平遥古城墙砖砌体强度可靠性探测

马 成 理

(太原理工大学建筑与土木工程学院,山西 太原 030024)

平遥古城墙砖砌体强度可靠性探测

马 成 理

(太原理工大学建筑与土木工程学院,山西 太原 030024)

依据非破损检测的特点和原理，对世界文化遗产平遥古城墙砖砌体强度进行了无损检测，并结合实测成果对其安全可靠性水平做出了客观的评价，为平遥古城墙的维修加固及保护提供了可靠的数据。

无损检测，古城墙，文物，保护

1 概述

平遥古城历史悠久，是世界文化遗产。平遥古城墙始建于西周宣王时，明洪武年间扩建为砖石城墙。在经历的600多年的风雨沧桑期间，共进行了30余次的修复，砖墙材料在大小、尺寸、内在质量、腐蚀状态等等方面都存在很大的差异。如今整座城墙的墙体裂缝到处可见，部分墙体破损、酥碱十分严重，有的墙体外闪鼓胀非常明显，隐患无时不有。因此尽快对整个平遥古城墙砖砌体进行可靠性鉴定与评估是非常必要、非常迫切的。

为了对平遥古城墙的维护修缮提供可靠的数据，对平遥古城墙砖砌体强度的检测，我们采用了一项为工程服务的新型应用科学：非破损检测技术。

2 非破损检测的特点和原理

非破损检测技术是采用非破损的手段，不破坏古建筑结构，通过现场快速测试，根据要求选取适量测区，对古建筑结构中砖与灰浆的强度作出客观的定量分析，为古建筑的维修加固提供可靠依据。非破损法较之破坏性试验法具有应用范围广，工作效率高，操作简单使用方便，费用低廉，数据客观，可以重复试验等优点，它有广阔的发展前景，有重要的使用价值。

本次检测我们采用的非破损方法是超声波法、回弹法及其两者相结合的综合法。其基本原理如下：1)超声波法。超声波在介质中的传播速度同介质的物理力学性能有一定的相关性。介质内部越紧密其强度越大，超声波通过它的速度就越大。只要能测出超声波通过某介质的速度就可以进而确定它的内部质量好坏、强度大小。这就是超声波测强的原理。2)回弹法。采用具有一定动能的重锤弹击介质表面，其动能将发生再分配，一部分能量以塑性变形或残余变形的形式为介质所吸收，而另一部分能量则反弹重锤。介质表面越紧密，硬度越大，它给予重锤的反弹能量就越大。只要能测得回弹值的大小，就可以进一步确定介质表面的紧密程度与强度大小，这就是回弹法的测强原理。3)综合法。所谓综合法就是采用上述两种单一测试方法，同时对某一介质进行综合测试。通常回弹法只能反映介质表层2 cm～4 cm深度的质量情况，对介质内部情况则不能如实反映。而超声法则可以把介质内部质量情况反映出来，采用这两种方法综合测试就可以做到取长补短，表里兼顾，达到全面可靠，进而减少测试误差，提高测试精度。

3 实测成果

鉴于现场条件，本次砖砌体强度的检测只借助于一些简单的登高工具，测试范围只能在墙面的1/2～1/3高度上抽样。根据现有规范抽样检测20%即可，但在检测中发现样本的离散性很大，所以一再增加抽样个数，以至于最后不得不对马面、外墙、瓮城、角台、排水槽做了全数检测，增加了大量的工作量。

表1 外墙检测结果

由于检测结果的数据离散性大，即使同一马面的三个侧面也可能用砖不同，腐蚀状态不同，强度差异很大，无法用一个平均值表示，所以只好分别列出，由计算人员根据需要选择。

本次在现场共随机选取了2 965个测区进行无损检测。获得原始数据88 950个。其中外墙的检测结果见表1。

4 结语

1)从现场检测中知：砖砌体主要由明代砖和清代砖构成。基于砖砌体强度影响因素较多，材料性能离散性大，砖的强度最高可达11.13 MPa，最低为6.06 MPa；灰浆强度最高可达6.01 MPa，最低为0.60 MPa。

2)在城墙进行修缮维护中，必须根据现场实际情况，进行具体的分析，同时要考虑到砖砌体在潮湿时其强度明显下降等诸多因素，具体问题具体对待，不可操之过急，凭经验估计，否则会给正常修缮维护工作带来安全性隐患。

The brick masonry strength investigation on the wall of Pingyao Ancient Town

Ma Chengli

(CollegeofArchitecture&CivilEngineeringofTUT,Taiyuan030024,China)

According to the features and principles of the non-disrepair inspection, the paper has the non-destructive testing of the brick masonry strength of walls of Pingyao Ancient Town, and has the objective evaluation of its safe reliability by combining with the testing results, so as to provide reliable data for the maintenance, consolidation and protection of the walls.

non-destructive testing, ancient wall, cultural relics, protection

2015-06-26

马成理(1957- ),男,高级工程师

1009-6825(2015)25-0032-02

TU311

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