粒径分布较宽，说明土壤团粒受溶剂影响较小。因此，本将以60％乙醇溶液为溶剂，对制备理想土质文物模拟样所需土壤粒径范围进行优化研究。
2、不同粒径土团粒在乙醇水溶液中的粒度分布
在颗粒粒度测定前，需要对介质的折光率进行测定。配制乙醇体积分数为60％的水、乙醇混合溶剂，用密度折光仪测定溶剂在25℃时的折光率。将500ml乙醇体积分数为60％乙醇-水混合溶剂加入到激光粒度仪的分散器中，当溶剂循环稳定后，分别加入适量的40-60目、60-80目、80-100目以及大于100目不同粒径的土团粒到分散器中，测定其粒径分布，其结果如图3所示。
从图3可以看出，不同粒径土团粒在乙醇水溶液中粒径的变化有着明显的差别。随着粒径的增加，土团粒在乙醇水溶液中粒径明显变小。对于80-100目及大于100目的土壤颗粒而言，其粒径变化曲线为直线，这说明溶剂中乙醇和水对大粒径土壤团粒结构的破坏作用相当，因此，大粒径土壤颗粒制得的模拟样对于研究土遗址或土质文物加固评价土壤结构变化规律上差异性是不够明显的，显然大粒径不适合用于模拟样的制备。图中60-80目以及40-60目土壤粒径变化曲线反映出的结果表明，这个两个范围内的土壤粒径均能反映出乙醇和水对土壤粒径影响的差异性，也就是具有加固工艺敏感性，而土壤粒径在60-80目时，更加具有代表性，因此，模拟样制备最佳土壤粒径应选择60-80目范围内的土壤颗粒。
3、土样压缩比对小尺寸模拟样的影响
称取60-80目的土团粒0.80g，置于直径为10mm的模具中，在相同的压力下用粉末压片机压制不同次数，制成三种不同高度的柱状土块。通过对相同压力下压制不同次数所制的重塑土样进行密度计算，其结果如表2-3中所示。相对应的土样表面和侧面照片如图4所示，从图4可以看出，当压力增大到图4中c图所示程度时，样品密实度增大的同时，从样品侧面可以看出样品均一性变差，因此，对于小型土质模拟样而言，模拟样的密度应在1.1～1.3g/cm3范围比较适宜。
表1图4中不同压缩比小尺寸圆柱形土样比重及高度
4、土样压缩比对大尺寸模拟样的影响
为了提供大尺寸土质文物模拟样制备方法，本发明设计了一种长方体形模拟土样制备铝制模具，如图5(a和b)所示。此模具代替传统土样竖压模式，采用横压方式制备重塑土样，使土样保持四面受力模式，保证了重塑土样径向均匀性。以粒径在60～80目之间，含水量在2.3％的土样颗粒为模拟样制备土样原料，通过该模具在不同压力下分别获得不同厚度的长方体形模拟样土样，如图5(c)所示。分别测试以上不同厚度模拟土样在不同径向高度容重，其测试结果如表2所示。从表2可以看出，对于同一厚度不同重塑土样不同高度的容重值基本一致，这充分说明了用此种制样方式压制的重塑土样具备良好的均一性与重现性，由于制样本身造成的误差较小，这也证明了所建立的长方体重塑土样制备方法在揭示土遗址保护相关规律上的代表性与可行性。
表2不同重塑土样径向容重表
用于土遗址或考古发掘现场脆弱土遗迹等土质文物模拟样制备的土壤团粒粒径越小越有利于样品的均一性和研究结果的重现性，但却缺乏土样结构代表性，同时，小粒径土样也将降低加固工艺对土样结构影响的敏感性，不利于考察加固方法是否可以保持土质文物原真性。大粒径土样虽然对加固工艺敏感性较强，且具有土样结构代表性，但是均一性较差。因此，制备土质文物模拟样所用土壤的粒径大小会对实验结果规律性变化产生影响。
土质文物模拟样制备一般采用地下具有一定深度处的土壤为原料，地下土壤一般含水量较高，虽然土壤含有一定水分是模拟样成型所需条件，但水分过高在压制过程中土样孔隙变小将会破坏土壤原有团粒粒径，所获得的模拟样与实际土质文物结构不符合，而土壤水分过低不易于成型。此外，模拟样在形成时所需的压力也应在合适的范围内，既要有一定的压力确保模拟样成型，也不能超过一定的压力范围，因为压力过大产生的压缩比较大不利于模拟样的均匀性性以及土壤与实际土质文物在结构上的匹配性。因此优化土质文物模拟样制备在土壤粒径、水分含量、土壤及样品压缩方面的参数至关重要。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将取自地下1～9米深处的原土除去杂质，破碎后干燥，将干燥后的土壤过筛后获得粒径在40～80目之间的土样颗粒，将土样颗粒干燥后平铺在纱网上，放置于恒温恒湿箱中，增加土壤的湿度，增加湿度后的土壤含水量为2.0～3.0％；
步骤2，将具有湿度的土壤进行压缩后获得模拟样，所述模拟样的密度为1.1～1.3g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤1中，将干燥后的土壤依次过两次筛子后获得目标目数范围内的土样颗粒，所述两次筛子的目数分别为粒径范围的下限和上限；取土深度为2～5米。
3.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述土样颗粒的粒径为60～80目。
4.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤1中，最终土壤含水量为2.3～2.5％。
5.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤1中，最终土壤含水量为2.3％。
6.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述模拟样为柱状土样，所述柱状土样的高度为0.8～1.4cm，直径为1cm。
7.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述模拟样为柱状土样，所述柱状土样的高度为0.9cm，直径为1cm。
8.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤2，所述模拟样为长方体土样，所述长方体土样的高度为1.7～2.0cm。
9.根据权利要求1所述的一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样的制备方法，其特征在于，步骤2，所述模拟样为长方体土样，所述长方体土样的高度为1.9cm。
10.一种通过权利要求1-9任意一项制备方法制得的用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110791807.1A CN113532989B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110791807.1A CN113532989B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113532989A true CN113532989A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113532989B CN113532989B (zh) | 2024-08-13 |
Family
ID=78127774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110791807.1A Active CN113532989B (zh) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | 一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113532989B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110045400A (ko) * | 2009-10-26 | 2011-05-04 | 한국지질자원연구원 | 시편의 중량 측정이 가능한 항온항습장치 및 이를 이용한 상대함수율 계측방법 |
| CN102852234A (zh) * | 2012-08-30 | 2013-01-02 | 兰州大学 | 一种桐油处理潮湿土遗址方法 |
| US20160153954A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-02 | University Of Connecticut | Methods and Systems to Replicate Soil Properties |
| CN106940265A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-11 | 长安大学 | 一种环剪试验土样制备装置及制样方法 |
-
2021
- 2021-07-13 CN CN202110791807.1A patent/CN113532989B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110045400A (ko) * | 2009-10-26 | 2011-05-04 | 한국지질자원연구원 | 시편의 중량 측정이 가능한 항온항습장치 및 이를 이용한 상대함수율 계측방법 |
| CN102852234A (zh) * | 2012-08-30 | 2013-01-02 | 兰州大学 | 一种桐油处理潮湿土遗址方法 |
| US20160153954A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-02 | University Of Connecticut | Methods and Systems to Replicate Soil Properties |
| CN106940265A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-11 | 长安大学 | 一种环剪试验土样制备装置及制样方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张虎元等: "不同遗址土的热物理参数研究", 《岩土力学》, vol. 35, no. 1, pages 1 - 2 * |
| 张金风: "土遗址保护中的加固过程研究", 《中国文物科学研究》, no. 01, pages 53 - 57 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113532989B (zh) | 2024-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tang et al. | Experimental characterization of shrinkage and desiccation cracking in thin clay layer | |
| Vanapalli et al. | The relationship between the soil-water characteristic curve and the unsaturated shear strength of a compacted glacial till | |
| Ho et al. | Stress-strain behaviour of cement-stabilized Hong Kong marine deposits | |
| Mukherjee et al. | The impact of scrapped tyre chips on the mechanical properties of liner materials | |
| Modak et al. | Stabilization of black cotton soil using admixtures | |
| Tatsuoka et al. | Importance of controlling the degree of saturation in soil compaction | |
| CN106738205A (zh) | 一种基于振动试验的水泥稳定破碎砾石配合比设计方法 | |
| Lade et al. | Characterization of cross-anisotropic soil deposits from isotropic compression tests | |
| CN111892370A (zh) | 地质力学模型试验模拟劣化岩体相似材料及配比确定方法 | |
| Dang et al. | Evaluation of swelling behaviour and soil water characteristic curve of bagasse fibre and lime stabilised expansive soil | |
| CN111735733B (zh) | 一种获取弃渣场松散渣料天然密度的方法 | |
| Pullen et al. | Index and engineering properties of Oregon cob | |
| Heibrock et al. | Tensile strength of compacted clays | |
| Zhong et al. | Evaluation and analysis of the effect of lignin amelioration on loess collapsibility | |
| CN113532989A (zh) | 一种用于土遗址或土质文物加固研究的模拟样及其制备方法 | |
| Åhnberg | Effects of back pressure and strain rate used in triaxial testing of stabilized organic soils and clays | |
| Ahmadi-Naghadeh et al. | A new isotropic specimen preparation method from slurry for both saturated and unsaturated triaxial testing of a low-plasticity silt | |
| Abdullah et al. | Rehabilitation of medium expansive soil using cement treatment | |
| Hatami et al. | Reinforcement pullout capacity in mechanically stabilized earth walls with marginal-quality soils | |
| Fu et al. | An investigation of the particle breakage behaviour of rubber reinforced sand | |
| Shakir et al. | Bearing capacity of shallow foundation on geogrid reinforced soil | |
| Chen et al. | Creep properties of rockfill materials with fractal structure in mass | |
| Mambo et al. | Investigating the performance of stabilized laterite block as an alternative walling units for Abuja | |
| Wang et al. | Compaction and shear strength tests of clay soils reinforced by carbon fibers | |
| Lu et al. | Study on deformation characteristics of dam rockfill materials in a hydropower station |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |