土遗址表层加固微波设备的研发

由于黏土矿物的吸水膨胀性及土体颗粒之间胶结性较差而导致土遗址极易发生剥落、粉化等表层劣化。化学渗透加固作为防治这类病害的一种重要保护措施,虽然取得了一些成果,但整体应用仍处于探索和研究阶段,尤其是材料老化周期较短及再处理的难度都极大地制约了这种方法的使用。针对这一现状,本研究探讨了一种新型保护措施——开放式微波加固。微波可以通过热效应和非热效应改变土体黏土矿物的显微结构,从而增强其抵抗环境作用的能力。同时,微波具有精准定位、能量可控等优点,还可以避免化学材料挥发对土体和环境的危害,因此可以安全有效地实施加固,从而具有良好的应用前景。本研究论述了用以加固土遗址的微波设备研发的关键技术,包括频率的选定、设备参数的确定、辅热材料的选择等,以便为此类设备的推广研发提供一些借鉴。     

基于环境监测的三星堆遗址祭祀坑考古现场预防性保护

目前考古现场保护主要以应急保护技术与临时加固材料的研究和应用为主,而关于考古现场预防性保护少有报道。本次三星堆遗址祭祀坑发掘保护构建了由考古舱、考古舱环境调控系统、空气质量监测系统、土遗址监测系统、区域气象站、预防性保护措施、监测信息智能管理平台组成的预防性保护体系。发掘前,通过土遗址监测系统和区域气象站获取文物埋藏环境信息和区域气象信息,为考古舱内环境设置提供了依据。发掘过程中,采取舱内温湿度调控、保湿、空气杀菌净化、控制舱内人数与新风换气等预防性保护措施,达到控制考古舱温湿度、减少细菌和真菌总数、降低舱内CO_(2)浓度,减缓象牙等文物失水速度的目的,有效控制了出土文物开裂、酥粉、霉菌暴发等病害发生,为考古发掘与保护赢得了时间。三星堆祭祀坑考古现场预防性保护的创新探索与实践为以后重要遗址的现场保护指引了方向、提供了可借鉴经验。     

考古发掘虚拟仿真实验的建设与思考——以体素模型应用为中心

随着信息科学的快速发展,虚拟仿真技术在田野考古以及文化遗产保护工作中已得到广泛的应用并展现出巨大的价值。基于虚拟仿真技术开发的数字化实验,也成为理论与实践之外,高校人才培养的一种创新性教学方式。此前以考古发掘为内容的虚拟仿真工作中往往只能提供某一特定状态下的静态展示,无法全面反映古遗址整体的堆积情况,而据此开发的考古发掘实验中也难以实现对发掘工作过程的模拟。究其原因,三维模型是虚拟仿真工作的核心基础,而传统建模方法一般只能得到模拟建模对象外表面特征的\"面模型\",却缺失内部数据,因此难以实现对古遗址等内部结构复杂对象的模拟,也难以实现高水平的仿真互动以模拟考古发掘工作过程。体素模型,也称三维栅格模型,是通过三维空间中一系列连续排列的基元矩阵实现对立体对象的表达。这些基元被称为体素,如同海量的像素有序排列可以构成精细的二维图像,当海量的体素如积木般被拼搭起来则可以最大限度还原立体对象的整体特征。近年来,体素模型已开始应用于考古发掘虚拟仿真实验的开发。相关工作充分展示出体素模型技术在考古发掘实验领域的技术优势:首先,体素模型可以实现对空间实体由表及里的整体模拟,所以在表达如古遗址等非均质对象复杂的内部结构关系时,在仿真度方面具有显著优势。其次,通过对体素单元的编辑,可以实现模型分解、重塑等面模型无法支持的互动操作,从而满足模型根据用户的随机操作实时呈现非预设的高自由度变化的效果。应用体素模型技术,以真实田野考古发掘工作数据为基础,郑州大学历史学院开发的\"田野考古发掘虚拟仿真实验\"通过精细的遗址模型设计与操作设计,实现了对地层堆积情况较为复杂的古代遗址的高准确度模拟以及对于考古发掘工作过程与技术要点的高仿真度模拟。该实验已经应用于考古文博等专业的人才培养,作为传统实验教学模式的补充,可以有效提升教学质量。而该实验通过网络平台向全社会开放,也可成为公众考古宣传的新途径。     

世界文化遗产数字化保护与建设初探——以西藏罗布林卡古建筑为例

随着计算机及相关技术的迅猛发展,以数字近景摄影测量、三维激光扫描测量、虚拟现实等技术为基础的数字化保护与复原开始在古建筑保护中扮演重要的角色。但由于经费短缺,人员匮乏,制约了文化遗产数字化保护与利用的发展。为了更好地保护和利用好罗布林卡,应提高认识数字化保护建设,增强危机感。建立完整的罗布林卡古建筑数字化保护与展示技术,形成一套集建筑表征、内部结构、周围环境影响因素于一体的档案系统,利用数字平台打造综合性的罗布林卡文化遗产展示与推广平台。     

考古发掘现场出土脆弱遗迹提取方法研究述评

考古发掘现场脆弱遗迹提取关系到遗迹长期保存及后续保护修复,因此要求提取方法科学、严谨,所用材料安全、有效。本文以考古发掘现场文物保护与修复工作实际出发,总结了提取材料的要求与原则,回顾了考古发掘现场出土脆弱遗迹所用的石膏提取、聚氨酯泡沫提取、环十二烷提取以及薄荷醇提取等几种方法的使用情况,评述了其提取工艺及性能,并对考古发掘现场出土脆弱遗迹提取方法未来研究方向进行了展望。     

有机硅改性丙烯酸树脂非水分散体的制备及在土遗址保护中的试用

为找到耐候性良好并对土遗址有良好保护效果的材料,以工业品的有机硅改性丙烯酸树脂乳液为原料,采用转化法制备了有机硅改性丙烯酸树脂非水分散体材料。对形成的非水分散体进行了外观检验和老化性能检验。通过对土样的加固试验和实地应用发现,浓度为0.8％的加固剂251M具有良好的固结效果,表面颜色基本不变,证明这种材料是一种有应用前景的土遗址防风化加固保护材料。     

垣曲商城出土炉渣壁内金属颗粒及矿物组成的初步研究

采用偏光矿相显微镜、扫描电镜及X射线能谱分析等方法,研究垣曲商城出土炉渣或炉壁样品中主要合金元素Cu、Sn、Pb、As在炉渣中的分布及存在形式,同时分析了炉渣中主要物相的组成。结果表明,样品的主要结晶矿物有铜蓝或铜的硫化物矿物晶体、赤铜矿、孔雀石矿以及含有Co、Ni氧化物的短棒状或粒状结晶相;炉渣或炉壁中铜颗粒则以星散状或较大颗粒分布。Cu、As、Pb主要以合金颗粒的形态存在于炉渣巾,而锡则较多以四方柱状或针状氧化物骸晶形态存在于渣中;还有部分Cu、Pb存在于玻璃态渣相中。初步研究结果显示,出土炉渣炉壁的遗址属于冶炼、熔化或铸造工艺过程相关联的冶铸遗址,锡则是以金属锡在熔铜或铸造过程中加入。     

秦始皇帝陵园出土彩绘青铜水禽表面彩绘工艺研究

为全面了解秦始皇帝陵园出土青铜水禽表面彩绘装饰工艺的技术内涵,利用显微观察、偏光显微鉴定、拉曼光谱分析等手段,对秦始皇帝陵园K0007陪葬坑出土彩绘青铜水禽表面彩绘装饰工艺进行了系统的考察和研究。研究结果显示,白色颜料为骨白,黑色颜料为炭黑;彩绘层为多层绘制而成,在结构上与秦陵出土陶俑、陶马表面彩绘具有明显区别;彩绘绘制技法包括平涂及堆绘两种,其中堆绘主要用于羽毛纹路羽轴的绘制,施彩工具可能为毛笔或毛刷。彩绘作为青铜器的装饰工艺主要出现于秦汉时期,但并没有得到广泛应用,可能与彩绘装饰自身的脆弱性以及青铜器的功能由礼容器转变为实用器有关。     

湖北武当山五龙宫遗址明代建筑灰浆的材料特征与制作工艺

作为明代皇家宗教建筑,五龙宫遗址彰显了当时材料信息和工程技术的最高成就。通过岩相分析、X射线衍射分析、热重-差示扫描量热分析、X射线荧光光谱分析、骨料含量及粒径分析、化学检测、傅里叶红外光谱分析、扫描电子显微镜分析等多种手段对五龙宫遗址五件灰浆样品的物相组成、化学成分、微观形貌等进行检测研究,从而探明其原料选择、工艺特征、性能机理等科学信息。结果证明样品选用原料为伴生菱镁矿石灰石煅烧的镁质石灰,其中添加的骨料含量约4.7%~17.7%,相似集中的骨料粒径反映着古代工匠对骨料的提前筛选。同时,五件样品中均添有糯米成分,糯米作用下形成的纳米级细小颗粒及致密的有机-无机复合结构成为灰浆性能良好的微观原因。对五龙宫遗址建筑灰浆的材料特征及制作工艺进行研究和总结,将为五龙宫遗址等古代建筑的本体保护修缮及后续修复材料的研发提供重要的数据参考。     

土遗址病害的评估体系研究

土遗址病害评估是对土遗址进行科学保护、管理、利用的一项基础性工作,但土遗址病害评估的体系还没有建立。为此,通过对土遗址病害的分析,借鉴地质工程、岩土工程的相关理论和方法,采用逐次分析的方法评估土遗址的载体和本体病害,探讨了土遗址病害评估体系。通过研究认为,可以从地质灾害、稳定性、表面风化三方面对土遗址病害程度进行评估。地质灾害和稳定性有其它学科相对成熟的理论和方法可以借鉴和采用。表面风化评估应考虑到风化剥蚀速率、遗址保存程度和文物价值三个方面,引进风化度和文物价值权重系数的概念,利用模糊数学原理对表面风化的危险程度进行综合评估是一种新思路。