我国石窟寺数量众多，分布广泛，规模宏大，体系完整，拥有独特的艺术风貌和文化内涵，是我国最优秀的文化遗产类型之一。我国已公布的5058处全国重点文物保护单位中石窟寺类共288处，具有重大的历史、艺术、科学、文化和社会价值。而这些遗址长期暴露在自然环境中，遭受着雨、雪、地下水、日照、风、易溶盐等因素的影响，发育了大量病害，其中表面风化是直接影响遗址表面外观且间接影响遗址寿命的病害，大量石窟的保存状态每况愈下，亟待保护。
本书基于甘肃省科技重大专项项目“砂岩石窟寺防风化技术研发与应用示范”（编号：18ZD2FA001）的研究成果，以我国石窟寺重要组成部分的甘肃省砂岩石窟寺为研究对象，在系统总结和梳理已有研究成果的基础上，分层级划分石窟寺所处的区域环境和表面风化类型，查明表面风化影响因素与其发育特征之间的耦合关系，并结合室内外模拟试验，研究表面风化的发育机理及加固技术，并将研究成果推广应用。
研究内容属于典型的岩土质文物保护范畴，具有如下亮点：①全国首次针对砂岩石窟寺系统开展了风化机理、加固技术、加固效果评价的研究；②全国首次利用我国文化遗产保护领域首座多场耦合环境模拟实验室系统开展了大尺寸砂岩多场耦合试验研究；③初步揭示了砂岩石窟寺在易溶盐循环、温度变化、冻融循环、干湿循环等多场耦合作用下的风化机理；④构建了化学材料渗透加固、软覆盖和临时保护棚为一体的砂岩石窟寺综合防风化技术，并开展了应用示范，取得了良好效果。
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目录
第1章绪论1
1.1研究背景1
1.2国内外研究现状2
1.2.1砂岩石窟保护研究历史沿革2
1.2.2砂岩石窟病害研究4
1.2.3砂岩石窟风化机理研究5
1.2.4砂岩石窟加固技术研究8
1.2.5砂岩石窟加固材料研究9
1.2.6砂岩石窟劣化评价方法12
第2章甘肃省石窟赋存环境与病害类型研究14
2.1甘肃省石窟寺分布特征14
2.1.1甘肃省石窟时代分布14
2.1.2甘肃省石窟地理分布14
2.1.3甘肃省砂岩石窟分布17
2.2甘肃省石窟寺气候环境特征18
2.2.1温度18
2.2.2降水18
2.2.3相对湿度21
2.2.4蒸发量23
2.2.5日照23
2.2.6气候划分23
2.3甘肃省石窟寺地质环境特征26
2.3.1地貌环境26
2.3.2地质环境28
2.3.3水文地质环境31
2.3.4地震特征31
2.3.5不良地质现象33
2.4甘肃省砂岩石窟寺病害特征.37
2.4.1陇东地区砂岩石窟病害特征研究37
2.4.2陇中地区砂岩石窟病害特征研究53
2.4.3河西地区砂岩石窟病害特征研究60
2.4.4甘肃省砂岩石窟病害区域特征61
第3章甘肃省砂岩石窟浅表层劣化分类分级研究63
3.1砂岩石窟寺浅表层劣化病害分类分级63
3.1.1砂岩石窟寺浅表层劣化病害分类63
3.1.2砂岩石窟寺浅表层劣化病害分级64
3.2砂岩石窟寺浅表层劣化病害分类分级体系应用70
3.2.1断裂与缺损70
3.2.2表面风化72
3.2.3污染与变色78
3.2.4生物病害79
3.2.5人为破坏83
3.2.6小结84
第4章表面风化机理研究——以北石窟寺为例87
4.1北石窟寺赋存环境87
4.1.1气象特征87
4.1.2工程地质特征89
4.1.3水文地质条件92
4.2北石窟寺砂岩岩性特征93
4.2.1粒度分析93
4.2.2物理性质94
4.2.3力学性质95
4.2.4水理性质96
4.2.5声学性质97
4.2.6矿物化学成分98
4.2.7微观结构测试100
4.2.8小结101
4.3单因素作用下砂岩风化特征102
4.3.1试验方案102
4.3.2试验监测指标及仪器设备106
4.3.3风化特征分析107
4.3.4小结129
4.4多场耦合下砂岩风化特征130
4.4.1边界条件及加载方式130
4.4.2样品制备及测试方法138
4.4.3降雨-温度-日照模拟141
4.4.4降雪-温差模拟158
4.5砂岩石窟寺风化机理179
4.5.1基于AHP分析风化作用权重179
4.5.2风化机理分析185
4.5.3小结193
第5章综合表面防风化技术研究——以北石窟寺为例195
5.1化学渗透防风化技术研究.195
5.1.1试验材料195
5.1.2试验方法200
5.1.3加固材料特性与机制研究204
5.1.4加固材料耐候性研究213
5.1.5小结235
5.2表面软覆盖防风化技术研究237
5.2.1试验方案237
5.2.2试验结果分析241
5.2.3小结249
5.3保护棚防护技术研究249
5.3.1临时保护棚搭建249
5.3.2渗水监测250
5.3.3生物监测252
5.3.4窟内温度变化256
5.3.5窟内相对湿度变化256
5.3.6保护棚内外崖体温度、辐射强度变化257
5.3.7落砂量259
5.3.8小结260
第6章综合防风化技术的示范与推广应用261
6.1综合防风化技术在北石窟寺的应用261
6.1.1加固工艺研究261
6.1.2现场试块282
6.1.3崖体试验286
6.2综合防风化技术的有效性验证289
6.2.1现场试块290
6.2.2崖体试验294
第7章结语312
参考文献315
后记321
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