[发明专利]一种土遗址表面和内部温度变化的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及土遗址保护试验研究领域，属于土遗址本体受环境影响破坏内部温度场和湿度场的基础研究与监测，具体是指一种土遗址表面和内部温度变化的测量方法。该方法可以应用于干旱、半干旱及潮湿地区的土遗址、岩土质基坑、基础等受环境影响的温度场变化规律研究，也可以应用于岩土工程等相关领域监测与基础研究。

背景技术

在全国重点文物保护名列中，绝大部分的古遗址可以归为土遗址，这些遗址广泛分布于全国各个地区，有的已被列为世界文化遗产。这些文化遗产都有很高的历史研究价值。土建筑遗址是我国早期典型的传统建筑营造方式之一，其由于纯属土质建筑，在长期自然和人为因素影响下，遗址本体突显出不同类型的病害。西北极端天气，年最大温差达80℃，日最大温差也接近30℃，夏季局部地区短时暴雨，冬季部分地区遗址积雪长期覆盖，使得遗址表面和内部温度变化具有很大的差异性，目前仍然没有一种较好的办法测量遗址内部变化。

然而，自然环境的影响是一个耦合场作用的结果，由于耦合场作用较难以实现，在研究过程中往往抽象为单因素。研究者更加关注强降雨入渗、风沙侵蚀等对遗址的直接破坏，忽视了由于温度变化，遗址本体变形特征和风化机理。尤其是环境温度的急剧上升和下降，致使土颗粒之间间距迅速增大或降低，土遗址内部的温度场发生了很大的变化。在反复循环作用下土颗粒之间的黏聚力下降，土体表面风化疏松，甚至土颗粒在外力作用下流失等，使得夯筑体开裂，形成裂缝，土遗址本体遭到破坏。

发明内容

为了更进一步了解温度场对土遗址表面、内部结构的影响。本发明通过对传统遗址本体温度、大气温度测试设备、埋制方法和校准方法的深入探讨，提供一种土遗址表面和内部温度变化的测量方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种土遗址表面和内部温度变化的测量方法，其步骤是：

（1）测前检查传感器 检测5TM土壤水分温度传感器，将传感器的一端插入采集器，通过配套的数据线连接电脑，校正时间日期，按试验需求及仪器说明进行参数设置并对其编号。

（2）传感器定位 温度场土体的密度为1.70g/cm³，传感器布设于遗址本体内顶面651mm、底面1700mm、高3246 mm不规则的锥台范围内，圆锥台分为A 1层、A-B层、B-C层、C-D层、D-E层、E-F层、F-G层、G-H层、H-I层，以中轴线为中心，每层布设7个传感器并对称分布；遗址本体周边两侧第一个传感器与遗址本体表面之间间距不小于50mm，第一个传感器与相邻的第二个传感器之间间距不小于70mm，其余传感器间距以不小30mm布设；遗址本体顶面H-I层和遗址本体的底部M层和N层传感器布设应较密，顶面为7个，传感器之间间距为10mm，底部9-11 个，传感器之间间距为100mm，对埋置传感器的位置进行标记，然后将传感器依次摆放在标记点上，并进行记录，

（3）埋设传感器

传感器下方铺虚土并压实，确保传感器紧密与土接触，用手固定传感器，然后在其上铺土，确保试验墙夯筑铺设虚土时传感器不会移动；

（4）传感器铺土夯筑 先压传感器引线，将引线按顺序排列整齐，在引线上轻压少量的试验用土，固定导线，待传感器和引线完全固定，按试验遗址本体地面至顶面A-I层铺土；圆锥台共分34层，即：A 1层、A-B 1层、B-C 3层、C-D5层、D-E 7层、E-F 7层、F-G 5层、G-H 3层、H-I 2层，每层54mm；每层铺土完毕后，至少用夯锤夯筑三-六遍。

（5）按顺序将传感器引线与采集器相连接，采集间隔为5min，采集器通过传感器开始采集土体中的温度；

（6）将所测剖面的温度数据建立坐标系，并进行网格划分，自遗址表面至内部的温度变化梯度若干个温度点，绘制温度等值线图。

（7）与赋存环境数据进行对比，形成测试报告。

本发明的优点和产生的有益效果是：

（1）本发明通过遗址本体内布设温度传感器，并获得采集器显示遗址本体内部温度变化的数据，根据采集遗址本体内部温度与数据，采取措施，防止自然环境降雨、降雪、太阳光照射、风等基本因素对遗址本体的影响的遗址本体最大限度的保护遗址本体。

（2）本发明依据址本体内部温度变化的数据，可以评估赋存环境对遗址本体的影响程度和影响范围，为科学合理的保护遗址本体提供依据。

（3）本发明适用于各种类型下的遗址本体内温度的测试，对遗址本体的风化研究具有重要意义。