A High-Performance Quadrilateral Flat Shell Element for Seismic Collapse Simulation of Tall Buildings and Its Implementation in OpenSees

Shear walls are important lateral force-resistant components of tall buildings. Hence, a reliable numerical model that can accurately represent the mechanical characteristics and large deformations of shear walls is critical for realistic collapse simulation of tall buildings. Based on the theory of generalized conforming element, a high-performance quadrilateral flat shell element, NLDKGQ, accounting for the large deformation using the updated Lagrangian formulation, is proposed herein and implemented in OpenSees. The reliability of NLDKGQ is validated using classical benchmark problems and reinforced concrete specimens. In addition, its capability in simulating the collapse of a tall building is also demonstrated.     

桂平博物馆馆藏东汉双耳铜甑铸造工艺及其保护修复研究

广西桂平博物馆藏东汉铜甑对于研究广西地区青铜器冶铸技术的发展具有重要的研究价值。但器物长期保存于潮湿环境中,矿化严重、保存状况较差,亟须保护修复。本研究应用X射线影像观察、金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、模拟实验验证等方法研究了器物的铸造工艺、合金成分以及锈蚀产物成分。结果表明该器物为整体铸造成形,器物铸造时使用了轮制技术、刮板造型工艺以及铸后刻纹的工艺,箅部范块制作过程是用器身模翻制器身范后脱模,将器身模的圈足部分切下,然后在圈足泥模上刻出箅部型腔。在此基础上,遵循最低限度干预原则,力求将传统的文物修复手段与现代修复理念相结合,通过除锈、修补等保护修复措施后,不但提高了器物的整体稳定性,而且达到了可以展陈,发掘文物潜在价值的要求。     

张家界市博物馆明代铜佛像的多视角影像三维重建探索

由于多视角影像三维重建具有数据采集方便灵活、硬件成本低、操作简单、自动化程度高的特点,因此,选用多视角影像三维重建技术对张家界市博物馆明代铜佛像进行三维建模。通过描述佛像立面与空心底部的影像采集,再应用Agisoft PhotoScan软件进行三维重建的过程;从控制点的三维坐标与误差数值、模型成像与影像图的误差分析,得出佛像三维模型的精度误差微小的结论,证明该技术具有操作简单、模型成像清晰的特点。与三维激光扫描技术相比较,多视角影像三维重建技术具有成本费用低、工作流程高效简捷的优势,更适合在文物工作中推广运用。     

国外进口瓷器修复专用材料的应用研究

国内外瓷器修复的基本流程没有很大差异,但是西方国家生产的修复专用材料品种较丰富,值得国内修复界吸收与应用。为此,本研究着重对Hxtal NYL-1、Golden Porcelain Restoration Glaze、Golden Polymer Varnish with UVLS三款瓷器修复专用产品开展分析研究。测试结果显示,在国内外5类环氧树脂中,Hxtal NYL-1的拉伸强度最低,断裂伸长率最高。Hxtal NYL-1在波长365nm的紫外线照射78d后,其色差变化最平稳。紫外可见光谱数据显示Golden Glaze仅吸收一定的中波紫外线UVB,Golden Varnish对长波紫外线UVA和中波紫外线UVB都具有吸收能力。波长365nm紫外老化实验可证明Golden Glaze和Golden Varnish都具备较好的光稳定性。而在254nm紫外老化环境下,Golden Varnish表现出更佳的抗紫外性能。此外,围绕瓷器修复实例,对这些产品的在修复中的使用方法进行了简要梳理。     

饱水木质文物的风冷干燥脱水研究

许多出土饱水木质文物因其降解严重、含水率较高,容易在脱水过程中出现不可逆的收缩变形以及开裂现象,从而遭到严重破坏。因此,饱水木质文物脱水方法的研究是文物保护工作中的重要课题。为探究风冷冷冻法对饱水木质文物脱水的效果,以一批无法复原的出土饱水木质文物为研究对象,在对其材种、含水率、基本密度及化学成分进行了测定和分析后,使用一台风冷电冰箱在-18℃条件下对样品进行了风冷干燥脱水处理,记录脱水时间和脱水效果,并分析了该方法的传质传热特点,证明了风冷干燥法用于饱水木质文物的脱水干燥能够取得良好效果,并且具有对文物干预小、适用性广、操作简便、成本低廉等优点,为饱水木质文物的脱水处理提供了一种新的思路。     

对大型土遗址的植物病害研究——以西安阿房宫遗址为例

在植物对土遗址作用的研究中,鲜有就真实的遗址来展开调查,以及讨论植物给土遗址带来的负作用及其机理。为此,本研究选取西安地区大型土遗址秦阿房宫为研究对象,利用现场调查结合样带法、图像分析法并采集土样,开展对遗址区植物分布、根系产生的裂隙和土壤环境的研究。结果表明:造成土遗址病害现象的主要原因为植物根系作用,加之雨蚀、风化作用及人为破坏的叠加作用,使遗址保存面临严重威胁;其中酸枣、臭椿等萌生树种所产生的根劈裂隙及植物根系对土壤环境的影响十分明显。现存土遗址由植物以及风雨作用而引发的主要病害,其类型包含了边缘夯土的基础掏蚀、洞穴遗存、开裂坍塌、冲沟发育、表面剥蚀,这些是阿房宫遗址面临的主要威胁,也是半干旱地区土遗址存在的特有问题。研究结果既有助于揭示植被对土遗址的作用机理,又能为土遗址保护的植物选择提供理论依据和技术支撑。     

南诏大理国金属佛像制作工艺初探

为研究南诏大理国金属佛像的制作工艺,对部分金属佛像进行了科学分析,表明制作各种铜佛像时,主要使用失蜡铸造工艺,已使用多种金属元素作为材质,阿嵯耶观音像和其他铜像是以含砷的铜合金为特征,金质佛像的材质主要用金银合金,铸造小铜佛像则采用复杂的合金成分配比。根据铭文和绘画资料分析,这些金属佛像主要是大理本地的工匠制作。     

翁牛特旗大营子冶炼遗址研究

大营子冶炼遗址位于赤峰市翁牛特旗五分地镇大营子村南侧的大山的北坡上,包含东西两区冶炼遗存。东区冶炼遗存年代较早,至迟在公元前1 400年已开始冶炼活动。铅同位素、微量元素示踪研究显示大营子冶炼遗址东西两区均使用了来自林西县大井古铜矿的多金属共生矿石,直接冶炼铜砷锡三元青铜合金。大营子冶炼遗址东区冶炼遗存的年代测定,获得了迄今为止最早的夏家店上层文化年代测定结果,为探讨辽西地区青铜时代考古学文化的演变提供了新的科学证据。     

故宫藏乾隆朝漆纱隔心工艺探究

故宫乾隆花园符望阁一层明间南向宝座的栏杆罩镶嵌着一组精美绝伦貌如金纱窗的漆纱隔心。类似的隔扇装修不仅在故宫,甚至全国范围内也是独一无二的。符望阁保护修复过程中,发现漆纱隔心存在损毁严重、工艺失传、复制难度大等问题。为对该组漆纱进行研究,运用剖面显微分析、扫描电镜与能谱仪分析、显微红外光谱及多种色谱-质谱联用等实验室科技手段,明确了漆纱由内而外"织物纱芯-双面贴纸样-双面上漆贴金-双面纸样上施绘"四层基本结构关系,以及单侧14个亚层所用的无机、有机材料,为漆纱的保护和复制提供了科学依据。     

秦兵马俑和汉阳陵遗址保存环境之比较

为了探索一种适宜的遗址文物保存方式,在四季分明,气候变化较为剧烈的西北地区的文物遗址环境区,达到最大程度保护遗址文物的目的,通过对开放式的秦始皇兵马俑博物馆一号坑遗址环境的建筑结构、温度和相对湿度变化及大气颗粒物进行分析监测,并与封闭式汉阳陵博物馆外葬坑的结果进行对比研究,发现单从环境温湿度恒定、阻挡室外颗粒污染物和气态污染物的角度来讲,封闭式的汉阳陵博物馆存在明显的优势。但依然不能阻止温湿度的季节间波动和室外空气污染物渗入的威胁,同时还要预防室内污染的发生,并且出现玻璃护围内部结露,文物大面积返碱等问题,并不能很好解决文物良好保存和观展目的。所以依旧需要探索一种适宜的遗址文物保存方式,既能保持文物保存环境的温湿度的相对稳定和洁净,又能缓解全封闭玻璃护围内部结露,文物大面积返碱等问题,最大程度延长遗址文物的寿命的同时,满足观众参观的需求。本对比研究结果可为今后的设计提供参考。