该成果由西安理工大学及其合作单位经过长期研究完成，提出了基于无损+微损探测技术+室内试验综合手段来获取砖-土古遗址材料在土-水环境劣化条件下的损伤特性，揭示了砖-土古遗址在临近施工和土-水环境劣化作用下的劣化规律；提出了古建筑临近施工条件下变形预测公式，构建了地铁盾构施工诱发地表沉降及对古遗址影响的快速预测分析平台；研发了一套基于“土-水-电”多场耦合体系的砖-土古遗址病害实时动态测试系统；发明了适宜于砖-土古遗址表面剥蚀和内部裂缝的新型修复材料，提出了提出了一套针对古遗址不同病害程度改性修复工艺及设备。该项目为西部地区砖-土古遗址病害修复和防控提供了技术支撑。

本项目主要涉及文物保护与修复工程领域中砖-土结构材料劣化机制、病害检测技术及病害修复关键技术问题的研究。本项目经过10余年的努力探讨，以目前在役的西安市钟鼓楼、西安古城墙、榆林卫城、阿房宫遗址等古遗址工程为研究背景，对该类砖-土古遗址病害形成机制及修复技术进行了系统研究。

2020年国家重点研发计划提出了“文化遗产保护利用”这一主题，2021年中共中央国务院印发《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》中明确提出要“保护传承弘扬黄河文化”，并针对黄河文化遗产的系统保护，加强古遗址保护和修复提出了具体目标。城市化的加快导致了文化遗产及其赋存环境受到严重威胁，由于对古遗址病害机制认识不足，修复措施及用料不当，导致古遗址进一步破坏。因此，开展古遗址病害机理的研究，提出新型的修复材料及工艺，对提升我国古遗址保护技术具有重要的科学意义和价值。获得的主要创新成果如下：

（1）基于大量现场调研、原位无损和微损相结合的测试技术，获得了古遗址裂缝、泛碱、粉化、起皮掉渣、渗漏、空洞、不均匀沉陷、坍塌等各类病害的诱因，探索了古遗址各类病害的形成机制，基于模糊数学理论和非线性评价方法，构建了古遗址病害等级评估方法与快速评估系统，为在役古遗址病害等级的高效评估提供了新手段。

（2）基于回弹试验、波速试验和室内砌体结构压剪试验，研究了古遗址砖-土材料在复杂水-力路径下的应力-应变关系，建立了古遗址砖-土材料在土-水环境劣化条件下的劣化损伤模型，并将其引入到数值分析中探索了砖-土古遗址在临近开挖施工和土-水环境劣化作用下的裂缝扩展规律，为古遗址病害扩展预测提供了新的理论方法。

（3）基于数值分析方法、理论解析方法、原位测试技术，研究了古遗址在地铁施工作用下的变形破坏特征，提出了基于考虑黄土地层抗拉强度特性、盾构施工工艺、地层环境变异性等因素的修正“PECK公式”和“刚度修正法（BGI）”，提出了地铁施工影响下古建筑变形控制标准，构建了地铁盾构施工诱发地表沉降及对古遗址影响的快速预测分析平台，为古遗址临近工程选线及施工控制提供了技术支持。

（4）基于电磁波法（GPR）、面波法（SWE）的砖-土古遗址表面病害无损探测技术，联合土-水特征（SWCC）、水分场（TDR）、电阻率场（SER）的砖-土古遗址内部病害微损探测技术，提出了一种“由表及里、内外联动”的在役古遗址病害系统监控技术，研发出一套基于“土-水-电”多场耦合体系的砖-土古遗址病害实时动态监测与实时评估方法，为在役古遗址病害的预警提供了一种新的思路。

（5）基于室内试验、模型试验、大量工程实践，分别发明了一种适宜于砖-土古遗址表面病害修复用的糯米灰浆+桐油改性土材料（最佳质量配比为，素土：糯米灰浆：桐油=90∶5∶5）和一种适宜于古遗址墙体裂缝与脱落病害的ACS（A组份-偏高岭土：C组份-Ca(OH)2：S组份-微硅粉，最佳质量配比=1：2：4）修复材料，并提出了一套针对不同程度病害的古遗址粘接砌筑修复法、裂缝注浆修复法和表面剥蚀的喷涂法修复工艺和修复设备，为古遗址病害的修复材料、修复方法、修复设备提供了切实可行的技术支撑。