一种快速评价石质文物风化程度的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速评价石质文物风化程度的方法，该方法包括：将风化岩样和新鲜岩样在烘箱中烘干并称重；将岩样在水中浸泡并称重，计算其自由吸水率；将风化岩样自由吸水率与该类新鲜岩样自由吸水率平均值的比值定义为该风化岩样的劣化指数；根据劣化指数范围确定风化岩样的风化程度等级。该方法不仅便于操作，而且提供了一种快速、准确、定量的石质文物风化程度评价方法。

A fast method to evaluate the weathering degree of stone cultural relics

【技术实现步骤摘要】
一种快速评价石质文物风化程度的方法
本专利技术涉及石质文物风化
，具体涉及一种快速评价石质文物风化程度的方法。
技术介绍
岩样风化程度及其评价对石质文物的保护等具有重要的研究意义。目前，国内外用于评价岩样风化程度的方法有许多种，通常分为定性和定量评价两类，且以定性评价为主。第一类方法是定性对岩样风化程度进行评价。该类方法一般根据岩样的颜色、岩样的完整性、矿物成分、化学成分、水理性质及物理力学性质等定性将岩样风化程度划分为不同的风化等级，以此来评价岩样的风化程度。该方法受人为影响，判断时主观判断较多，准确性受人为影响。第二类方法则是定量对岩样风化程度进行评价。利用回弹值、抗拉强度、化学指数等参数或参数变化来定量评价岩样的风化程度。但是由于石质文物的文物属性，评价其风化程度应利用无损、微损的测量方法，该类方法用于对石质文物风化程度评价时大多对石质文物造成一定的损伤。以上两类方法都存在着一些弊端，这些方法都破坏了样品的完整性。因此，定量、快速、准确地判断岩样的风化程度十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快速评价石质文物风化程度的方法，用以解决现有快速、真实、准确、定量的评价岩样的风化程度，可运用于石质文物风化程度的评价的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种快速评价石质文物风化程度的方法：步骤100，将同一测区取得的新鲜岩样和风化岩样分别进行编号，n块新鲜岩样(n≥5)，记为Z-1、Z-2……Z-n，m块风化岩样，记为F-1、F-2……F-m。在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤100中的风化岩样取自石质文物本体，取样过程不能对石质文物本体造成不良影响，所述步骤100中的新鲜岩样取自与风化岩样同一区域、相同岩性的岩体或钻孔岩心。步骤200，根据自由吸水率实验测定方法逐一对步骤100所述的岩样进行吸水率测定。利用烘箱将步骤100所述的岩样烘干后称重，记为md，再把岩样放入水槽中浸泡，浸泡后称重，记为ms，根据自由吸水率公式得到的新鲜岩样自由吸水率记为WZ1～WZn，同时得到风化岩样自由吸水率，记为WF1～WFm。在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤200中岩样进行自由吸水率实验时，烘干的时间大于12小时，烘干后用纯净水浸泡的时间大于12小时，浸泡岩样从水中取出后快速用湿毛巾擦拭，再称重。步骤300，计算新鲜岩样自由吸水率的平均值WZ，并根据标准差公式计算WZ的误差范围。步骤400，将步骤200所得的不同风化岩样自由吸水率WF1、WF2、……WFm分别与步骤300所得该类新鲜岩样自由吸水率的平均值WZ的比值定义为该风化岩样的劣化指数K。步骤500，根据步骤400计算得到步骤100所述风化岩样的劣化指数K的范围[a，b]，对风化岩样的风化程度进行评价。在本专利技术的一个实施方式中，所述步骤500中得到的岩样劣化指数K的范围将岩样风化程度划分为中等、严重、极其严重三个风化等级，其中当K>1.5时，岩样风化程度为中等；当1.5≤K<2.5时，岩样风化程度为严重；当K≥2.5时，岩样风化程度为极其严重。本专利技术具有如下优点：(1)运用自由吸水率实验，操作起来简便可行，而且快速；(2)由自由吸水率计算风化岩样的劣化指数，实现对石质文物的定量化评价；(3)使用本方法对岩样进行自由吸水率的测定是一种无损的检测方法，保护了岩样的完整性；(4)使用本方法对岩样的形状、质量都没有要求，使用范围较广；(5)风化岩样的获得比较容易，可以取石质文物剥落样作为风化岩样。附图说明图1为本专利技术提供的摘要说明图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1试验样品来源于山西大同云冈石窟砂岩。云冈石窟是北魏时期开始兴建的，云冈石窟共有252个洞窟，51000余尊造像，是我国古代雕刻艺术的瑰宝，承载着中国古老悠久的佛教、建筑、宫殿等，具有历史文化性、观赏性、文物价值性等。云冈石窟窟体主要由侏罗纪期间河相沉积形成的砂岩透镜体构成。风化样取自3、4号洞窟剥落样，新鲜样取自同一层位新鲜岩芯(倾斜钻孔深度约15-25m)的不同深度。步骤100，试验新鲜岩样数量为9，编号YZ-1～YZ-9，风化岩样数量为15，编号YF-1～YF-15。步骤200，将试块在105℃条件下烘干24h至恒重，称重记为md。然后，将试块放在水槽中浸泡，12小时后取出，并快速用湿毛巾擦拭，称重记为ms，分别计算得风化岩样和新鲜岩样的自由吸水率值。其中，风化岩样YF-1的自由吸水率新鲜岩样YZ-1的自由吸水率值风化岩样YF-2的自由吸水率新鲜岩样YZ-2的自由吸水率值……风化岩样YF-15的自由吸水率新鲜岩样YZ-9的自由吸水率值(表1)。步骤300，计算新鲜岩样自由吸水率的平均值得并根据标准差公式计算得WZ的误差范围为0.2％。步骤400，将某块状风化岩样的自由吸水率与该类新鲜岩样自由吸水率平均值的比值定义为该风化岩样的劣化指数K。将所得YF-1～YF-15风化岩样自由吸水率WF1、WF2、.......、WF15分别与新鲜砂岩样自由吸水率的平均值WZ相比。根据劣化指数公式得到不同风化砂岩样的劣化指数K1～K15，从而得到劣化指数K的范围为[1.36，2.43](表1)。劣化指数K值越大，表明岩样的风化程度越高。表1云冈石窟砂岩劣化指数值编号自由吸水率Wf(％)劣化指数KYF-13.991.91YF-24.712.25YF-35.072.43YF-44.892.34YF-54.222.02YF-63.791.81YF-73.351.60YF-83.121.49YF-93.551.70YF-102.851.36YF-114.512.16YF-124.632.21YF-134.612.21YF-144.412.11YF-153.921.88步骤500，根据计算得到岩样劣化指数K的范围，划分不同的风化等级。因劣化指数K的范围为[1.36，2.43]，根据劣化指数的范围把风化程度划分为中等、严重两个风化等级。当K>1.5时，砂岩样风化程度为中等，其中YF-8、YF-10为中等风化；当1.5≤K<2.5时，砂岩样风化程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速评价石质文物风化程度的方法，包括如下步骤：/n步骤100，将同一测区取得的新鲜岩样和风化岩样分别进行编号，n块新鲜岩样(n≥5)，记为Z-1、Z-2……Z-n，m块风化岩样，记为F-1、F-2……F-m；/n步骤200，根据自由吸水率实验测定方法逐一对步骤100所述的岩样进行吸水率测定。利用烘箱将步骤100所述的岩样烘干后称重，记为m

【技术特征摘要】
1.一种快速评价石质文物风化程度的方法，包括如下步骤：
步骤100，将同一测区取得的新鲜岩样和风化岩样分别进行编号，n块新鲜岩样(n≥5)，记为Z-1、Z-2……Z-n，m块风化岩样，记为F-1、F-2……F-m；
步骤200，根据自由吸水率实验测定方法逐一对步骤100所述的岩样进行吸水率测定。利用烘箱将步骤100所述的岩样烘干后称重，记为md，再把岩样放入水槽中浸泡，浸泡后称重，记为ms，根据自由吸水率公式得到的新鲜岩样自由吸水率，记为WZ1～WZn，同时得到的风化岩样自由吸水率，记为WF1～WFm；
步骤300，计算新鲜岩样自由吸水率的平均值WZ，并根据标准差公式计算WZ的误差范围；
步骤400，将步骤200所得的不同风化岩样自由吸水率WF1、WF2、.......、WFm分别与步骤300所得该类新鲜岩样自由吸水率的平均值WZ的比值定义为该风化岩样的劣化指数K；
步骤500，根据步骤4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中俭，者瑞，侯志鑫，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11