重慶老鼓樓衙署遺址強度劣化規律及滲水病害防治對策

仉文崗 王碩 劉漢龍 林思成 楊陽 王魯琦 張艷梅

DOI： 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.127

收稿日期：2022?08?30

基金項目：重慶市自然科學基金聯合基金重點項目（2022NSCQ-LZX0001）；大足石刻研究院橫向項目（DZ-CG-20220325-1）；重慶市技術創新與發展應用專項（JG2021072）；重慶市科研機構績效激勵引導專項（cstc2021jxj00028）

作者簡介：仉文崗（1983- ），男，教授，博士生導師，主要從事巖土工程研究，E-mail：zhangwg@cqu.edu.cn。

Received： 2022?08?30

Foundation items： Natural Science Foundation of Chongqing Joint Key Project （No. 2022NSCQ-LZX0001）; Funding of Dazu Rock Carvings Research Institute （No. DZ-CG-20220325-1）; Chongqing Technical Innovation and Development and Application Special Key Project （No. JG2021072）; Performance Incentive and Guidance Special Project of Chongqing Scientific Research Institutions （No. cstc2021jxj00028）

Author brief： ZHANG Wengang （1983- ）， professor， doctorial supervisor， main research interest： geotechnical engineering， E-mail： zhangwg@cqu.edu.cn.

摘要：為研究飽水作用下石質遺址的力學強度劣化特征，掌握地下水的滲流遷移路徑，多尺度聯合開展室內微觀試驗、宏觀試驗和現場滲水檢測。微觀試驗包括偏光顯微鏡、X射線衍射分析和孔隙度測試，宏觀試驗包括吸水試驗和單軸抗壓強度軟化試驗，現場檢測主要采用高密度電阻法對含水巖層成像分析。巖相鑒定結果表明：整體巖性為砂質泥巖，礦物成分主要為石英、長石；黏土礦物以伊利石為主，則此類巖石抗干濕循環能力差；砂質泥巖飽和系數在0.84～1.00之間，軟化系數在0.55～0.65之間，屬于工程地質軟巖，高軟化性是地層結構變形的主要原因；地表水作用下泥巖裸露并產生構造裂隙，部分巖石表面出現鹽析病害，滲流-應力耦合作用下坡體失穩變形；高密度電阻率法現場檢測發現，地下水滲漏導致城墻遺址下呈現低阻帶，電阻率在20 Ω·m以下，主要為水渠滲水所致。建議對遺址地上和地下結構進行排水和防滲處理。

關鍵詞：石質遺址；強度軟化；滲水病害；電阻法

中圖分類號：TU458 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：2096-6717（2023）05-0026-11

Strength deterioration pattern and anti-seepage measures of the Old Drum Tower Yamen site in Chongqing

ZHANG Wenganga， WANG Shuoa， LIU Hanlonga， LIN Sichenga， YANG Yanga， WANG Luqi a， ZHANG Yanmei b

（a. Scholl of Civil Engineering； b. College of Aerospace Engineering， Chongqing University， Chongqing 400044， P. R. China）

Abstract： In order to study the mechanical strength deterioration characteristics of the stone site under the effect of water saturation and to determinethe seepage and migration path of groundwater， lab micro-tests， macro-tests and field seepage tests are comprehensively conducted on multiple scales. The microscopic tests include polarized light microscope （PM）， X-Ray diffraction （XRD） and porosity test， the macroscopic tests include water absorption test and uniaxial compressive strength softening test， and the on-site testing mainly adopts high-density resistance method to image and analyze the water-bearing rock layer. The petrographic identification results show that 1） the overall lithology is sandy mudstone， and the mineral composition is mainly of quartz and feldspar. Illite is the main clay mineral. This kind of rock has poor resistance to wetting and drying cycle. The saturation coefficient of sandy mudstone is between 0.84～1.00， and the softening coefficient is between 0.55～0.65， indicating a soft rock， and its high softening is the main reason for the deformation of formation structure. 2） Under the action of surface water， the mudstone is exposed and tectonic fissures are formed， some rock surfaces are sabjected to salt precipitation problem， and the slope is unstable and deformed under the coupling action of seepage and stress. The field detection of high-density resistivity method shows that the groundwater leakage leads to a low resistance zonebelow， and the resistivity is below 20 Ω·m， which is mainly caused by seepage of the canal.

Keywords： stone site； strength softening； seepage disease； resistivity method

在石質文物保護過程中，水的存在往往會導致巖石的內部性質發生變化[1]，造成力學強度普遍降低，因此，關于水巖作用下的力學強度劣化問題不容忽視。石質文物的本體和載體多為較堅硬完整的巖石，遇水反應后極易造成巖石脹裂、崩解和軟化，力學特性具有明顯劣化特點[2]。高效準確地認知水巖作用下力學強度軟化特性，掌握水的滲流遷移路徑，對于石質文物保護具有重要意義。

針對巖石吸水軟化問題，學者們已經取得了較多研究成果。郭軍等[3]開展了室內吸水軟化試驗，研究了煌斑巖在不同飽水時間下的單軸抗壓強度軟化特征。趙立財[4]、熊德國等[5]開展了不同圍壓下的飽水三軸壓縮試驗，發現砂巖飽水劣化效應明顯，力學性能隨飽水時間延長而降低。譚濤等[6]、王鵬等[7]對比了干燥砂巖和飽水砂巖的應力-應變曲線，發現飽水作用降低了砂巖的內聚力、內摩擦角和峰值強度。陳旭等[8]在干燥和飽和條件下開展了3種巖石的聲波縱波透射試驗，結果表明，巖石吸水后聲波信號由高頻區向低頻區靠近。李佳偉等[9]、宋勇軍等[10]通過三軸壓縮試驗研究了水巖作用下板巖的力學軟化特性。除試驗手段之外，較多學者還建立了巖石吸水力學強度軟化本構模型，王軍保等[11]建立了改進的Duncan-Chang模型，描述了砂巖應變軟化特性。金俊超等[12]基于Hoek-Brown（H-B）準則，結合硬巖與軟巖的試驗數據，提出一種普適的非線性演化模型，驗證了GSI（地質強度指標）作為軟化參數的準確性。張超等[13]基于Weibull分布建立了巖石損傷模型，有效模擬了巖石峰值強度之后的變形過程。在石質文物的保護過程中，不但要掌握巖石吸水力學軟化特性，還要對水的滲流特征進行勘探研究，從而制定合理的水害防治對策。

在現場檢測方面，中國的石質文物檢測技術取得了一定發展，由于文物的易損性和不可替代性，大量無損檢測技術得到應用[14]。常用的檢測設備包括水準儀[15]、全站儀[16]、紅外熱成像儀[17]、近景攝影機[18]、高密度電法儀[19]、三維激光掃描儀[20]、超聲波檢測儀[21]、探地雷達[22]。其中，關于文物含水量和滲水檢測方面的設備有紅外熱成像儀和高密度電法儀。張慧慧等[23]采用紅外熱成像儀對不同滲水程度的巖體進行了探測，測定了巖石滲水量的高低。肖寬懷等[24]采用高密度電阻法對龍門石窟潛溪寺進行了探測，發現山坡地下水沿著裂隙入滲，導致潛溪寺地下部分出現高滲區域。Sass等[25]利用高密度電阻法研究了石質墻中水的遷移規律，證明了該技術的可應用性。申喜旺等[26]采用高密度電阻率法和自然電場法對清水宋墓進行了水害勘測，發現土層中的水主要為雨水入滲累積所致?，F場的無損檢測技術極大提高了文物遺址中滲水檢測的準確性。

筆者以重慶老鼓樓衙署遺址為研究對象，研究試樣的礦物組成和孔隙特征，開展石質試樣的力學強度試驗，并結合現場高密度電阻法勘探滲水范圍及基礎可能的深度。

1 遺址區介紹

老鼓樓衙署遺址位于重慶市渝中區，東至西四街，西至文化街，北接人民公園，南側臨白象街，解放東路呈東西向、巴縣衙門街呈南北向穿過遺址（圖1）。老鼓樓衙署歷經多個朝代修建，其中宋元的遺跡包括高臺建筑、建筑臺基、凸字形建筑和三合院，明清兩代遺跡多為房址、水溝、墻基、灰坑和水井。除此之外，還保存了清代的大型建筑基址，平面呈長方形，坐北朝南，面闊23 m，進深17.75 m，柱網排列整齊，排水設施完整。

老鼓樓遺址所在的渝中區地貌以剝蝕構造地貌為主，巖性和地質構造相對復雜。嘉陵江流經砂巖、泥巖等巖層組成褶皺地區，沖刷、侵蝕河床嚴重，岸坡易形成高岸陡坡并堆積大量沖積物。

石質遺址的巖相多為砂巖和泥巖，砂巖發育平行層理，泥巖多包含細砂。遺址區域地基基本水平，略呈逆向坡。遺址所在區四季分明，降雨量充足，年平均降雨量為1 088.8 mm，主要集中在春季末、夏季和秋季初，多為大雨或者暴雨。年平均氣溫17.6 ℃，極端最高氣溫42.2 ℃，極端最低氣溫-1.8 ℃。城墻遺址和場地有多種巖石，場地上層為人工填土層，結構松散，多為粉質黏土，碎石以砂巖為主，分選性較差。中層為砂質泥巖層，層理較為發育，風化巖層結構破壞嚴重，原巖結構破壞。下層為砂巖，呈現灰綠、灰黃色，主要礦物成分為巖屑、長石、石英等，多為泥質膠結和鈣質膠結，吸水風干多出現裂紋。

2 室內試驗研究

試驗巖石試樣取自遺址現場8個鉆探點，其中，在遺址西北區域共布置5個鉆孔點，分別編號為ZK01、ZK02、ZK03、ZK04和ZK05，鉆孔深度為18 m。遺址東南區域共3個鉆孔點，分別編號為ZK06、ZK07和ZK08，鉆孔深度為15 m。由于遺址上方多為覆蓋土體，較為碎散，無法取出完整試樣進行試驗研究，因此，試驗對象主要為砂巖和砂質泥巖。

2.1 礦物組成

遺址區的場地上層覆蓋土體主要礦物成分為石英、斜長石，約占礦物成分60%以上（圖2）。黏土礦物主要為伊利石，另有少量的云母類，土體遇水膨脹性能中等，阻水性一般。砂質泥巖層顆粒主要為石英，含少量斜長石。膠結物主要為伊利石和綠泥石，另有發育云母片等礦物。黏土礦物風化更為徹底，另鐵元素含量相對更高。砂巖中以石英為主，還具有較多堿性長石、斜長石，黏土礦物以蒙脫石為主，鈣質膠結物含量少。這類巖石抗干濕循環能力較差，軟化系數較高。

城墻磚主要礦物成分為石英、長石，黏土礦物基本轉化為非晶體成分，另外測出少量尖晶石和鈣浮石，未見莫來石等礦物，磚的燒制溫度應該在900 ℃以下。墻體勾縫砌筑材料主要成分為方解石、少量石英和長石?；皫r的顆粒成分主要為石英和斜長石。黏土礦物含量較低，鈣質膠結物較多，基礎砂巖抗風化能力明顯強于原址基巖。

薄片制作時，選取了泥質含量較低的部分，整體巖性為砂質泥巖。薄片成像顯示（圖3），該巖石為細砂結構，塊狀構造。碎屑顆粒分選較好，磨圓中等，大部分顆粒呈次棱角狀-次圓狀。支撐方式為顆粒支撐，膠結方式為孔隙式膠結。巖石組分包括石英、巖屑、斜長石、鉀長石、白云母及鋯石。雜基含量較少，主要為泥質，以黏土為主。膠結物主要為硅質、鈣質和鐵質。硅質膠結物呈團塊狀分布，單偏光下無色透明，正交偏光下全消光，部分顆粒發生脫?；纬闪６葮O小的次生石英，占總體的8%左右，鈣質膠結物主要為方解石，正交鏡下最高干涉色為高級白，占總體的5%左右。鐵質物呈團塊狀或粒狀分布，單偏光下呈黑色或褐色，正交偏光下全消光，占總體的2%左右。

遺址墻磚具有細砂結構，呈塊狀構造（圖4）。碎屑顆粒分選較好，磨圓較差，大部分顆粒呈棱角狀-次棱角狀。支撐方式為顆粒支撐，膠結方式為孔隙式膠結。巖石組分包括石英、巖屑和鋯石。雜基含量較少，主要為泥質，以黏土為主。

2.2 孔隙特征

孔隙度大小代表了巖石孔隙吸水程度，一般情況下，孔隙度越大，吸水量越大。遺址載體上層土體由于質地松軟，難以取樣進行孔隙率測試。因此，只對砂質泥巖和砂巖進行了孔隙率測定。試驗主要采用氦氣測試法，巖石試樣需要加工處理成標準試樣（長度50 cm，直徑25 cm）。試驗主要依據波爾義定律，將試樣放入巖心室，與標準室連通，記錄大氣壓力、初始壓力和平衡壓力，繪制體積與平衡壓力的標準曲線，計算出巖石固相體積，得到巖樣孔隙度。

如圖5所示，砂質泥巖的孔隙率在6.4%～17.52%之間，砂巖的孔隙率在6.4%～12.02%之間，砂質泥巖平均孔隙率大于砂巖，砂質泥巖的孔隙空間相對較大，同一條件下吸水量較高。泥質膠結物多為伊利石，伊利石屬于親水性礦物，遇水極易水化膨脹，促進孔隙發育。砂巖的礦物主要以石英和長石為主，石英具有良好的改善巖石孔隙結構的特性，有利于保護孔隙結構，孔隙在原始地層環境或者滲水環境下不易發育，因而孔隙空間較小。

2.3 吸水軟化特性

巖石的吸水率為巖石在常溫常壓條件下吸入水的質量與巖石干重的比值，飽和吸水率為巖石在恢復原始地層高壓條件或者真空條件下的吸水質量與巖石干重的比值。干燥巖石浸水一般會進入大孔隙，對于小孔隙和封閉孔隙來說，需要計算吸水率與飽和吸水率的關系，才能確定其小孔隙的吸水占比。因此，通常定義了飽和系數σ，計算公式為

σ=W_a/W_p ×100% （1）

式中：σ為飽和系數，飽和系數越大，說明吸水率與飽和吸水率越接近，大孔隙的占比較高，常溫常壓下吸水后殘余孔隙越少[27]，巖石的抗凍融破壞能力越差；Wa為吸水率；Wp為飽和吸水率。

如圖6所示，砂質泥巖的吸水率介于2.38%～7.73%之間，平均吸水率為4.48%。砂巖的吸水率介于2.4%～4.92%之間，平均吸水率為3.84%。砂質泥巖層的吸水性較強，砂巖的吸水性相對較差。兩種巖石的吸水率和飽和吸水率相差較小，在同一坐標系下，以y=x建立評價指標線，砂質泥巖地層的飽和系數變化范圍較大，介于0.84～1.00之間，砂巖地層的飽和系數變化范圍小，介于0.9～0.98之間。砂質泥巖飽和系數相對較大，說明泥巖中大孔隙開放程度較高，遺址砂質泥巖地層易受地下水滲透作用，且抗凍融能力較差。

通常情況下，巖石吸水會導致力學強度降低，呈現出力學強度軟化的特點。軟化性指的是巖石浸泡后力學強度降低。軟化系數計算公式為

k=σ_cw/σ_c （2）

式中：k為軟化系數；σcw為飽和狀態下巖石單軸抗壓強度；σc為干燥狀態下巖石單軸抗壓強度。軟化性取決于礦物成分和孔隙大小，親水性和可溶性礦物較多時，其軟化性較強，軟化系數較小。當孔隙較多且開放程度較高時，易吸水導致結構軟化，軟化性增強，軟化系數減小[28]。吸水軟化試驗試樣取自同一鉆孔，保證同一深度取樣，目的是使同一組試樣的水理性質和力學性質相近。其中，同一組試樣中的試樣1干燥處理后進行單軸試驗，性質相近的試樣2在飽和處理后同樣進行單軸試驗，將同一組試驗數據進行統計處理，單軸試驗共完成5組次。

在完全飽水條件下，3組砂質泥巖單軸抗壓強度均有不同程度的下降（圖7），軟化系數在0.55～0.65之間，根據軟化系數分類，軟化系數小于0.75的巖石軟化性較強，屬于工程地質軟巖[29]，高強軟化性易導致地層結構發生破壞。兩組墻磚的軟化系數在0.79～0.88之間，平均軟化系數為0.84。遺址城墻的軟化性弱于泥巖，城墻磚體含有大量的石英和長石，剛性顆粒充足，抗壓性能更為優越。

3 現場電法勘探

3.1 探測原理

高密度電法原理利用了地層巖土體的電性差異，可對地下結構進行有效勘探，在地層構造、巖溶、礦山采空區、滑坡和土石壩等方面均有大量應用[30]。物探工作區主要位于遺址內，通過高密度電阻率方法測量，可以分析解釋并推斷滲水位置、范圍以及基礎可能的深度等。

電阻儀由三電位電極系的溫納裝置（α排列裝置）和偶極裝置（β排列裝置）構成，基本原理是將電極按供電正極—測量正極—測量負極—供電負極的布置方式在剖面進行等距排列，通過供電正極和供電負極可以獲取電流信息，測量正極和測量負極可以獲取電位差信息[31]，如圖8（a）所示。由于電極等間距排列，可以獲取中心點某一深度的視電阻率ρs，計算公式為

ρ_s=K ΔV/I （3）

K=2π/（1/d_AM -1/d_AN -1/d_BM +1/d_BN ） （4）

式中：ρs為視電阻率；K為電極裝置系數；ΔV為測探的電位差；I為供電電流；dAM為電極A和M之間的間距；dAN為電極A和N之間的間距；dBM為電極B和M之間的間距；dBN為電極B和N之間的間距，間距單位為m。

通過鋪設多個電極，逐次改變電極之間的計算間距，可以得到二維剖面不同深度點的視電阻率值。假設開始測量時電極間距為a，隨著電極不斷向右移動，可得到第1層的剖面信息，隨著電極間距增大為2a，電極不斷向右移動，可得到第2層的剖面信息。依次類推，不斷增大電極間距，最終探測剖面呈倒梯形（圖8（b））。高密度電法采用計算機硬軟件進行控制，可布置多個電極，自動組成垂直測點，觀測、記錄、計算和成像均為自動化操作。儲存的大量數據可提高成像準確性。

3.2 試驗裝置及步驟

根據巖石的物性特征分析（見表1），干燥的黏土電阻率為100～200 Ω·m，含水黏土電阻率在10 Ω·m以下，下部泥巖粉砂巖的電阻率為10～100 Ω·m，而作為城墻基礎的砂巖電阻率在100～1 000 Ω·m之間[30]。因此，理論上可以通過電法探測城墻砂巖條石基礎，也可以探測相對含水高的覆蓋層和泥巖，但覆蓋層和泥巖之間的基巖面探測效果受限。

探測微電極高密度電阻率剖面共計5條，其中在遺址西部布置了3條測線，遺址東側布置2條測線（圖9），總共完成測點190個，點距均為1 m（見表2）。在水渠和城墻基礎中間，西部測線WT01沿著南北方向穿過，西部測線WT02沿著西北-東南方向穿過。西部測線WT03沿著西北-東南方向進行布置，東南區域緊鄰城墻基礎。在遺址東部區域，東部測線WT04沿著西南-東北方向布置。測線WT05沿著西北-東南方向布置。

3.3 地下水測探結果

如圖10所示，WT01整個測線剖面視電阻率在90 Ω·m以下，尤其是在現排水渠位置形成明顯低阻帶，視電阻率在20 Ω·m以下，推測原因是由于水渠漏水下滲造成大面積低阻。在城墻拐角處外圍形成淺部高阻帶，高阻帶為地下2.0 m以上，視電阻率在35～65 Ω·m之間，城墻基礎采用了力學強度較高、抗風化能力較好的砂巖條石，因此電阻較小。

WT02整個測線剖面視電阻率在110 Ω·m以下，地表2 m以上普遍阻值較高，地下2～7 m普遍阻值較低，排水渠位置形成了明顯低阻帶，視電阻率在20 Ω·m以下，地下水的滲透造成大面積低阻（圖11）。水渠的水沿著城墻外圍滲透，導致城墻拐角處外圍形成淺部高阻帶。城墻的高阻帶為地下2.0 m以上，視電阻率在75～95 Ω·m之間，主要是因為城墻的基礎為砂巖條石。

由于受場地限制，測線WT03僅布設30個測點，且全部位于覆蓋層較厚的低洼位置，異常不明顯，整個測線剖面視電阻率在50 Ω·m以下，整體導電性較好，無明顯高阻區域（圖12）。

測線WT04僅布設20個測點，左側高阻為90～185 Ω·m，主要是因為場地存在建筑碎渣（圖13）。右側初露粉砂巖，電阻率為20～65 Ω·m。由于受場地限制，測線WT05僅布設20個測點，異常不明顯，整個測線剖面視電阻率在70 Ω·m以下，整體導電性較好，僅在局部表面形成高阻，主要是因為局部存在混凝土（圖14）。

對野外采集數據進行分析，高密度電法對該地區局部含水以及條石基礎均能夠有所反應，在測線WT01和WT02中水渠位置具有明顯的低阻異常，視電阻率在30 Ω·m以下，異常范圍較大。測線跨過城墻拐角處形成明顯表面高阻，異常范圍在地表2 m以上，主要是城墻基礎，存在一定深度的砂巖條石。

4 病害及防治對策

4.1 結構表面鹽析

松散堆積成的填土覆蓋層滲水性較強，大氣降雨可快速滲透，土體結構較為松軟，孔隙系統滲透性較強。由于長期風化及水土流失，部分遺址基巖裸露，并發育構造裂隙，角度接近65°～70°，裂縫開度在2～4 mm之間，裂隙較為平整，表面存在少量泥質。裸露基巖屬于砂質泥巖，孔隙率非常大，且伊利石含量較高，地表水滲入導致礦物水化膨脹，孔隙貫穿已形成裂縫，裂縫成為滲水的重要通道（圖15）。同時，地下水滲透進來，在巖土分界面滲透性差異較大，導致水在巖土分界面滯留時間較長，長期浸水導致基巖軟化性增強，工程地質性質變差。

為了探究水質區別，分別對地上水質和地下水質進行了檢測（表3）。地表水呈HCO3-SO4-Cl-Ca-Na型（重碳酸硫酸氯化鈣鈉型水），總溶解固體達到了658 mg/g。水體呈中性，與天然地表水相比，其硫酸根離子、氯離子及鈉離子含量明顯超標。地下水為Cl-SO4-HCO3-Na-Ca型（氯硫酸重碳酸鈉鈣型水），氯離子含量超過350 mg/L，總的溶解固體為1 173 mg/g，呈微咸水特征。與地表水相比，地下水的硫酸根離子、氯離子及鈉離子含量更高。遺址場地含鹽量極高，特別是基巖裸露后，在毛細水作用下，大量鹽分運移析出，巖體表層覆蓋較多結晶體，鹽分類型主要為石膏、芒硝和石鹽。

4.2 邊坡失穩變形

如圖16所示，兩段邊坡位于遺址西側，坡頂上部存在圍墻，墻外為某段公路的路面，在公路動荷載作用下，公路路面結構層開裂并向坡頂變形。坡面為角度約30°的含植物根系的覆蓋層，坡體主要為第四系填土（碎石質黏土），坡面長期受雨水沖刷，坡體覆蓋層長期處于濕潤狀態，坡腳一直處于飽水軟化狀態。在長期的暴雨條件下，坡體極易飽水，導致坡體失穩出現變形，坡體失穩的同時會導致遺址墻體結構受到沖擊，出現房屋結構的垮塌和墻體開裂。

4.3 地層軟化

高密度電法物探結果顯示，城墻遺址地下基礎存在低阻帶，主要原因是地下水滲漏。地下水的主要來源有兩部分：一部分來自地表水入滲，由于人工填土的結構較為疏松，且多處已經裸露基巖，并且形成構造裂隙，地表水沿著裂隙垂直滲入到地下；另一部分來自附近水渠的地下水滲漏，水渠常年積水，底部水沿著地層水平滲入到遺址地下基礎。地表水軟化了遺址內部巖土層，使文物喪失本來面貌。地下水軟化受力地層巖體，使得遺址城墻基礎持力層承載力降低，增加了失穩的可能性。由于滲水侵蝕和風化，上部城墻本體磚體結構錯斷，基礎條石出現斷裂（圖17）。

4.4 病害防治對策

1）對深度較淺的淺表裂隙進行修補，對于深度較深、可能影響到文物結構安全的裂隙進行灌漿試驗。地下水土污染將對遺址的保護造成持續性破壞，作為重點予以洗鹽、脫鹽處理。

2）對于邊坡變形問題，可布設監測裝置對坡面進行監測，同時對坡體進行錨固。也可采取西側遺址西北角處的條石砂巖或同種材質的砂巖對變形部位較大的邊坡采用干條石擋墻予以加固邊坡。

3）由于遺址地勢較低，且遺址周圍存在水渠，滲水病害嚴重。因此，有3個方面的治理措施：建立保護性遮護建筑，防止遇水沖刷；地勢較低的地方需要合理調整周邊地勢標高，補砌和加固防滲的排水溝；對于地下滲水問題，需人工開挖至基巖后設置地下疏排、截堵相結合的永久性地下排水暗溝，將遺址區地下水導出。

5 結論

通過室內試驗和現場勘探對遺址地上結構和地下基礎進行了全方位研究，從礦物學和巖石力學角度揭示了石質試樣的劣化機理，并采用高密度電阻法掌握了地下水的滲流范圍和路徑，為遺址水害問題分析提供了依據。

1）砂質泥巖黏土礦物風化徹底，以伊利石為主，吸水易膨脹，抗干濕循環能力較差。平均吸水率為4.48%，砂質泥巖層吸水性強且力學軟化特征明顯，軟化系數在0.55～0.65之間，高軟化性降低了遺址地層巖石載體的力學強度。

2）現場勘察發現，雨水沖刷導致基巖裸露，長期滲透造成地層產生裂縫，增加了地下水的滲流路徑。地下水為Cl-SO4-HCO3-Na-Ca型（氯硫酸重碳酸鈉鈣型水），氯離子含量超過350 mg/L，總的溶解固體為1 173 mg/g，硫酸根離子、氯離子及鈉離子含量多。毛細水作用下，大量鹽分運移，出現鹽析病害。

3）現場高密度電法結果表明，城墻遺址地下出現低阻區，視電阻率在20 Ω·m以下。遺址地下基礎可產生滲水病害，導致地層軟化，墻磚的軟化可導致城墻結構出現斷裂。建議從地上和地下兩個方面采取防水措施，對滲流通道進行封堵。

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（編輯 ?胡玲）