统万城遗址是迄今为止发现的唯一一座匈奴族留下来的都城遗址,始建于公元413年,距今已有近1600年历史。统万城是研究五胡十六国时代重要的实物资料。具有极高的历史、艺术和科学价值。统万城遗址地处我国四大沙地之一毛乌素沙地,古时还有青山绿水,可是经过多年的生态恶化,早已深陷于无边的黄沙之中。统万城遗址自发掘至今,出现了多种典型病害,主要包括片状剥离、掏蚀、生物破坏和人为破坏几大类。如果现在不及时开展保护工作,这座伟大的城池可能将会面临永久的消逝。针对以上问题,本文主要开展了以下工作:1.对统万城遗址进行系统详实的病害调研,病害调研是土遗址保护中最重要的环节,我国土遗址数量繁多,病害多样。只有在保护工作开始前做好调研,才能做到“对症下药”“有的放矢”。如果不进行调研就直接根据以往经验去做保护工作,后果是不堪设想的。2.对统万城遗址病害调研所取得的样品和影像资料进行病害分析,包括样品的表征分析,病害成因分析等。统万城遗址出现的病害是内因和外因的共同作用,同时还存在多个病害相互作用,形成恶性循环的关系。遗址目前发现的病害有风蚀、盐害、雨蚀、裂隙、生物破坏以及人为破坏。3.在以上这些病害中最突出的是风蚀病害和盐害。针对这两项最突出的病害,本论文创新性地设计了风沙动力学实验,通过风洞模拟携沙风吹蚀土饼样品,通过数据可以表明加入盐分的样品在40分钟内风蚀损失量远远大于脱盐土样品,从而得到风蚀病害和盐害是相互关联的。盐分在土体中的溶解—结晶—再溶解的过程导致土体内部骨架破坏,同时统万城遗址周边的挟沙风携带沙粒对土体撞击、搬运、磨蚀,使得已经劣化的土体更易被风蚀。另一方面风蚀造成土体表面坑洼不平,土壤松散,裂缝增大。这样的土体情况又给盐害的发生形成了良好的环境和推动力。两种病害同时存在且相互作用,并呈现着一种恶性循环。4.针对以上分析所得到的结果,在实验室选用了目前最常用的4种加固保护材料进行模拟样品的性能测试,旨在寻找一种适用于统万城特殊土壤的材料。实验结果表明CB材料在色差、质量变化、pH、透气性、抗压强度、以及耐水性、耐冻融、抗风蚀等方面表现良好。是一种适合于统万城遗址的加固保护材料。5.CB材料自1990年起研究至今,已在我国多个土遗址保护项目中进行了加固试验。并在本中心的两个土遗址模拟坑中进行了大量的试验。结果表明未加固区域发生严重剥离、掏蚀、酥粉、裂隙等多种病害,而加固区域未发生这些病害。6.2016年4月来到统万城遗址现场进行加固保护实验。选取了北城墙遗址四处实验区域,进行现场加固试验,每个试验区域约5m2。加固保护效果良好。在近1年的时间内,加固区域抗风化和治理可溶盐能力远远高于未加固区域。自然条件下的加固保护试验脱离了实验室中模拟试验的局限性。进一步证明了 CB材料是一种适合于统万城遗址的加固保护材料。