賀蘭口巖畫巖石力學特性及典型危巖體的穩(wěn)定性分析.pdf

1、賀蘭口巖畫屬于不可移動的，永久暴露于室外的石質(zhì)文物。由于自然環(huán)境以及動植物的各種活動導(dǎo)致嚴重的破壞，包括巖畫表面的殘損、風化剝蝕以及由于多種原因產(chǎn)生的危巖塊體。為此，本文以賀蘭口巖畫為研究對象，在對巖畫區(qū)進行調(diào)查的基礎(chǔ)上，首先對巖石材料基本微觀特性以及物理性質(zhì)進行分析和測定，得到了巖石密度、孔隙率、吸水率等物理性質(zhì)和各組成元素的含量以及巖畫巖石材料的微觀形貌;通過巖石材料的間接拉伸試驗（巴西劈裂法）、單軸壓縮試驗、常規(guī)三軸壓縮試驗和直接

2、剪切試驗，初次得到了賀蘭口巖畫巖石的各項力學參數(shù)以及變形破壞特性;通過對“驢羊圖”、“手印圖”和“石坡巖畫群”巖畫附近典型危巖體的穩(wěn)定性分析，獲得危巖體穩(wěn)定性與否的結(jié)論。
　　分析發(fā)現(xiàn):(1)巖石樣品的密度較高，孔隙率、吸水率較低;組成元素中O和Si元素的含量最高，得出巖石樣品主要碎屑為石英;表面不進行處理的巖石樣品風化現(xiàn)象十分明顯，表現(xiàn)為巖樣表面顆粒排布不規(guī)則，結(jié)構(gòu)散亂，微裂隙發(fā)育較多;而鉆取的巖芯表面顆粒排布則相對規(guī)整，裂隙發(fā)

3、育相對不明顯，力學強度也較高。(2)對巖石材料進行間接拉伸（巴西劈裂法）、單軸壓縮、常規(guī)三軸壓縮和單面的直接剪切試驗，獲得巖石樣品的平均抗拉強度為5.6MPa，平均單軸抗壓強度190MPa，泊松比0.286左右，平均彈性模量42.99GPa，粘聚力和內(nèi)摩擦角的值分別為40.66MPa和48.22°。試驗驗證了微觀特性對巖石材料強度較高的預(yù)測。三軸壓縮試驗獲得巖樣的三軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線，曲線可以被劃分為四個階段，即彈性變形階段、塑性階段和

4、破壞階段以及殘余強度階段。巖石的抗剪強度曲線即剪切應(yīng)力與垂直應(yīng)力曲線的相關(guān)系數(shù)R2為0.9861，說明兩個應(yīng)力的線性關(guān)系密切，即隨著軸壓的增大，剪切破壞荷載基本認為是按線性關(guān)系增大，剪切—位移曲線也越陡。(3)對賀蘭口巖畫溝口的三處巖畫:“手印圖”、“驢羊圖”和“石坡巖畫群”附近的典型危巖體進行穩(wěn)定性的計算，發(fā)現(xiàn)三處危巖體除“石坡巖畫群”附近危巖體狀態(tài)尚不夠明確外，其余兩處都處于比較安全的情況。本文的研究成果可為賀蘭口巖畫的保護工作有指