第一章 绪论 1
1.1 立项背景 1
1.2 研究意义 2
1.2.1 是保护和修复石质文物的关键和首要任务 3
1.2.2 是石质文物保护工程实践科学化进程发展的需求 3
1.2.3 是石质文物保护技术标准建立的前提 3
1.2.4 是石质文物岩石材料劣化预测系统建立的基础性研究课题 3
1.3 国内外研究现状 4
1.3.1 文物保护领域有关石质文物风化或劣化机理及评价研究 4
1.3.2 工程地质领域有关岩石风化及分析评价研究 6
1.3.3 现存问题 7
1.4 主要研究内容 9
1.4.1 岩石材料劣化类型分类、分级及界定 9
1.4.2 岩石材料劣化勘察方法和现场检测技术 9
1.4.3 岩石材料典型劣化类型特征及形成机理分析 9
1.4.4 岩石材料室内环境模拟加速劣化试验及劣化机理分析 9
1.4.5 石质文物岩石材料劣化评价指数及现状评价系统的研发 10
1.4.6 石质文物岩体表层劣化特征及评价方法研究 10
1.5 主要创新点 10
第二章 石质文物岩石类型及主要特征 11
2.1 石质文物岩石类型与地质环境的关系 11
2.2 我国石质文物的主要岩石类型及分布特征 12
2.2.1 沉积岩类 12
2.2.2 岩浆岩类 13
2.2.3 变质岩类 14
2.3 小结 15
第三章 岩石材料劣化概念及劣化类型分类分级研究 19
3.1 石质文物病害概念的提出和岩石材料劣化概念的界定 19
3.2 国外石质文物劣化形态分类研究现状 21
3.2.1 意大利Normal委员会：《石材的可视性病害：术语》 21
3.2.2 德国“天然石材与风化”工作组：风化形态分类研究 22
3.2.3 砖石砌体结构损伤诊断系统（MDDS） 23
3.2.4 ICOMOS-ISCS：岩石劣化现象术语表 24
3.3 国外石质文物劣化形态分类研究的现存问题和适用性分析 27
3.3.1 国外石质文物劣化形态分类研究的现存问题 27
3.3.2 国外石质文物劣化形态分类研究成果的适用性分析 27
3.4 石质文物岩石材料劣化类型的分类分级研究 28
3.4.1 组群Group 32
3.4.2 典型类型Typical form 32
3.4.3 独立类型Individual form 33
3.5 小结 33
第四章 石质文物岩石材料劣化勘察方法及现场检测技术 34
4.1 石质文物岩石材料劣化勘察技术方法 34
4.1.1 石质文物岩石材料劣化形态勘测和病害专题图件的编绘 34
4.1.2 现场检测、取样和环境因素调查 39
4.1.3 室内试验分析评价及保护对策研究 42
4.2 石质文物岩石材料劣化性状现场检测技术 43
4.2.1 表面回弹锤击测试技术的应用 43
4.2.2 表面吸水率测试（卡斯腾量瓶法）技术的应用 46
4.2.3 岩石声学测试 49
4.2.4 电阻率微电极测深测试 51
4.3 小结 56
第五章 石质文物岩石材料典型劣化类型及形成机理 57
5.1 剥落（Exfoliation） 57
5.1.1 砂岩的剥落 57
5.1.2 白云石大理岩的剥落 63
5.2 空鼓（Hollowing） 65
5.2.1 空鼓概念的界定及基本形态特征 65
5.2.2 空鼓处岩石表层矿物成分的表现特征 65
5.2.3 空鼓处岩石表层微观结构的表现特征 65
5.2.4 形成机理分析 65
5.3 结垢（Encrustation） 66
5.3.1 结垢的分类及界定 67
5.3.2 两类结垢物的成份分析 67
5.3.3 两类结垢物形成机理分析 68
5.4 结壳（Crust） 69
5.4.1 成份分析 70
5.4.2 形成机理分析 71
5.5 溶蚀（Solution） 73
5.5.1 溶蚀的分类及界定 73
5.5.2 溶蚀对岩石表面力学性能的影响 73
5.5.3 溶蚀在表层成分变化上的表现特征 74
5.5.4 表层溶蚀在微观结构上的表现特征 74
5.6 小结 75
第六章 岩石材料室内环境模拟加速劣化试验及劣化机理分析 76
6.1 岩石室内环境破坏试验研究现状概述 76
6.2 岩石环境模拟加速劣化试验的界定及目的 76
6.3 试验研究概述 77
6.4 石质文物岩石材料室内环境模拟加速劣化试验与制样的特点 77
6.4.1 石质文物岩石材料室内环境模拟加速劣化试验特点 77
6.4.2 本次试验研究的样品来源和制样特点 78
6.5 试验研究选取的检测指标及原理 79
6.5.1 质量 80
6.5.2 波速 80
6.5.3 可溶性盐 80
6.5.4 表面颜色及形貌变化 80
6.5.5 划痕 82
6.6 模拟单一环境因素加速劣化试验 82
6.6.1 模拟干湿交替环境加速劣化试验 82
6.6.2 冻融试验 88
6.6.3 盐雾试验 91
6.7 模拟综合气候环境岩石材料加速劣化试验 94
6.7.1 模拟南方综合气候环境加速劣化试验 94
6.7.2 模拟北方综合气候环境加速劣化试验 96
6.8 小结 102
第七章 石质文物岩石材料劣化评价指数及劣化评价系统 103
7.1 建立与研发劣化评价系统的目的 103
7.2 劣化评价指数界定及其意义 103
7.3 软件系统功能和特点 104
7.3.1 研发工具 104
7.3.2 系统开发技术、主要功能及工作流程 105
7.3.3 系统特点及适用性 107
7.4 实例分析 108
第八章 石质文物岩体表层劣化特征及过程分析 111
8.1 劣化深度及深度剖面研究 111
8.1.1 石质文物岩体表层劣化深度剖面研究的意义 111
8.1.2 砂岩类石质文物岩体表层劣化特征研究（以重庆大足宝顶山摩崖造像所在岩体表层为例） 112
8.1.3 碳酸盐岩类石质文物岩体表层劣化特征研究（以河南龙门石窟东山石窟群所在岩体表层为例） 123
8.1.4 白云石大理岩类石质文物岩体表层劣化特征研究（以北京西黄寺大理岩石质建筑构件表层为例） 132
8.2 岩体表层劣化过程时间序列探讨 138
8.2.1 岩体表层劣化时间尺度概念及时间序列研究意义和基本原理 138
8.2.2 石质文物岩体表层劣化时间序列探讨（以龙门石窟所在岩体为例） 140
8.3 小结 149
第九章 主要结论及研究展望 150
9.1 主要结论 150
9.2 研究展望 150
参考文献 153
致谢 161