賀蘭口巖畫巖石力學(xué)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(dòng)的，永久暴露于室外的石質(zhì)文物。由于自然環(huán)境以及動(dòng)植物的各種活動(dòng)導(dǎo)致嚴(yán)重的破壞，包括巖畫表面的殘損、風(fēng)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(duì)象，在對(duì)巖畫區(qū)進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，首先對(duì)巖石材料基本微觀特性以及物理性質(zhì)進(jìn)行分析和測(cè)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(guò)巖石材料的間接拉伸試驗(yàn)（巴西劈裂法）、單軸壓縮試驗(yàn)、常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)和直接

2、剪切試驗(yàn)，初次得到了賀蘭口巖畫巖石的各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)以及變形破壞特性;通過(guò)對(duì)“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(jìn)行處理的巖石樣品風(fēng)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(duì)規(guī)整，裂隙發(fā)

3、育相對(duì)不明顯，力學(xué)強(qiáng)度也較高。(2)對(duì)巖石材料進(jìn)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(yàn)，獲得巖石樣品的平均抗拉強(qiáng)度為5.6MPa，平均單軸抗壓強(qiáng)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(yàn)驗(yàn)證了微觀特性對(duì)巖石材料強(qiáng)度較高的預(yù)測(cè)。三軸壓縮試驗(yàn)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(gè)階段，即彈性變形階段、塑性階段和

4、破壞階段以及殘余強(qiáng)度階段。巖石的抗剪強(qiáng)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(shuō)明兩個(gè)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(rèn)為是按線性關(guān)系增大，剪切—位移曲線也越陡。(3)對(duì)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(jìn)行穩(wěn)定性的計(jì)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(hù)工作有指