中文摘要：

石质构件的风化深度、风化速度、风化层力学参数及其沿深度的变化规律是石质古建筑稳定性、耐久性及保护方案研究中涉及的三个基础问题。然而，由于古建筑石质构件的工程尺度远比传统地质工程的小，加之古建筑对取样尺寸有严格的限制，目前的确定岩石风化深度及力学参数的方法不能很好地满足石质古建筑研究的需要。此外，由于统计数据的不足和试验条件的限制，目前对风化深度随时间的变化关系研究也不深入。为此，课题申请人拟在风化敏感性物理指标和敏感性化学风化指数研究的基础上提出适宜于石质古建筑的小尺度岩石构件风化深度的确定方法；在不同厚度、不同风化深度石质构件穿透波CT测试参数和反演参数研究的基础上提出综合运用现场穿透波CT测试、表面回弹和室内试验确定古建筑石质构件力学参数及风化层内力学参数沿深度变化规律的方法；在大量不同时间建造的墓碑风化深度测试的基础上得出风化深度与风化时间的统计关系式。

结论摘要：

一年来，课题组紧紧围绕项目计划书中所述的研究内容，对适宜于石质古建筑的小尺度岩石构件风化深度及力学参数的确定方法进行了研究，完成了研究计划。在风化深度确定方法方面，课题组首先在大量不同风化等级、距岩石表面不同深度岩样物理指标和化学成分测试、分析的基础上，对岩石风化敏感性物理指标和敏感性化学风化指数进行了研究。研究表明（1）容重对风化程度的变化不敏感，纵波波速、吸水率、孔隙率对风化程度的变化较敏感；（2）在前人提出的化学风化指数中，WI、WPI和LOI这三个指数对风化程度、距岩石表面深度的变化都显示出明显的单调性和敏感性，可用它们作为评价风化程度和确定风化深度的依据；ALK、a、b这三个指数不能反映出与风化程度变化的单调性，不能用它们作为评价风化程度和确定风化深度的依据；（3）化学风化指数假设中，认为含量不随风化程度变化的Al2O3和Fe2O3的含量在风化过程并未保持相对稳定，岩石不同部位化学成分分布也不均匀，这正是大多数化学风化指数不能很好地反映化学风化程度变化的原因。在岩石风化敏感性物理指标和敏感性化学风化指数研究的基础上，提出了根据敏感性物理指标和敏感性化学风化指数沿深度的变化来确定古建筑石构件风化深度的方法。在古建筑石质构件力学参数确定方法方面，针对常规确定岩石力学参数的方法只能得出岩块的整体强度，不能反映古建筑石质构件风化层内力学参数逐渐变化，无法很好地满足石质古建筑稳定性、耐久性研究的不足。提出了综合运用现场CT测试、表面回弹和室内试验对风化石质构件的力学参数及其随深度的变化关系，表面强度与风化深度的关系进行研究的方法；得出了粉砂岩条石风化层内抗压强度、弹性模量与深度的关系，表面强度与风化深度的关系。