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。

石质文物表观裂隙的热红外响应研究

裂隙病害在石质文物中普遍存在,带给石质文物的保存很大挑战,开展裂隙病害的深入研究对文物保护具有重要意义。本工作通过红外热成像技术,开展了石质文物裂隙检测的室内模型试验及现场试验研究,以裂隙开口宽度为主要变量,研究裂隙对于岩体温度场的影响。结果表明:主动热激励方法在裂隙检测应用上效果显著;裂隙中空气的热惯性较大,使得裂隙处温度变化相对滞后;文中引入降温指数对试样温度变化速率进行定量评价,且与裂隙面积占比呈良好的负相关,并与现场实验结果相验证。研究成果初步达到了对于石质文物表观裂隙定量化检测的目的。

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。

半球摄影法在石质文物现场调查中的应用研究

在研究石质文物病害形成机理时,掌握太阳辐射长期变化情况对其影响是重要的调查项目。但目前多数相关调查研究只能依靠建立环境监测站来实现。半球摄影法是一种快速测量天空开阔度的方法,在生态学等学科中被广泛使用。通过对日本、国内两处石质文物保护实际现场调查,半球摄影法被证明可以有效应用于环境监测装置选点,判断太阳位置变化对石质文物影响,以及比较石质文物不同位置受太阳辐射的长期变化。该方法具有便捷、经济且高效的特点,可以作为辅助手段更多应用在石质文物保护调查过程中环境监测装置选点与判断太阳辐射影响的相关初步测量与数据分析中。

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。

近代历史建筑室外石质构件保护修缮体系的研究

暴露在室外的石质构件,历经岁月沧桑,容易受到不同程度的破坏。通过上海黄浦江畔约113年的红楼案例,对石质构件的保护修缮进行了体系性研究:前期搭建数字孪生平台,采用一系列数字化技术对石质构件进行勘察、检测,并将得到的数据与石质构件本体关联;通过科学的数据,配置合适的修复材料;再根据每一种劣化因素,采取分级、分类的方法,既针对石质构件本体采取修复措施,又考虑其所处的微环境进行增强处理。经过有效的综合治理,对症下药,从根本上达到保护目的。

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。

石质暗挖车站临时结构盾构接收施工技术研究

为了缓解城市地铁施工的占地压力,缩短城市地铁施工的工期,本文提出了一种支撑柱置换侧墙进行盾构接收的方法,该方法先是凿除支撑柱并用爆破的方法对下部土石方进行施工用以加快施工速度;对基面进行处理后做防水保护施工从而维护地铁的安全性与稳定性;在主体设施施工时用支撑柱置换侧墙并在不施作盾构井及车站端头部分结构的情况下进行盾构接收从而有效的缩短了地铁施工的工期。该方法目前已成功应用于青泥洼桥站车站建设和青~火区间洞通节点目标,施工效果表明,该方法能够有效的缓解地铁施工的占地压力和缩短地铁暗挖法施工的工期。

石质牌坊的保护与维修——以濮阳子路墓卫国公坊维修为例

牌坊是我国特有的一种建筑,承载着丰富的历史信息,具有较高的文化和艺术价值,其材质以木质和石质为主。大多牌坊暴露于开放环境,历史上保留下来的牌坊多为石质文物。随着岁月的浸染,牌坊在自然环境和人为因素的影响下,其结构、形态等方面都受到各种不同程度的损坏。为了保护和传承这些宝贵的文化遗产,及时维修复与保护显得尤为重要。今以濮阳子路墓前明代卫国公坊的维修为例,探索保护石质牌坊的有效方法。

旋挖钻机配合挖掘机开挖石质基坑技术研究

石质基坑常采用爆破技术进行开挖,但是在受工程条件限制时只能采用冷开挖作业方式进行开挖。传统的冷开挖方式为破碎锤配合挖掘机施工,但该方案施工进度缓慢。因此,为了加快石质基坑的开挖速度,文章采用了旋挖钻机钻孔破碎岩层配合挖掘机开挖出渣的开挖方案。结果显示,该方案不仅能缩短工期,还可以降低施工风险和施工成本。

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。