北石窟寺作为陇东地区重要的佛教文化遗存，有1500多年的历史，其石刻造像真实地反映了佛教文化在当地的延续与发展，但在自然力和人为活动影响下，现存的窟、龛和造像均有不同程度的病害存在，危岩体、裂隙、落砂、水害、微生物滋生等问题突出，洞窟渗水、造像风化现象严重。危岩体威胁着石窟本体和游客的安全，洞窟渗水、造像风化等严重影响文物的长久保存，长期以来北石窟保护面临着严峻挑战。北石窟寺的保护工作始于20世纪60年代，经历了60年的保护历程。本文对60年来北石窟寺文物保护工作全面梳理、分析，纵观其发展主要经历了看守式保护、抢救性保护和综合性科学保护三个阶段，并对北石窟寺保护现状和未来进行思考与展望，以期对陇东地区中小石窟保护工作起到借鉴作用。

北石窟寺是甘肃省陇东地区砂岩石窟的典型代表，受赋存岩性、建筑形制、裂隙发育和环境因素协同作用的影响，北石窟寺洞窟顶板水平层间易拉裂剥离，严重威胁着石窟文物的长久保存。本文基于北石窟寺赋存区域地层岩性、砂岩性能和环境特征的调查研究，详细描述了石窟岩体岩性、原生结构、洞窟形制、水环境、气候及可溶盐等因素对石窟岩体稳定性的影响，系统总结了北石窟寺顶板岩体在卸荷破坏和环境扰动影响下的破坏机理，梳理了石窟寺顶板加固的研究进展，包含砌补、支柱、钢梁吊顶和垂直锚固等技术。基于现场试验研究提出了适合北石窟寺灌浆粘结和柔性锚杆锚固综合治理措施，并以北石窟寺第32窟顶板为加固对象，验证了保护技术的有效性，为砂岩石窟寺顶板剥落病害的科学保护和工程实践提供理论和技术支持。

可溶盐是砂岩石窟风化病害的影响因素之一。本研究通过现场调查，查明庆阳北石窟寺盐害表现形式及分布规律；通过室内分析，采用离子色谱仪、X射线衍射分析仪、便携式显微镜等方法，分析盐害类型及成因。结果表明，北石窟寺南北两侧洞窟内表面泛盐病害严重，其中崖体南侧二层盐害以重度为主，盐害呈壳状分布。盐分类型以CaSO₄·2H₂O为主，其次为Na₂SO₄，部分样品中检测出NaCl、NaNO₃、KCl、KNO₃以及复盐Na₂SO₄·3K₂SO₄。窟内受渗水影响，CaSO₄·2H₂O普遍富集并促进粉化剥落、片状剥落与结壳剥落病害的形成；泥岩夹层处Na₂SO₄含量相对较高；外侧崖体受大气降水、地下水、生物活动等综合因素的影响盐害构成相对复杂，且建筑材料为盐分运移提供通道。

风化是陇东地区砂岩石窟寺目前所面临的最严重的地质病害之一，其中冻融循环对砂岩风化影响尤其明显。为研究冻融循环条件下陇东石窟砂岩的损伤机理，通过室内试验探究不同饱水度下北石窟砂岩的力学性能差异，利用冻融循环试验模拟北石窟寺砂岩的风化过程。结果表明：冻融循环对石窟砂岩的劣化作用显著，砂岩含水率对其强度影响非常明显。随着冻融循环次数的增加，砂岩抗压强度和弹性模量呈指数形式衰减，衰减速率随循环次数增多呈现高后低的趋势。同时，砂岩质量和波速分别降低3.07%和60.3%。冻融作用还降低了北石窟寺砂岩抵抗冻融循环的能力，砂岩抗冻系数降幅达到47.9%。研究结果对陇东地区石窟砂岩的风化保护提供了科学依据。

清水宋金墓易地搬迁后，近年酥碱风化严重，调查发现墓内相对湿度常年在90%以上。通过脱落砖体和酥粉颗粒的X射线粉末衍射和离子色谱分析，发现砖体主要成分是石英、钠长石、微斜长石、辉石和少量石灰石。可溶盐主要是硫酸钠、碳酸钙，还有氯化钠、硫酸镁、硝酸钠和硫酸钙。造成墓群大面积酥碱风化的主要原因是高湿环境中的水分和可溶盐。本研究为清水宋金墓后期的保护研究提供科学依据。

敦煌莫高窟作为敦煌石窟的典型代表，具有极高的历史、艺术和科学价值，第55窟位于整个莫高窟的中心位置，窟内保存有宋代曹元忠时期和西夏时期的壁画，本文结合X射线荧光光谱、扫描电镜-能谱、偏光显微观察、激光粒度仪、X射线衍射和热裂解-气质联用等多种分析方法，选取甬道重层壁画为典型代表，对其制作材料和工艺进行综合分析，结果表明：壁画总体结构为支撑体-底层地仗层-彩绘层-表层地仗层-彩绘层-表面贴金，地仗粗泥层和细泥层中的加筋材料分别为麦秸秆和麻，无机颜料以朱砂、铁红、氯铜矿、青金石等为主，有机胶结材料为动物胶。分析结果为古代壁画制作材料和工艺的分析提供方法参考，同时给壁画保护修复提供材料信息，对壁画保护具有重要意义。

为了得到生土基长方体土坯砌体的受压后应变关系，采用干打工艺制作长方体土坯作为砌体试件，试件尺寸为7 cm×14 cm×30 cm，通过单轴抗压试验，获得了生土基长方体土坯试件平铺受压状态下（承压面积为14 cm×30 cm）的数字散斑数据X方向（即水平方向）、Y方向（即竖直方向）位移和应变破坏形态曲线，同时运用传统应变片测量技术对该土坯试件平铺受压状态下的上述X、Y两个方向应变做对比测量，并附上试验所用的压力机机载施压曲线。在非破坏性试验中数字散斑技术得到的X方向、Y方向微应变都呈现忽正、忽负数值波动。这说明土坯在非破坏性试验（受到小量程压力）情况下，数字散斑技术可靠性不高，这可能是由于土坯受压时土颗粒内部挤压导致微观不连续间隙斑点所受微应变造成的测量误差。而传统的应变片技术由于采用的是条状型应变片贴在土坯上，所以得到的是条状应变片上应变统计平均集，数值相对比较准确。在破坏性试验中数字散斑技术得到的结果与传统贴应力片测量技术得到的结果基本一致，并且可以从压力机机载计算机数据接近峰值时，两种测量技术分别达到位移量、应变量突变的阈值这一角度得到合理解释。干打土坯受压状态下应变关系数据曲线对实际土遗址修缮工程中长方体土坯砌体试件的工程应用提供了参考，也可作为相关规范、标准的佐证数据。

为查清泾川县大云寺遗址区出土砂岩质石刻造像石材的来源，通过区域地质调查，结合岩相学、岩石学、岩石地球化学、碎屑锆石U-Pb测年及锆石微量元素分析等多手段相互验证，研究表明位于华亭县安口镇附近的延长组第4岩性段（长2-长3）中厚层状杂砂岩为泾川县砂岩质石刻造像的主要物源区。利用以上实验方法可以为石质类文物溯源研究工作提供有益借鉴。

我国大部分石窟寺砂岩文物表层处于一种不稳定状态，需要采取合规并具可延展的特别是可再处理的保护措施。基于对石窟寺砂岩劣化病状初步梳理以及对历史上采取的“防风化”处理后的砂岩出现不可再处理等问题，在比选多种干预措施的利弊和已完成的保护实验基础上，提出缓解严重风化的砂岩质文物表层劣化的“维稳”技术策略。石窟寺砂岩表层“维稳”是在无法明显改变宏观或微观环境前提下，基于最小干预原则的预防性保护措施总和，包括浸渍深层固化、注石灰浆、局部补配等。维稳使用的材料应是研究成熟且被时间验证的无机材料或在使用前以有机形式存在，固化或老化后为无机的材料，其无论是在服役期还是在老化后，均可采用相同或者类似的材料处理。在重庆大足石刻完成的初步试验说明，在满足诸如低含水率、适宜温湿度等前提下，严重劣化的砂岩可以得到固化，表层稳定性能得到有效提升，维稳处理后的文物表面的吸水、湿润、透气等性能几乎没有改变。维稳可以提高文物安全性，为未来系统保护修复等提供保障，为脆弱文物的预防性干预提供了方向。