不可移动石质文物的定期保养维护

保养维护是不可移动石质文物预防性保护的重要组成部分,科学、有效地维护保养可以有效阻止或减缓文物病害发展,延长文物寿命。鉴于目前不可移动石质文物保养维护工作困难,没有技术规程、缺乏专业养护人员、重修缮轻保养等现状。本文试图从保养维护的法理依据、定义、目标、内容、程序、技术要点等方面出发,对石质文物的定期保养维护工作进行全面阐述,以期建立石质文物定期保养维护的技术规程,为开展相关试点工作提供借鉴。

长石质陶瓷磨损研究及有限元数值模拟

利用高速环-块摩擦磨损实验机在10、20、30、40 N载荷下对Sirona CEREC Blocks长石质瓷块进行3.5×105周次磨损实验,得到磨损质量、磨损速率等参数与载荷、磨损周次的变化关系,根据所得变化关系将长石质陶瓷的磨损过程分为3个阶段,观察了各阶段的磨损表面形貌。对Archard磨损模型进行修正改进并通过ABAQUS中UMESHMOTION子程序开展有限元仿真研究。在ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)自适应网格区域选取两种节点路径,于3.0×10^(5)周次磨损工况下对4种不同载荷下的磨损深度进行仿真分析,并与实验值对比验证,结果表明10 N载荷工况下磨损深度的最大误差为12.18%,30 N载荷工况下磨损深度的最小误差为8.64%。

双洞八车道特大跨度隧道Ⅴ级石质围岩开挖工法

为减小双洞八车道特大跨度隧道洞口Ⅴ级石质围岩后行导坑爆破对已完成支护结构的不利影响,该文以平潭牛寨山隧道工程为例,针对原设计双侧壁导坑法在后行的临近导坑爆破时,易将原先已施工完成的临时钢支撑震塌,提出取消临时横向支撑的变更方案1,以及带竖向支撑的上下台阶法(变更方案2),再利用有限元法计算,模拟3种不同开挖工法对隧道变形及受力的影响。计算结果表明:3种方案引起的拱顶沉降相差较小,最大相差约11.8%;变更方案2引起的围岩应力最大,但变更方案2同时取消了左右侧壁导坑的横向支撑以及左右侧壁导坑下台阶的竖向支撑,大大简化了施工工序。最后,结合监测数据进行分析,隧道结构安全稳定,变更方案2不仅合理可靠,而且加快了施工进度,节约了造价。

石质文物本体病害的应急监测——以杭州西湖世界遗产的石质文物为例

由于人为或自然因素的作用,世界遗产地的不可移动石质文物有可能发生危及文物安全的突发事件。如何应对这些事件,考验着文物管理和保护工作者的智慧和专业技能。本文以杭州西湖世界遗产的石质文物为例,从顶层设计、实施原则、应急监测组织、检测项目,以及4个典型应急监测和处理案例,讲述了世界遗产地石质文物应急监测的组织和实施过程,可为各遗产地不可移动石质文物的预防性保护提供借鉴。

基于色差原理对石质文物表面污染物清洗效果的评价研究

【目的】针对石质文物表面污染物在清洗前后颜色相关性的问题,提出了以色度参数为指标的石质文物表面污染物清洗效果评价方法。【方法】首先,通过色度仪对现场清洗试验结果进行检测;然后,将检测数据导入SPSS分析软件,采用主成分分析法(principal component analysis, PCA)、线性回归法和皮尔逊相关系数对颜色与清洗效果的相关性进行分析;再用色差公式将计算结果进行等级划分并评价整体清洗效果;最后,通过正态检验和偏最小二乘法分析颜色参数以验证计算结果的可靠性。【结果】明亮度与清洗效果呈正相关,影响权重为39.061%;红绿度和黄蓝度大小与污染物残留量呈负相关,与清洗效果呈正相关;彩度差和色相差与清洗效果呈负相关,色度差值越小说明文物原有样貌越完好。清洗效果评价结果为石门区域清洗效果良好,石殿和石亭区域清洗效果一般。【结论】通过分析污染物清洗效果与颜色的相关性,以及采用色差公式对石质文物清洗效果进行评价的方法,可为后续石质文物清洗效果评价研究提供新的思路和方法。

智化寺石质文物表面黑色污染物的谱学分析

智化寺是典型的明代早期寺院,主体建筑保存状态良好,其建筑群既具有宋元风格,又历经明清、民国时期,具有极高的研究价值。寺内现存三件石刻文物表面具有明显的黑色污染,为了更有针对性的保护,需要对未知的黑色污染物进行科学分析研究。本研究采用便携式X射线荧光光谱(pXRF)、拉曼光谱(Raman Spectroscopy)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热裂解气相色谱质谱(Py-GCMS),系统分析了污染物成分。结果表明藏殿须弥座北侧侧面和台面处污染物以干性植物油为主,并具有少量蛋白质残留、无定形碳等,如来殿前的赑屃背上的黑色污染物含有多糖、油脂、无定形碳、纤维素、蛋白质和石英等物质残留。分析结果为准确判断智化寺石刻文物上的黑色污染物提供了科学依据,对相关石质文物的合理有效保护具有重要意义。

生物-物理法对矿区石质山地土壤改良的研究

为了解决石质山地土壤贫瘠问题,对目前贫瘠土壤治理现状及方法进行总结,研究土壤改良方法,提出一套可移动式制备有机肥产线。基于该有机肥产线,发挥其便捷、节约成本、肥效高等优势,大大降低石质山地土壤修复成本,对石质山地进行物理破碎,并利用生物有机肥对贫瘠土壤进行修复,补充植物生长所需的氮、磷、钾等元素,并使植物快速稳定地在石质山地土壤中扎根。

光面爆破开挖施工技术在石质围岩隧道的应用研究

石质围岩隧道施工在国防工程、道路建设、矿山项目中应用比较普遍,多需要借助爆破技术提供辅助,不同施工环境下,爆破技术的选择、应用也各有要求。本文以光面爆破开挖技术为例进行研究,介绍其原理、技术要点以及多见问题等内容,并结合张涿高速与北京市国道G109新线高速连通工程为例,对其操作措施、质量改进方式等进行探讨,为后续石质围岩隧道工程以及光面爆破开挖施工技术应用提供更多支持。

浅论丰县大沙河考古发掘出土石质文物的修复与保护

2016年1月,丰县大沙河出土一批石质文物,严重残损,雕刻精美,晚明清初风格,具有一定的历史价值与艺术价值,丰县博物馆对其进行了修复保护。

静态爆破技术在石质路堑施工中的应用

随着城市交通建设的不断发展,石质路堑的施工已成为城市基础设施建设中的重要环节,为了提高施工效率、降低成本并确保施工安全,石质路堑的开挖和爆破技术一直是研究和实践的热点。对此,本文通过分析静态爆破技术在石质路堑施工中的应用难点,探讨应对施工问题的关键技术与方法,总结出静态爆破技术的应用要点与施工设计。

重力式码头薄层石质基槽开挖裸露爆破施工关键技术研究

重力式码头石质基槽爆破质量和效率直接影响到整个工程质量、工期、费用等,为此,提出重力式码头薄层石质基槽开挖裸露爆破施工关键技术研究。以防城港15万吨级减载平台工程基槽及停泊地开挖、炸礁及清礁工程为例,对比钻机船钻孔装药爆破施工技术和裸露爆破施工技术,采用槽钢和履带吊投药方法,从设备投入、人员投入、施工效率、工期、经济效益等多方面分析,解决了施工进度慢和工艺复杂、成本费用高的问题,大幅缩短了项目工期,降低项目成本,有效提高重力式码头基槽施工进度,同时保证施工质量达到设计要求,具有良好的技术效益、经济效益及社会效益。

鹤壁市太行山石质山区困难地造林技术初探

河南省鹤壁市位于太行山余脉东麓和华北平原的过渡地带,地势西高东低,属暖温带大陆性季风气候,四季分明,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥。降水多集中在7、8、9三个月,约占全年降水量的60%。西部山区属于典型的干旱石质山区,区域内植被稀疏,灌木主要有荆条、酸枣、野皂荚等,草种类主要有白草、黄被草等。

不可移动石质文物岩石理化性质研究——以重庆市石佛寺遗址摩崖造像区为例

以重庆市石佛寺遗址摩崖造像区为工程背景,通过开展野外勘测及岩石试样的理化性质测试,提出一种针对不可移动石质文物的理化性质研究方法,即跨尺度分析方法。室内试验采用宏观试验及微观试验,宏观试验包括三轴试验和直剪试验,微观试验包括扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析。采用宏观试验测得样品的基本力学参数;通过电镜分析可知,试样为标准的砂岩,孔隙率较大,表明其对水的敏感性较高,在长期干湿循环作用下,其强度会随着时间的推移而降低,即典型的水岩相互作用;XRD衍射试验表明,由于砂岩中黏土矿物含量较高,故其水理性质较差,抗风化能力较弱,这是导致其风化的主要原因。地质雷达勘测及辅助声波探测表明,在有效保护文物的前提下,可以采用该方法对文物进行宏观和微观的跨尺度科学分析。

太行山贫瘠石质山地造林绿化技术措施探讨

太行山位于中国华北地区,由于其地质条件的复杂性和气候条件的特殊性,造林绿化面临诸多难题。本文阐述了太行山南部荒山造林策略和方法,根据不同区域的土壤和气候条件,选择适宜的树种进行种植,造林时采取抗旱和容器苗等技术措施,通过封山育林和人工造林相结合的方式培育生态林,对太行山造林绿化实践经验进行了总结。

面向石质文物裂隙的超声定位系统及算法研究

面向石质文物多年风化、干裂,急需修复的场景,针对深度学习在文物裂隙检测应用中的不足,提出一种基于缺陷特征增强和卷积神经网络(CNN)的石质文物缺陷定位算法。算法通过小波包分解进行特征提取并选择包含丰富特征信息的有效频段,作为CNN网络的输入,通过模型训练和波形分类识别,缩小定位范围,提高缺陷定位算法的泛化能力和识别率。本文搭建了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的超声检测平台,并在边长为40 cm的立方体试件上进行了实验验证,实验结果表明,波形识别准确率相较传统算法提高了11.3%,平均定位误差小于10%,为石质文物裂隙检测提供了可靠依据,有助于文物保护和修复。

铝硅系原料种类对钙长石质隔热耐火材料性能的影响

为优化制备钙长石质隔热耐火材料用铝硅系原料,以绿色无污染的高岭土、蓝晶石、红柱石和硅线石为铝硅系原料,工业CaCO_(3)为CaO源,采用发泡法结合原位反应烧成工艺,经1350℃保温3 h后获得了钙长石质隔热耐火材料。研究了铝硅系原料种类对合成材料物理性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:不同铝硅系原料所制试样均生成了六边形片状钙长石,并存在少量莫来石和刚玉。试样的体积密度按使用高岭土、红柱石、蓝晶石、硅线石为铝硅系原料的次序依次降低,显气孔率依次升高,热导率依次降低;以高岭土为铝硅系原料所制试样的孔壁中钙长石晶体结合紧密,赋予其较佳的耐压强度,以蓝晶石、红柱石及硅线石为铝硅系原料时,试样的耐压强度依次减小,因为孔壁上钙长石晶体间结合程度逐渐减弱。综合考虑,以蓝晶石为铝硅系原料所制试样的综合性能最佳,其显气孔率、热导率和常温耐压强度分别为84.6%、0.141 W·m^(-1)·K^(-1)和1.89 MPa。

喀斯特石质生境高碳酸酐酶活性微生物筛选与分离

喀斯特地区存在丰富的碳酸盐岩,是地球上最重要的碳库。碳酸酐酶(Carbonic anhydrase,CA)是地球上催化反应速率最快的几种酶之一,通过催化CO_(2)的水合反应,不仅可以促进碳酸盐岩的风化,还可以通过吸收大气中的CO_(2)来固定碳源。本研究目的是遴选喀斯特极度退化生境高CA活性菌株/菌群,探讨其用于喀斯特生态修复的可行性。利用碳酸钙培养基从喀斯特石质生境中分离筛选出产CA的菌株,并进行形态学观察、生理生化鉴定和分子生物学鉴定。通过CA活性的测定确定高CA活性的菌株,并比较单菌与多菌株组合群落的CA活性差异。利用碳酸钙培养基共分离得到产CA菌株6株,分别为耐药黄杆菌(Flavobacterium resistens)、食酸代尔夫特菌(Delftia acidovorans)、嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)、食油假单胞菌(Pseudomonas oleovorans)、洞穴农杆菌(Agrobacterium cavarae)、白色杆菌(Bacillus albus),其中嗜根寡养单胞菌的CA活性最高,且其与其它菌株组合后CA活性均降低,说明产CA微生物的竞争作用可能大于协同作用,且在极度寡营养环境中,该嗜根寡养单胞菌具有较大的应用潜力。

基于氟硅烷改性UIO-66-OH的疏水金属有机骨架材料的制备及在灰岩类石质文物保护中的应用

疏水材料的研制一直是石质文物保护工作中的难点问题。本工作制备了一种新型疏水金属有机骨架(MOF)材料,即采用氟硅烷修饰含有2‑羟基对苯二甲酸桥联配体的Zr‑MOF以获得UIO‑O‑FS材料,并对材料进行了FTIR、X射线衍射、N_(2)吸附-脱附、热重、扫描电镜和透射电镜等表征分析以及抗侵蚀试验。试验结果表明,该材料具有良好的疏水性、固结性、耐酸性和耐盐性,是一种新型石质文物保护材料。

环境控制方法在日本石质文物保护的应用研究 ——以装饰古坟与摩崖造像的保护措施为例

日本石质文物科学保护起步较早,但随着时间的推移,部分早期保护、修复、处理过的石质文物又出现了凝结水、可溶盐析出严重等新的问题。对此,日本科研工作者提出了在阐明石质文物病害成因基础上,通过控制其保存环境,以延缓、抑制病害发生,并取得了一定的成果与经验。其中,文章所介绍的日田市Garandoya古坟保护设施设计与大分市元町石佛保护建筑改造,是具有代表性且取得良好效果的研究案例,其相关研究成果与经验可为我国石质文物预防性保护研究工作提供有价值的参考。

邯郸市太行山区石质山地造林技术探讨

在邯郸市太行山区石质山地造林,一方面可以加快邯郸市太行山区荒山绿化的速度,提升森林植被覆盖率,另一方面可以改善太行山区当地的生态环境,具有重要的现实意义。结合邯郸市太行山地区的实际情况,分析了邯郸太行山区石质山地特点(降水量少、利用效率低、土壤瘠薄、水土流失严重、地形复杂、植被稀疏),探讨石质山地植被修复技术原则(植被选择原则、生物多样性原则、选择合适的树种),从栽植时间、栽植方法 (容器育苗造林技术、覆盖造林技术、带土球移栽)、造林后管理(松土、除草、保障水分、苗木补栽)等方面总结邯郸市太行山区石质山地造林的栽植管理要点。