莫高窟作为我国古丝绸之路上重要的文化遗产,以其中精美的壁画和彩塑闻名于世。历经千年,壁画正在受到各类病害的侵扰。莫高窟的壁画具有多层性的特点,而地仗层作为其中至关重要的一层,其持水性能关乎着壁画病害的形成与发育,分析研究地仗的持水特性是研究壁画盐害形成机理及脱盐方法的前提。本文以莫高窟地仗作为研究对象,根据对莫高窟地仗层材料的分析制取了不同类型的地仗模拟试样,对其开展了土-水特征曲线试验,分析了全吸力范围内不同类型的模拟地仗的土水特征规律;通过恒温吸湿-脱湿试验,探究了地仗对水汽的吸附-解吸特性;运用设计的用于壁画地仗毛细迁移的装置,通过毛细上升试验,分析了氯化钠溶液在不同类型地仗内的迁移规律。并结合微观结构及热常数等分析,得出如下主要结论:(1)获得了可靠的全吸力范围内不同物质组成地仗的土-水特征曲线。澄板土加筋后其土水特性出现了一定的差异。但粗泥层与细泥层相比,土水特性差异不大。分别运用VG模型和F-X模型对所得SWCC进行拟合,F-X模型较为适宜描述地仗层的SWCC。根据地仗试样高吸力段SWCC的特点,推荐窟内相对湿度不宜高于58%。运用拟合所得SWCC加之非饱和渗透系数函数,可获得地仗试样非饱和导水率变化趋势。(2)不同类型模拟地仗试样的孔隙特点各自不一,粗泥层中孔隙数目最多,其孔径分布也是最大的,且孔隙大多在麦秸杆之中及其周围。细泥层中有许多来自于麻纤维的小孔隙(<100nm),但这部分孔隙对于试样水分的吸附及迁移影响不大。各类型试样的导热性能差异不显著。(3)壁画的地仗层在高湿度及低湿度环境下的吸湿脱湿规律是指数衰减形式的。其吸湿脱湿速率的特点是“先快后慢”。吸湿及脱湿速率在50h后出现明显的转折。地仗吸附的水分不能完全解吸。高湿度下对于水蒸气的吸附能力较强,而且这种吸附在相较于达到吸附平衡约1/6时已经完成吸附总量的约60%,所以日常维护中应注重洞窟内低湿度的保持。(4)模拟地仗试样毛细上升速率都有先快后缓的趋势,其中复合地仗试样及粗泥层试样的毛细上升速率是最快的。随着试样高度的增加其含水率逐渐减小,粗泥层和复合地仗试样其含水率要远高于细泥层、加沙澄板土、天然澄板土以及脱盐澄板土试样试样。NaCl在毛细湿润锋部位产生大量的聚集,病害及盐结晶相应出现。(5)对于复合地仗试样,其含水率分布规律及盐分分布规律都在粗泥层-细泥层交界面附近产生突变,即在界面处对于毛细水的运移有毛细屏障效应的存在,毛细屏障效应对于盐害的形成机理的讨论及脱盐的方法都提出了更高水平的要求。