莫高窟壁画酥碱病害产生机理

通过对莫高窟壁画地仗层和洞窟围岩中盐分的分析对比，揭示了壁画酥碱病害的成因及形成要理，研究认为，在水分运移的同时，围岩及地仗层中的易溶盐发生水分、离子交换和重结晶作用，引起盐分向地仗层迁多和积累，盐分的积累导致地仗土颗粒间距增大，粒间连结力降低，从而使壁画发生粉化，掉块和散休。     

西安韩森寨元代墓室壁画数字化修复方法

西安韩森寨元代墓室壁画是西安地区元代时期唯一的墓室壁画资料,因诸多原因受到了严重的损坏。为了给相关学科研究提供更为直观的壁画资料和类似壁画的修复方法参考,从图像信息损失程度及损失信息与已知信息的关联性角度,对韩森寨元代墓室壁画的损坏情况和类型进行了分析,针对性地提出了一种数字化人工和自动修复相结合的壁画数字化修复方法,并基于图像块和稀疏表示模型实现了壁画的数字化自动修复算法,最终选取韩森寨甬道西壁散乐图局部作为修复实例进行了数字化修复。验证结果表明,所提方法在修复效果、修复效率、可操作性等方面均有较好表现。     

墓葬壁画地仗层吸-放湿动力学特性研究

对墓葬壁画地仗层的吸-放湿动力学特性进行了研究，通过设计吸-放湿实验，模拟地仗试块的吸-放湿过程，并绘制相应的吸-放湿动力学曲线，使用模型对试块的吸-放湿动力学曲线进行拟合。研究结果表明，墓葬壁画地仗层的吸、放湿过程均呈现出“先快后慢”的特点，“吸湿期”时间明显比“饱和期”时间更短，但吸湿量却达到了吸湿平衡时吸湿量的80%左右，放湿过程展现出同样的规律。在吸-放湿过程后试块的含湿率相较于试块初始含湿率更高，即有部分水分残留在壁画地仗层中。模拟地仗试块的吸湿动力学曲线和放湿动力学曲线分别符合双指数模型和一阶指数模型，R²>0.988,拟合效果较好。     

南京下圩庄土地庙壁画的保护修复

对南京下圩庄土地庙保存古代壁画存在的人为污染、灰尘污染、褪色、起翘、脱落等病害进行分析研究,针对性地设计了表面灰尘污染清理、表面人为涂抹石灰层去除、褪色壁画的显现加固保护及起甲壁画的回贴加固保护等方法。结果表明,经过该方法处理,南京下圩庄土地庙保存壁画得到了有效治理和妥善保护。此方法对类似古代壁画的病害治理和保护也具有借鉴作用。     

莫高窟壁画地仗层水汽吸附特征及其影响因素

敦煌莫高窟是我国乃至世界上最重要的佛教遗址之一。洞窟壁画产生的病害大多与水盐运移有关,而作为导致病害的水汽来源之一,洞窟空气中水分主要通过吸附作用进入地仗层孔隙结构中。该文利用试验方法探究莫高窟地仗层土体的吸湿机理,并分析吸湿过程的影响因素。结果表明,在较低与较高的相对湿度下,地仗层土体吸湿的主要驱动力分别为短程吸附作用与毛细凝聚作用。对于莫高窟地仗层来说,由土颗粒比表面积与黏土矿物含量等因素影响的短程吸附作用较弱,因此低湿度条件下吸湿量较小。但在较高湿度条件下,地仗层中由土体中孔径分布影响的毛细凝聚作用明显增强,吸湿量显著增大。莫高窟地仗层平衡吸湿量开始明显增大的临界湿度大约在80%。此外,地仗层中澄板土与砂的比例是影响地仗层吸湿量的主要因素。试验结果为莫高窟壁画病害机理研究及预防性保护提供理论依据。     

古代壁画保护修复设计方案内容探析

根据多年古代壁画保护修复方案设计的实践经验,讨论、分析了古代壁画保护修复设计方案中壁画价值评估、现状调查、环境监测、制作材料和工艺分析、修复材料筛选以及保护修复档案建设六个方面应注意的问题。通过这些讨论,可以进一步完善古代壁画保护修复设计方案的内容,使古代壁画保护修复设计方案在具体修复壁画过程中更具有实际指导意义。     

麦积山石窟第127窟赋存环境特征及对壁画病害的影响

麦积山石窟第127窟窟壁和壁画表面发生了严重的非生物和微生物病害，主室四壁地仗脱落面积达51.24%,且由南向北逐渐递增，微生物病害集中分布于偏北侧窟壁和壁画表面。为了揭示石窟内外环境变化对文物的影响及与病害发生的关系，于2019年用HOBOU23-001型和iButton DS1923微型嵌入式温湿度监测仪对第127窟内外环境和窟壁本体微环境进行同步实时监测。结果表明，受森林性气候的影响，麦积山石窟外环境空气相对湿度(RH)季节性变化较小，窟内空气RH长期大于70%;全年北壁空气RH大于90%的天数达112 d,而南壁仅为3 d; 4—10月间，北壁空气RH月极大值均高于南壁；北壁地仗层RH高于90%的天数达127 d,而南壁地仗层RH均低于90%,且北壁地仗层RH月极大值均高于南壁。这些结果说明，第127窟北壁附近空气及地仗层内长期高RH与窟壁和壁画病害具有相关性，是导致病害发生的重要环境因素，该结果为麦积山石窟文物预防性保护提供科学依据。     

唐昭陵段简璧墓壁画“侍女图”易脱落彩绘的预加固与土锈去除工艺

唐昭陵段简璧墓出土的壁画黏结严重土锈,遮盖污染原貌,这些土锈与壁画表面颜料层黏结紧密,如用机械方法进行去除,将会使壁画颜料层一起脱落,造成不可弥补的损失。本文研究了一种水性氟预加固材料与预加固工艺:先对易脱落颜料与土锈进行预加固增强其附着力;再以精细工艺去除土锈,从而完整再现壁画原貌。依据文物保护对预加固剂的要求,对预加固剂水性氟的性能进行了研究。实验结果表明:水性氟的成膜性、耐酸碱性、附着力、可逆性、热稳定性良好,在实际操作过程中对易损彩绘颜料层起到加固作用,又不影响后续土锈清理工作,可以用作易损伤彩绘的预加固。     

联合特征推理和语义增强的渐进式壁画修复

针对现有深度学习算法修复壁画图像时，未充分考虑破损区域与完好区域信息的一致性，导致修复结果易出现边界效应和纹理模糊等问题，提出了一种联合特征推理和语义增强的渐进式壁画修复算法.首先，设计区域渐进结构，实现了待修复区域的渐进式收缩修复.然后，利用特征推理模块，对缺失像素的特征值进行迭代推理填充，减小壁画修复重构误差，增强壁画破损区域与完好区域之间的相关性.最后，将各层特征图自适应融合，并采用语义增强模块进行纹理细节迁移，提升壁画补全区域和整体的一致性.敦煌壁画数字化修复实验表明：所提方法修复结果具有更好的纹理细节一致性，在主客观评价指标上均优于比较算法.     

改进多重字典联合自适应学习的稀疏壁画修复

针对壁画稀疏表示修复算法字典单一、细节修复欠佳的问题，提出了一种改进多重字典联合自适应学习的稀疏壁画修复算法.首先，采用非下采样剪切波NSST将破损壁画进行分解，获取壁画的低频纹理子带图像和高频结构子带图像，解决了稀疏表示算法对壁画图像结构和纹理信息考虑不足的问题.然后，提出了多重字典自适应学习的稀疏方法，将低频纹理图像根据像素之间特征的相似性进行聚类，构建多重稀疏子类字典，并利用奇异值分解和分裂Bregman迭代优化完成低频分量修复.接着，引入脉冲耦合神经网络机制，修复壁画图像的高频结构子带.最后，通过NSST逆变换融合完成修复.采用真实壁画进行修复的实验表明，该算法能够有效保护壁画图像结构和纹理层等重要信息，所提算法相较对比算法取得了更好的视觉效果和客观评价.     

南京堂子街太平天国壁画调查研究

笔者采取现场勘查、走访调查以及科学的调查手段,包括显微照相、X-射线衍射、拉曼光谱等,对保存于南京堂子街太平天国时期的壁画进行了调查研究。包括壁画的基本信息、壁画的价值评估、壁画的保护修复情况、壁画的材质工艺研究、壁画的病害状况及成因分析等。这些科学调查对有针对性地设计合理的保护方案是非常关键的,能够使壁画得到合理且科学的保护。     

简述壁画病变处理方法

我国自建国开始文物工作者们对壁画保护修复用几代人的实践探索研究出了整套适用于各个朝代墓葬、石窟壁画的修复、复原方法。各种新型技术的增多,文物修复水平的提高对壁画病变处理方法的要求更加科学化。从严格意义上讲墓葬壁画与石窟壁画的保护修复方法、技术、用料等各自不同。在此以墓室壁画为主分析研究壁画的表面污染、空鼓、龟裂起甲、酥粉性病变起因情况、科学处理方法以及保护技术。     

复合材料加固混凝土桥梁结构有限元模拟

 复合材料胶接修复加固技术具有修复速度快、结构增重少、高效可靠等诸多优点,已成为加固修补混凝土结构的新型技术。采用有限元方法,对比分析了复合材料加固钢筋混凝土桥梁结构前后的力学性能,并研究了复合材料粘贴面积、纤维铺层角度,以及铺层材料及顺序对钢筋混凝土桥梁加固效果的影响。结果表明:与加固前相比,加固后混凝土桥梁内部的应力、应变及最大变形有明显降低,最少可分别降低60%,56%和11%。且复合材料粘贴面积和纤维铺层角度对桥梁的加固效果有显著的影响,而铺层材料及顺序对其加固效果则无明显影响。实验结果显示,最佳加固方案为:全部采用碳纤维复合材料、预浸料带数量为5、纤维铺层角度为[0]₄。该方案加固后桥梁内部的最大应力为81.7 MPa,最大应变为0.27%,最大变形为15.96 mm。     

文物保护科学的规律性

我国历史悠久 ,文物丰富 ,地上、地下蕴藏着大量文物。这些文物带着历史、文化、艺术、科技等多方面的信息。近几十年来 ,愈来愈多的文物不断被发现 ,文物濒临损毁的难题日益增多。有相当数量的一批状态危急 ,即将毁灭或残损严重甚至形存实亡的国宝级文物 ,需要紧急抢救。其中有很多是目前国际文物保护科技界无法解决的尖端问题。以笔者亲身经历的抢救任务来说 ,就有 :敦煌莫高窟唐代壁画起甲病害的救治 ;出土《孙子兵法》及东吴１０余万枚糟朽饱水竹简的脱水加固 ;长沙马王堆汉墓出土饱水漆器的保护 ;秦始皇陵兵马俑脱落彩绘的复位 ;战国酥…     

酸腐蚀混凝土框架结构的加固修复

某化工生产厂房因酸性介质腐蚀造成混凝土框架结构损坏较严重,属二级可加固结构,从生产的连续性、经济效益、修复周期等方面考虑,筛选了粘贴钢板、钢板套里浇筑膨胀混凝土、钢纤维砂浆等材料来填充凿出的结构裂缝、空鼓沟、孔等成套加固技术.在不停产的条件下,对结构进行加固,达到预期的使用功能.     

多层砖混建筑的抗震加固

本文根据多层砖混建筑的震害及特征,重点阐述了增设圈梁、钢筋混凝土构造柱来提高房屋的整体性,以及对原有建筑的墙体的修复和加固,从而对原有的多层砖混建筑进行了抗震加固。     

某钢筋混凝土框架结构厂房的加固

针对某铸造厂混凝土框架结构损坏较严重,尚属Ⅱ类可加固结构,从生产的连续性、经济效益、修复周期等方面考虑,筛选了粘贴钢板、钢板套里浇筑澎胀混凝土、钢纤维砂浆等材料来填充凿出的结构裂缝、空鼓沟、孔等成套加固技术.在不停产的条件下,对结构进行加固,使混凝土强度达到C20、C30强度等级以上,达到预期的使用功能.     

纸质档案亲水性棉网加固新技术

提出了一种环保、低成本的水溶性棉网常温加固脆弱糟朽纸质档案与古文献新技术。从胶黏剂的选取、工艺优化、修复效果比较和可靠性分析等四个方面揭示了新技术的特点,并对比研究了该技术和蚕丝网加固、油溶性棉网加固技术等在加固前后和老化前后对纸张性能改变的影响。结果表明:水溶性棉网加固技术对纸张具有更好的力学强度和耐老化性,同时具有兼容性好、可逆性好及符合最小介入原则等优点。该技术已经成功应用于部分纸质档案和古文献的抢救修复中,并取得了良好的加固保护效果。     

对近现代钢筋混凝土建筑文物修复材料的试验研究——以浙江省磐安县道德桥为例

目前对混凝土结构建筑的修复手段主要停留在实验室阶段,缺少与现场的结合,且存在成本高、效率低的问题。将试验研究结合现场工况进行综合分析研究,能达到较高的资源利用率,确保修复材料的适用性。现场试验针对3个方面的修复材料,分别使用3种防水材料后对比覆水试验与含水率测定结果来比较防水材料的修复效果;检测注浆前后的强度、色差及粗糙度变化等来确定注浆材料的修复效果;通过硬度计与回弹仪测定修复后表面抗压强度与硬度来比较表面修复材料的修复效果。结果表明:瓦克膏体硅烷材料防水性能最好;天然水硬性石灰微收缩注浆料NHL-i07对表面裂缝处进行针管注浆加固的填充效果最好;碧林增强剂KSEOH300进行表面加固后强度增加较明显。本试验探索了近现代文物建筑保护设计的新方法,对类似的古建筑修复项目有一定的借鉴意义。     

天津地铁隧道修复工程冻土力学性能试验研究

对处于天津地铁2号线的建国道站～天津站区间隧道修复工程,为减小隧道修复对地层的扰动,必须采用盾构法进行施工。然而,由于普通加固法难以对修复前的土体进行加固,为了更加安全与经济地进行修复,需采用人工冻结法。为了给该修复工程提供冻结法设计参数和确保冻结施工过程的安全,对其典型土层进行了室内实验研究,确定了土体抗压强度、弹性模量、泊松比、剪切强度在不同温度下的损坏状态及其随温度变化的规律,根据所绘制的实验曲线作出了定量分析,得出了具有重要意义的结论。