广西宁明花山岩画病害勘察研究

在常年自然营力以及环境变化等因素共同长期作用下,花山岩画岩体开裂、片状剥落、岩画颜料层褪色脱落、岩溶覆盖、生物风化等病害程度明显加剧,给花山岩画造成了巨大破坏,威胁着岩画的长期保存,本文从花山岩画病害类型分析、发育程度、分布特征和产生原因等方面详细调查出发,总结出科学勘察花山岩画的方法,为后期岩画保护治理工作提供详细必要的基础资料和依据。     

广西花山岩画抢救性保护修复材料的选择试验

花山岩画受环境因素作用,岩体崩落掉块、片状鳞片状剥离脱落等病害,给花山岩画造成了巨大破坏,威胁着岩画的长期保存。其中物理风化引起的岩石片状脱落病害,以及化学风化引起的颗粒状产物对岩画的危害最大,应尽快采取抢救性保护措施对其进行治理。本工作在现场调查的基础上,通过粘合剂强度分析,以及清洗剂实验,研究了治理物理风化片状剥离脱落岩石片的粘合剂性能,以及化学风化颗粒状产物的清洗效果,并在现场无岩画处进行了初步试验。结果表明,使用丙烯酸树脂环氧树脂改性的粘合剂,用于花山岩画片状剥离病害的治理时,可以达到预期目标。在对颗粒状和薄膜状风化产物进行处理,疏松的颗粒状产物,清除效果较好,对岩石没有明显影响;对于较为致密的颗粒状产物或薄膜状产物未见明显效果。     

交河故城垛泥墙体裂隙注浆工艺研究

交河故城垛泥墙体裂隙是一种典型的土遗址病害,注浆是加固土遗址裂隙的有效手段,注浆加固需要解决材料和施工工艺两方面问题。为此,进行了室内和现场试验研究,采用模数3.7、浓度12%、水灰比0.60～0.65的PS-C加固裂隙,取得了较好的效果。通过对施工工艺的研究,对裂隙封闭、灌浆管布置、灌浆工具、裂隙壁渗透、灌浆等工艺提出了相关技术要求,其结果为今后土遗址裂隙加固提供借鉴作用。     

石窟寺危岩体锚杆加固技术发展研究

作为建筑、壁画、彩塑三位一体的文化遗产,石窟寺具有重大的历史、艺术、科学价值。开凿石窟的崖体受各种裂隙,尤其是卸荷裂隙的作用,形成各类危岩体,不仅严重威胁着石窟寺的长久保存,而且对游客、管理人员的安全造成危害,因此石窟寺崖体危岩体加固技术一直是石窟寺保护的重点与难点。我国在石窟寺危岩体加固技术中,主要应用是支顶挡墙、锚杆加固、裂隙灌浆三类,而使用最多的是锚杆加固技术。本文系统、全面总结了我国自20世纪60年代开始至今的石窟寺危岩体锚杆加固技术,尤其是应用于安西榆林窟、新疆克孜尔石窟、大同云冈石窟、洛阳龙门石窟等著名石窟的危岩体加固技术,以及针对不同危岩体的加固方法研究成果,客观评价危岩体加固技术的经验和教训,为石窟寺崖体危岩体的治理提供系统的技术参考和实践借鉴。     

重庆大足石刻千手观音造像区地下水渗流机制分析

为研究渗水病害在重庆大足宝顶山千手观音本体修复加固工程中产生的影响,通过现场调查、钻探和钻孔压水实验,分析研究岩体透水性和地下水渗流机制。结果表明,千手观音造像区后部崖体完整性较好,没有渗水构造裂隙存在,不受地下水的影响。     

大足妙高山石窟抢险保护工程技术报告

妙高山石窟在长期自然营力和人为因素的共同作用下,造像岩体出现开裂错位、造像局部产生垮落、风化、渗漏水等多种病害,针对其存在的病害,对石窟进行抢险保护,主要开展脱落造像岩体复原粘接、龛窟岩体加固、局部渗漏水治理;同时,在保证文物区整体环境风貌的前提下,修建妙高山文物区保护围墙和管理用房,以利文物区管理。     

基于仰韶水泥的砂岩石窟裂隙灌浆材料物理力学特性研究

为寻找适宜砂岩石窟岩体裂隙灌浆的材料,进行了基于仰韶水泥的砂岩石窟岩体裂隙灌浆材料室内筛选。研究表明,以烧料礓石为胶凝材料,以偏高岭土、石英砂为填料的浆液可作为砂岩石窟裂隙灌浆的初选材料。进一步试验表明,当浆液材料添加总质量10%膨胀剂后,最优的配比为烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1∶0.6∶0.4,最佳水灰比为0.5~0.6。针对该配比的灌浆材料开展物理力学特性测试及耐候性试验,结果表明,该种配比的浆液结石体除具有孔隙率大、收缩小、强度好的特点外,还具有较好的抵御温湿度循环、冻融循环及盐碱侵蚀等的能力,是一种较为适宜的砂岩石窟裂隙灌浆材料。研究结果也可为类似石窟岩体裂隙灌浆材料的选择作参考。     

甘肃境内长城遗址主要病害及保护研究

甘肃境内长城遗址受自然地质作用、人类活动及环境诸因素的综合作用,破坏严重,急待抢救性保护。为此调查了各时代长城的分布、保存现状。经分析表明其发育主要病害有表面严重风化、基础掏蚀凹进、多种类型裂隙、崩塌和坍塌及人为破坏,从而针对性的提出土坯砌筑托换加固地基、静压注浆加固地基、锚杆锚固、裂隙注浆、表面渗透注浆、小锚钉锚固注浆工程等长城遗址的保护加固技术。以汉长城广昌燧和战国秦长城马家山段为例具体介绍了长城遗址的保护加固。结果表明,所用方法对土建筑长城加固保护具有参考价值。     

浚县千佛寺石窟病害原因及保护措施初探

千佛寺石窟因物理、生物风化和水的侵蚀以及人为的破坏而损坏严重,为从根本上解决并防止损害的进一步发展,应从改善环境、治理生物病害、岸体加固和水害防制等方面入手。     

龙门石窟奉先寺的红外成像监测与分析——基于MATLAB图像处理技术

龙门石窟奉先寺的安全长期受到风化及渗水等病害影响。针对奉先寺石造像阿难头部区域及卢舍那大佛南侧渗水区域,利用红外成像设备对该区域进行为期一年的实时监测,并借助MATLAB语言的图像处理技术对大量红外图像进行数据分析。结果发现佛像头部裂隙处存在温差引起的循环热应力,该温差主要由灌浆加固区域和岩体本体之间热传导性能差异导致,且晴天上午前后的温差应力变化最显著;归纳了监测期间降雨和渗水发生的时间规律,统计得出了不同区域渗水程度的差异。将红外成像和大数据分析结合应用于石窟预防性保护中,实现了对病害同时进行图像监测和统计评估,为其他石窟寺的监测与数据分析工作提供参考。     

水在广西花山岩画风化病害中的作用及其防治对策

花山岩画位于广西壮族自治区宁明县,其保存环境特征是高温潮湿多雨,花山岩画受环境因素作用,岩画颜料及岩石风化明显,风化类型复杂多样,有化学风化、物理风化和生物风化,同时存在、相互影响。它们均与水分有着直接的或间接的关系,因此水的防治是治理岩画风化病害的前提。本工作在水分来源及岩画保存地区地形地貌现场调查的基础上,通过水质分析系统研究了水在岩画风化病害过程中的作用。提出了花山岩画防水治水原则,并结合地质环境和特殊的地形地貌,将整个治水区域划分为山体山顶治水、溶蚀洼地治水、岩画立壁治水三个区域。根据其不同的渗水机制,分别采用盖、堵、排、导相结合的综合防水治水方法。由于岩画病害机理极其复杂,花山岩画防水、治水的难度很大,必须采取区别对待,综合治理的方法。     

广西花山岩画颜料脱落和褪色原因分析

花山岩画是研究我国百越民族古代社会历史最重要、最直接的资料,岩画颜料脱落和褪色是岩画的主要病害。任何文物发生病害既与其制作材料和工艺有关,也与其保存环境因素相关。本工作在花山岩画制作材料和工艺分析研究以及区域环境特点分析的基础上,分析并讨论了岩画颜料脱落及褪色发生的原因。结果表明,岩画颜料层病害主要是受物理风化(温差变化、高湿度与光辐射)、化学风化-溶蚀作用和胶结材料老化引起;颜料褪色是由于岩画颜料表面覆盖泥质薄膜和颜料胶结材料老化导致颜料颗粒脱落致使颜料色彩饱和度降低,岩画颜色变淡变暗。     

岩画断代研究——科技考古学领域中一个亟待解决的问题

探索和研究表明,岩画断代问题仍然是困扰岩画研究的难题之一,其主要原因是岩画本身不能够提供可供断代的直接依据。本文综述了目前岩画断代研究中经常使用的自然科学和考古学方法及其存在的问题,提出应用AMS14C是今后研究我国岩绘画断代问题的首选方法,解决岩刻画的断代问题则主要有赖于微腐蚀方法。     

Rock surface luminescence dating of prehistoric rock art from central Iberia

Rock art paintings are notoriously difficult to date numerically. Recently, luminescence dating has been shown to provide reliable rock surface burial ages in various archaeological settings. Here we use the cross-cutting relationship between a fallen rock and two paintings of the Iberian Levantine (older) and Schematic (younger) styles to constrain the age of the paintings by dating the rockfall event using rock surface luminescence dating. Infrared-stimulated luminescence (IRSL) signals as a function of depth into the buried face of the talus border indicate that the IRSL signal measured at 50°C (IR₅₀) was sufficiently reset to a depth of about 1.6 mm prior to burial. An uncorrected IR₅₀ age of 1.6 ± 0.2 ka was calculated for the rockfall event by dividing the surface equivalent dose (D_e) by the total dose rate. This age was corrected using both conventional and field-to-laboratory saturation approaches to yield indistinguishable ages of 2.7 ± 0.5 and 2.9 ± 0.3 ka, respectively. Since the panel with Schematic art was first available to the artist after the rockfall, we conclude the Schematic rock art at Villar del Humo is younger than ~2.9 ka. The Levantine rock art was painted on a panel constrained by the talus boulder before detachment, and so it is likely to be older than ~2.9 ka.     

贺兰口岩画风化病害机理

贺兰山岩画在世界岩画中占有重要的地位,由于自然环境因素的长期作用,贺兰山岩画遭受到了严重的破坏,若不尽快采取有效措施,这些珍贵的历史文物将不复存在。但是,截至目前关于贺兰山岩画风化机理的研究甚少,从而严重制约了对其风化机理准确地、有效地科学认识。为此,以贺兰口岩画为研究对象,在风化现状调查的基础上,对其保存环境的温度、湿度、大风及沙尘天气等数据进行统计分析,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试手段,并结合冻融实验和风洞试验进行风化病害机理研究。研究发现,贺兰口岩画以长石杂砂岩为主,引起其风化的因素有温度、湿度、风沙等。其中,温度变化和风沙剥蚀为主要病害因素。该研究有望为全面了解岩画风化机理以及其后续保护工作的实施提供理论基础。     

四川摩崖造像岩石的工程物理特性

在自然力的影响下摩崖造像所产生的风化、剥蚀、开裂等种种病害,是与其岩石本体的理化性质有着密切关系.因此,进行摩崖造像保护工程的前期,做好对岩石的工程物理特性调研是非常必要的.为此,根据摩崖造像的分布,经代表性选点、取样并测试.结果表明,四川地区摩崖造像的岩石本体均为砂岩,存在明显软化现象,试验数据有明显的规律性,且各项指标间的相关性较好.其成果为今后保护工程的顺利开展奠定了初步基础.     

劣化石刻表层生物矿化加固材料的探索性研究

许多濒危石质文物表层劣化现象严重。但是,以往使用的表层加固材料很难令人满意,探索新的疏松岩石表层加固材料已是当务之急。由于天然生物矿化物耐候性优越,与基底岩石相容性良好,具有较好的加固作用,本工作依据生物矿化的原理,以不同生物大分子溶液作为有机模板,分别控制草酸钙、磷灰石和碳酸钙过饱和溶液于室温下在疏松岩石仿制样品的表层及孔隙内结晶生长。通过抗压强度、表面硬度和耐水浸泡等试验进行了加固效果评价,以考察仿生物矿化材料对含钙疏松岩石的加固能力。实验结果表明,仿生合成的生物矿化材料均具有一定的加固效果,其中以磷灰石仿生矿化材料的加固强度最大,以硫酸软骨素为模板的加固效果为佳。并且,在考察的3种加固方式中,以"直接混合"的加固强度更好,以"表面渗透"的耐水浸泡能力更强。本工作为开发濒危石质文物表层加固材料提供了新的思路。     

Weathering of rock art at two sites in the KwaZulu-Natal Drakensberg,southern Africa

Sediments of the Karoo Basin in southern Africa represent one of the world's finest laboratories for investigating sandstone weathering. The natural breakdown of these sandstones, most notably in the Clarens Formation, is destroying much of the indigenous rock art heritage that exists there. In an attempt to elucidate the operative weathering processes, a range of micro-climatic, rock temperature, rock moisture, rock chemistry, and rock property data have been monitored over a 15 year period at two sites in the KwaZulu-Natal Drakensberg. Results suggest that rock moisture regimes and to a lesser extent, rock thermal regimes exert the most damaging influence on San paintings. It is argued that granular disintegration and the enlargement of existing sandstone pores and bedding planes close to the rock surface, facilitate an increasingly dynamic moisture regime, which leads to an accelerating rate of weathering. Recent technological advances in data collection suggest that a re-evaluation of environmental controls may be necessary before weathering, at a scale appropriate to the deterioration of rock art, can be fully understood. The continued existence of indigenous rock art in southern Africa depends on investigations aimed at the development of techniques for its preservation.     

广西花山岩画颜料及其褪色病害的防治对策

在自然环境因素的长期作用下,花山岩画颜料褪色脱落。为了治理岩画颜料褪色病害,应用偏光显微镜分析、电子探针面分析、X射线衍射分析、红外吸收光谱分析,系统研究了花山岩画的颜料及其粘合剂成分。结果表明,铁红是花山岩画红色颜料中的基本显色成分,但红色颜料中存在朱砂。颜料粘合剂属植物性的,岩画作成后其中的植物性粘合剂在老化分解过程中分泌出有机酸,其中的草酸与立壁岩石中的钙质发生反应,形成一层水草酸钙。依据现状调查与采访结果,提出了岩画颜料褪色病害及其防治对策。