本文主要研究北京地区大理岩石质文物的风化机理和表面风化程度评价体系,通过现场勘测石质文物的病害类型并探究风化机理,实验室模拟大理岩风化过程,建立风化评价体系,具体如下:(1)北京冬冷夏热的气候特点使大理岩石质文物易受到冻融、酸雨和盐结晶等因素的影响。通过现场检测云台石质文物存在的病害类型,然后在实验室内进行扫描电镜-能谱、X-射线衍射和离子色谱等测试。结果表明在云台出现的几种重要病害中,墙壁表面泛盐病害主要是由于可溶盐含量较大在岩石表面沉积所致;表层脱落的发生是温差效应、冻融作用、可溶性盐的晶涨协同作用的结果;风化裂缝主要是生成的石膏膨胀产生的。(2)通过在实验室模拟酸雨喷淋实验,观察风化前后大理岩样品的外观和微观形貌,测试风化前后大理岩样品物理性能、力学性能、超声波波速和里氏硬度、矿物成分和元素组成等数据,结果表明青白石的耐腐蚀性比汉白玉高,老化后的大理岩表面生成厚约0.5mm的石膏(CaS04或CaSO4·2H2O),pH值为2.0的酸溶液最适合做大理岩的风化剂。(3)通过模拟冻-融和盐-冻融老化模拟实验,研究老化实验后试样的外观、微观形貌和机械性能等指标的变化,结果表明青白石的耐久性比汉白玉高,硫酸钠的盐结晶压力致使大理岩表层风化严重。(4)将Matlab软件引入石质文物领域,处理并研究石材表面粗糙度变化值,结合酸腐蚀和盐-冻融条件下综合超声波波速、里氏硬度,抗压强度和抗折强度等指标数据确立该腐蚀条件下石材表面风化程度,并使用模糊评价方法建立适合北京地区大理岩风化程度指标体系。用实际石质文物验证后,最终证实了该系统可以用来评价北京地区石质文物的风化程度。