图坦卡蒙古墓面临坍塌威胁:研究显示沉降令人担忧


埃及图坦卡蒙古墓受到当地气候和地质加剧的结构不稳定性的威胁。一项岩土工程研究分析了变形和应力模型,发现主墓室天花板的应力负荷极高,安全系数极低。

年轻法老图坦卡蒙的坟墓被称为KV62,位于埃及著名的帝王谷,是世界上最著名的陪葬古迹之一。尽管名声在外,这座可以追溯到第十八王朝(约公元前 1332 年至公元前 1323 年在位)的建筑却被认为是整个国王谷保存最差的建筑之一,目前正面临倒塌的危险:这是科学杂志《npj Heritage Service 》上发表的一项研究得出的证据,该研究由开罗大学考古系研究员赛义德-赫梅达(Sayed Hemeda)署名。

这座地下古墓除了入口斜坡和楼梯外,还包括四个主要墓室,事实上,自发现以来,它一直很脆弱,长期受到山洪暴发和地质运动的影响。随着时间的推移,这些因素引发了不同程度的不稳定性和损坏,并逐渐恶化。

该纪念碑是在岩石中挖掘的,位置较低,因此其入口可以被洪水和随后的陵墓建设所沉积的碎石掩盖。然而,这个位置使得古墓特别容易受到上覆岩层的地心引力,以及与下层埃斯纳页岩层的接触。周围环境的不利条件,包括水和山洪造成的大面积侵蚀(如 1994 年发生的著名洪水)、与前厅和墓室相交的一个大断层的影响以及完全没有保护措施,都对岩土工程和地震环境提出了挑战。

为了充分了解工程和环境方面的挑战,我们进行了岩土工程和地质环境分析,以探讨古墓目前状况下的静态稳定性、安全系数和失效模式。事实上,古墓是在埃斯纳页岩地层中挖掘的,众所周知,埃斯纳页岩地层是一种极其脆弱和不稳定的材料。这种片岩与水分的相互作用会导致膨胀,从而使山坡断裂。

图坦卡蒙陵墓天花板上的裂缝。照片:赛义德-赫梅达
图坦卡蒙陵墓天花板上的裂缝。照片:赛义德-赫梅达

使用高性能软件 PLAXIS 3D 和岩石节理模型进行了稳定性建模。为了支持这一数值建模,我们对从陵墓外的破损区域提取的页岩样本进行了实验研究,特别是单轴和三轴压缩试验,以避免对遗址造成破坏。岩石学检查显示,埃斯纳片岩的质地非常细腻,主要由石英和长石组成,并含有微量的铁氧化物、粘土矿物和方解石。机械测试结果表明,与干燥条件相比,这种页岩在饱和或潮湿条件下的强度和刚度大大降低 。人们注意到,潮湿条件下的页岩强度较低,这表明,当岩石因洪水渗入而含水量较高时,由于页岩释放出的过载和膨胀压力而导致的室顶坍塌确实存在风险。

从历史上看,国王谷水文地质的特点是偶发性降雨和罕见的洪水,尽管可能是灾难性的,如 1941 年至 2000 年期间记录的洪水。最近发生的事件,如 1994 年 11 月由暴雨和雷暴引发的洪水,破坏并淹没了许多陵墓,包括图坦卡蒙的陵墓。气候变化加剧了山洪暴发,大大加剧了国王谷断层的运动。特别是,已发现一条贯穿图坦卡蒙陵墓的突出断层,在候见厅和墓室的天花板上清晰可见。该断层在纵向上与两个主墓室相交。断层周围天花板上的严重裂缝导致雨水渗入,破坏了陵墓结构的完整性,从而损坏了墙上的壁画。渗水还会导致墓室内湿度升高,壁画上的真菌感染增加,这些问题自墓室被发现以来就一直困扰着修复人员。

在结构上,渗入的水会降低构成天花板的岩层的承重能力和强度,降低其承受 上方山脉施加的压力和重量的能力 。这只会 加速地壳和表层与前厅和墓室顶板的剥离。人们已经认识到,洪水和断层的共同作用对这一地下遗产造成了巨大破坏。

模型确定的破坏机制非常复杂。在前厅和墓室天花板上观察到的剥落现象是洪水导致表层岩石机械性能下降和天花板底部应力不均的综合结果。水渗入后,岩石的含水量增加,进一步降低了其机械性能。由于天花板底面处于拉应力状态,当某些区域的拉应力超过表层岩石的抗拉强度时,岩石会因自身重量而发生层状变形。研究发现,天花板的变形和破坏模式是弯曲和扭转的结合。研究发现,山洪暴发造成的暴雨对天花板稳定性的影响要比单纯的覆土荷载大得多。天花板上方的岩石不断沉降,导致天花板整体变形,并向前倾斜。天花板中部,即主断层周围的沉降速度快于后部,从而产生挠曲变形,导致压缩断裂。

研究得出结论,必须实施有针对性的加固和修复计划。建议保护的一个关键因素是减少湿度波动,这可以通过限制墓室内部和周围的空气流通来实现。从这项研究中获得的知识为今后的加固措施提供了宝贵的建议,并为其他具有类似复杂性的地下结构的稳定性分析提供了参考。

图坦卡蒙古墓面临坍塌威胁:研究显示沉降令人担忧
图坦卡蒙古墓面临坍塌威胁:研究显示沉降令人担忧



免责声明:本篇意大利语原文的中文翻译由自动工具生成。 我们承诺会对所有文章进行审核,但无法保证完全避免因软件造成的翻译误差。 您可以点击 ITA 按钮查看原文。如发现任何错误,请联系我们