本发明涉及土遗址病害治理的，尤其涉及一种土遗址表面防风化加固效果的评价方法。
背景技术：
1、土遗址表面风化病害直接造成了土遗址逐渐消亡殆尽，对土遗址表面风化病害继续开展精细化治理。土遗址表面风化病害是水、温度、盐和风的综合作用的结果。由于表层土壤在降雨的作用下变得饱和并崩解，从而产生浆状膜，随后会因风蚀和温度变化引起的膨胀收缩而脱落。虽然最初在土遗址表面形成的片状结痂可以保护土遗址不受风化作用的影响，但在后期的发展阶段，由于剥落和脱落的速度很快，加速了土遗址表面的剥落，导致土遗址表层风化速度加快，是土遗址风化最主要的病害。因此，土遗址表面风化病害的形成机理是一个非常复杂的过程。由于病因形成复杂，从根本上治理土遗址表层风化病害的措施多种多样，每一种治理措施均有利弊，因此也缺乏相对统一的评价标准。当前治理土遗址表面风化病害的措施有化学加固法，也即对土遗址表层体进行化学材料渗透，满足土遗址保护理念，不改变土遗址原状，但是化学加固后效果检测没统一标准；也有使用苔藓进行生物加固的新方法，满足土遗址保护理念，不改变土遗址原状，但是化学加固后效果检测没统一标准。现有的防风化加固方法包括物理方法(遗址土表面润湿回压)、化学方法(化学喷渗、化学滴渗、电化学渗透)和生物方法(种植苔藓和微生物诱导法)，满足土遗址保护理念，不改变土遗址原状，但是化学加固后效果检测没统一标准。土遗址风化病害治理后很重要的工作是对加固效果进行评价，然而，针对各方法加固后，土遗址表面防风化加固效果的评价方法一直十分缺乏，这已经严重制约了土遗址表面防风化加固技术的发展。
2、申请号为200810176034.0的发明专利公开了一种检验土遗址加固效果的无损检测方法，它包括红外热像仪和用于土遗址表面人工升温的移动式照明灯；分析温度随时间的变化过程计算热惯量；然后根据事先测定的土体热惯量与弹性模量的关系反算土体的弹性模量，对比加固土体和未加固土体的弹性模量，评价加固效果。上述发明可对土遗址实施保护措施后的质量评估、效果判断进行无损伤检测和定量分析；对现有防风化加固材料的应用和推广以及规范性施工工艺有重要的指导作用。但是，上述发明没有给出一个具体的评价标准。
技术实现思路
1、针对目前土遗址表面防风化加固效果的评价方法一直十分缺乏的技术问题，本发明提出一种土遗址表面防风化加固效果的评价方法，通过对比加固之前与加固之后土遗址表层特征相应指标的提升率，对比加固前后的固定指标的提升率，可定量化、精细化管理加固后的效果，确认加固后的效果是否满足要求。例如对某一指标，确认标准为加固后提升50％为满足要求，未达到50％就不合格；或者确认标准为加固后提升20％为及格，达到30％为较好，40％为良好，50％以上为优秀。
2、为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种土遗址表面防风化加固效果的评价方法，计算加固之前与加固之后土遗址表层特征指标的提升率，根据提升率确定土遗址表层特征指标的得分，选取至少一个特征指标，判断所有土遗址表层特征指标的得分的加权和与预设阈值的关系，从而确定加固效果。
3、优选地，所述土遗址表层特征指标包括直接指标和间接指标，直接指标包括：温度胀缩变形差异率、透气性损失率、表面硬度提升率、色差值、抗风沙吹蚀提升率和抗雨蚀提升率；间接指标包括：弹性波速提升率、贯入阻力提升率和抗浸水崩解提升率。
4、优选地，加固之后与加固之前的土遗址表层的含水量之差小于1％时，测试加固之前与加固之后土遗址表层特征指标的数值。
5、优选地，所述表面硬度提升率为：
6、
7、式中：c为硬度提升率，h天然为加固前遗址土体的天然硬度，h加固为防风化加固后遗址土体的硬度；
8、所述色差值为加固前目标区域的色度空间值与加固后目标区域的色度空间值的差值带入cie色差公式得到的；
9、所述温度胀缩变形差异率为：
10、δε＝ε0-εt；
11、式中：δε为温度胀缩变形差异率；ε0为加固前的遗址土体的试样在t摄氏度条件下的变形胀缩率；εt为加固后的遗址土体的试样在t摄氏度条件下的变形胀缩率；
12、所述透气性损失率为：
13、δξ＝ξ0-ξt
14、式中：δξ为透气性损失率；ξ0为加固前的遗址土体的试样的透气率；ξt为t时刻加固后遗址土体的试样的透气率。
15、优选地，所述抗风沙吹蚀提升率为：
16、
17、式中：d为抗风沙吹蚀提升率，v天然为加固前天然遗址土体目标区域原位风沙吹蚀试验后损失的体积，v加固为防风化加固后遗址土体目标区域原位风沙吹蚀试验后损失的体积；
18、所述抗雨蚀提升率为：
19、
20、式中，e为抗雨蚀提升率，r天然为加固前天然遗址土体目标区域的原位雨蚀试验后损失的体积，r加固为防风化加固后遗址土体目标区域的原位雨蚀试验后损失的体积。
21、优选地，所述弹性波速提升率为：
22、
23、式中：a为弹性波速提升率，s天然为土遗址表面加固前的遗址土体的天然波速，s加固为防风化加固后遗址土体的波速；
24、所述贯入阻力提升率具体为：
25、
26、式中：b为贯入阻力提升率，p天然为加固前遗址土体天然贯入阻力，p加固为防风化加固后遗址土体贯入阻力；
27、所述抗浸水崩解提升率为：
28、
29、式中：η为抗浸水崩解提升率，m天然为加固前天然遗址土体试样崩解试验的崩解速率，m加固为防风化加固后遗址土体试样崩解试验的崩解速率。
30、优选地，所述天然波速s天然和波速s加固的测量方法为：使用声波仪，多次测试加固前或加固后的目标区域，对结果取平均值，作为最终计算结果；所述声波仪的声波发射器与接收器之间的间距为15cm～20cm；
31、所述天然贯入阻力p天然和贯入阻力p加固的测量方法为：使用承载力贯入仪多次测试加固前或加固后的目标区域，对结果取平均值，作为最终计算结果；
32、所述天然硬度h天然或硬度h加固的测量方法为：使用硬度仪多次测试原位和加固后的目标区域，对结果取平均值，作为最终计算结果；
33、所述变形胀缩率实验测试试样的温度范围为-40℃～80℃；
34、所述色差值的计算方法为：利用测色仪对未加固目标区域的同一点进行5次测试，得到未加固样品的色度空间值li1*,a i1*,b i1*，其中i1＝1,2,3,4,5，计算得到色度空间的平均值；利用测色仪对加固后目标区域的原测色点再次进行5次测试，再次得到色度空间的平均值，根据cie色差公式计算色差值△e；
35、所述透气率的计算方法为透气率其中a为试样水蒸气通透面积；累计失水率为式中，mt为透气性检验中t时刻储水瓶总质量；m0为透气性检验中初始时刻储水瓶总质量；mw为透气性检验中初始时刻储水瓶内水的质量；
36、所述遗址土体试样崩解试验的实现方法为：选择天然遗址土体和防风化加固后遗址土体制成试样,将试样烘干称取质量为a；将试样放入带5mm网眼直径的漏网且完全浸入装满水玻璃实验箱中5～10min；取出漏网之上的剩余试样烘干，测量其质量为b；计算单位时间土体的崩解质量为a-b/崩解时间，可得到崩解速率；
37、加固前或加固后的遗址土体的试样进行透气性检验的操作步骤如下：
38、1)将目标区域的土体制作成圆柱形试样，将隔离垫一侧黏贴薄层凡士林后将隔离垫与试样边界吻合黏贴；
39、2)在储水瓶瓶口涂抹一薄层凡士林，然后称储水瓶质量m1；
40、3)向储水瓶内倒入高度为80mm的水，将带有隔离垫的试样放置于储水瓶瓶口，使得隔离垫与储水瓶瓶口完全吻合，称重得到初始时刻储水瓶的总质量m0，计算初始时刻储水瓶内水的质量mw＝m0-m1；
41、4)将储水瓶及试样置于预设温度、湿度条件下进行透气性试验，当达到预设透气时间时，取下带隔离垫的试样，称储水瓶和水的总质量mt。
42、优选地，所述原位风沙吹蚀试验的实现方法为：①使用三维立体扫描仪对风沙吹蚀的目标区域进行数据记录；②使用风沙吹蚀机对目标区域进行风沙吹蚀，控制风沙速度吹蚀目标的速度为当地最大风速；③标记风沙吹蚀的区域轮廓线；④采用使用三维立体扫描仪对风沙吹蚀结束的目标区域进行数据记录，根据风沙吹蚀前后的区域轮廓线得到风沙吹蚀前后遗址土被侵蚀的体积；⑤风沙吹蚀前遗址土被侵蚀的体积减去风沙吹蚀后遗址土被侵蚀的体积得到遗址土体被风沙吹蚀体积；
43、所述原位雨蚀试验的实现方法为：①使用三维立体扫描仪对雨蚀目标区域进行数据记录，得到雨蚀前遗址土被侵蚀的体积；②使用雨蚀机对目标区域进行雨蚀，依据测试目标区域所属地的夏季连阴雨实测降雨量与降雨时长实施雨蚀实验；③标记雨蚀的区域轮廓线；④采用使用三维立体扫描仪对雨蚀结束的目标区域进行数据记录，得到雨蚀后遗址土被侵蚀的体积；⑤雨蚀前遗址土被侵蚀的体积减去雨蚀后遗址土被侵蚀的体积得到遗址土体被雨蚀的体积。
44、优选地，所述根据提升率确定土遗址表层特征指标的得分的方法为：
45、
46、其中：a1-a9、b1-b9、c1-c9、d1-d9、e1-e9、f1-f9为根据具体实际情况所定数值；且ai<bi<ci<di<ei<fi，i＝1-9，m、n、o、p、r、s、t、u、v分别为表面硬度提升率、色差值、抗风沙吹蚀提升率、抗雨蚀提升率、透气性相差率、热胀系数相差率、弹性波速提升率、贯入阻力提升率、抗浸水崩解提升率特征指标的具体得分。
47、优选地，所述判断所有土遗址表层特征指标的得分的加权和与预设阈值的关系，确定加固效果的方法任意一个：
48、针对单项特征指标中的一个或者多个的单项得分超过一个确定值，加固效果满足要求；
49、针对直接指标的得分y直接＝m+n+o+p+r+s超过一个确定值，加固效果满足要求；
50、计算特征指标的总得分y总＝(m+n+o+p+r+s)×α+(t+u+v)×βy总的值，根据总得分y总查找评价结果：
51、
52、
53、其中：α、β分别为直接指标和间接指标得分系数，g、h、j、k、l、w、x和z为根据具体实际情况所定的数值。
54、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明对已经过表面防风化加固处理过的土遗址表层进行加固效果评价，具体为对比加固之前与加固之后土遗址表层特征指标的提升比率；其中包含的土遗址表层加固区评价的特征指标有：弹性波速提升率、贯入阻力提升率、表面硬度提升率、色差值、抗风沙吹蚀提升率、抗雨蚀提升率、抗浸水崩解提升率。本发明科学、准确地评估土遗址表面防风化加固的实际效果，为后续的遗址保护和修复工作提供有力支持以及文物保护工作的决策提供重要依据，帮助决策者制定更加科学、合理的保护计划和措施。
1.一种土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，计算加固之前与加固之后土遗址表层特征指标的提升率，根据提升率确定土遗址表层特征指标的得分，选取至少一个特征指标，判断所有土遗址表层特征指标的得分的加权和与预设阈值的关系，从而确定加固效果。
2.根据权利要求1所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述土遗址表层特征指标包括直接指标和间接指标，直接指标包括：温度胀缩变形差异率、透气性损失率、表面硬度提升率、色差值、抗风沙吹蚀提升率和抗雨蚀提升率；间接指标包括：弹性波速提升率、贯入阻力提升率和抗浸水崩解提升率。
3.根据权利要求2所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，加固之后与加固之前的土遗址表层的含水量之差小于1％时，测试加固之前与加固之后土遗址表层特征指标的数值。
4.根据权利要求2或3所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述表面硬度提升率为：
5.根据权利要求4所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述抗风沙吹蚀提升率为：
6.根据权利要求5所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述弹性波速提升率为：
7.根据权利要求6所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述天然波速s天然和波速s加固的测量方法为：使用声波仪，多次测试加固前或加固后的目标区域，对结果取平均值，作为最终计算结果；所述声波仪的声波发射器与接收器之间的间距为15cm～20cm；
8.根据权利要求5所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述原位风沙吹蚀试验的实现方法为：①使用三维立体扫描仪对风沙吹蚀的目标区域进行数据记录；②使用风沙吹蚀机对目标区域进行风沙吹蚀，控制风沙速度吹蚀目标的速度为当地最大风速；③标记风沙吹蚀的区域轮廓线；④采用使用三维立体扫描仪对风沙吹蚀结束的目标区域进行数据记录，根据风沙吹蚀前后的区域轮廓线得到风沙吹蚀前后遗址土被侵蚀的体积；⑤风沙吹蚀前遗址土被侵蚀的体积减去风沙吹蚀后遗址土被侵蚀的体积得到遗址土体被风沙吹蚀体积；
9.根据权利要求6或7所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述根据提升率确定土遗址表层特征指标的得分的方法为：
10.根据权利要求9所述的土遗址表面防风化加固效果的评价方法，其特征在于，所述判断所有土遗址表层特征指标的得分的加权和与预设阈值的关系，确定加固效果的方法任意一个：
