2015尼泊尔地震后加德满都谷地世界文化遗产破坏特征

2015尼泊尔地震对加德满都谷地的世界文化遗产造成不可估量的损失。为了探究谷地文化遗产震害整体分布特征,对谷地世界文化遗产建筑的震害状况开展实地调查,划分了三类文化遗产震害等级标准,形成了六处世界文化遗产的震害图并对其进行统计分析,加德满都、帕坦和巴德岗三处杜巴广场震后保存基本完好的文化遗产建筑占各自总数的39.5%、53.3%、50%,斯瓦扬布纳特寺、昌谷纳拉扬寺和博达哈大佛塔主体保存基本完好,附属建筑不同程度地破坏。加德满都、帕坦和巴德岗三处杜巴广场地层的松软沉积层放大地震效应使建筑严重破坏,斯瓦扬布纳特寺、昌谷纳拉扬寺震害主要受地形特征影响。考察成果为我国同类遗产建筑的抗震防护提供参考。     

PS表面防风化工艺研究

为研究大型露天遗址的防风化问题,经总结二十多年来PS大规模应用于土遗址保护的经验,逐步形成了一套行之有效的表面防风化工艺。该工艺包括表面喷洒渗透和常压滴渗,两者可单独使用也可联合使用。表面喷洒渗透采用直接向墙体喷洒PS溶液的方式加固,适用于风化层较薄、自身强度较高的墙体;常压滴渗需要在墙面上开孔,将PS溶液通过细胶管或小号针头缓慢滴入土体,以起到更好的加固效果,主要适用于风化层较厚、强度较低的墙体。PS加固以后土遗址颜色稍有变化,采用作旧的方式保持土遗址原来的观感。大量工程实例和后期检测都证明该工艺具有良好的加固效果,可以推广应用。     

声频应力波法检测土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量初探

土遗址锚杆锚固质量一直是土遗址加固工程中关注的重点问题。目前,土遗址领域均采用具有破坏性的拉拔试验对其进行检测。基于土遗址的文物属性,本研究尝试利用无损检测技术评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆的锚固质量。通过锚杆无损检测仪与拉拔仪分别对甘肃省红沙堡遗址与永泰城址加固工程中的玻璃纤维锚杆锚固系统进行检测。比较实际测量杆长与仪器测量杆长结果,得出杆长指标可以判断无损检测仪所测结果的真实性。无损检测仪得出的检测波形衰减规律显著,对比相应锚杆的拉拔试验的评价结果,证实了声频应力波法在土遗址玻璃纤维锚杆锚固系统无损检测中的适用性。本研究结果将为评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量提供可靠的依据。     

敦煌莫高窟降雨分布及入渗特征研究

敦煌莫高窟文物具有唯一性和脆弱性,干燥环境是壁画和塑像长久保存的保障,降雨是病害发生诱因。为了弄清降雨对文物的损害机制,本研究通过气象监测数据分析和野外人工降雨模拟试验,分析莫高窟降雨分布特征和窟顶戈壁降雨入渗和产流规律,为开展洞窟内壁画病害发育机理分析和实施莫高窟洪水风险预控提供理论依据。25年气象监测数据分析表明,莫高窟区域多年平均降水量39mm,集中在5~8月,降雨类型主要为微雨和小雨,频现大于76%,大雨及暴雨均为突发性强降雨,频现仅为1.5%,常常伴随区域洪水的发生。降雨模拟试验结果表明,当平均降雨强度0.75mm/min,降雨历时160min时,入渗湿润锋迁移至深度80cm左右即趋于平衡。但是,高密度电阻率探测表明洞窟地层2~3m处,水分饱和度可达60%左右,极易带动可溶盐向壁画地仗层富集,致使病害发生发展。经计算,窟顶戈壁径流系数0.016,产流能力非常低。区域洪水主要来源于莫高窟周边戈壁及野马山地带降雨汇流。     

利用红外热像测定土遗址导热系数的方法研究

土遗址土体加固效果的无损测试技术是目前土遗址保护加固之中急需解决的一个重要问题。为此探讨利用红外热像技术进行土遗址加固保护的无损测试,设计了相应的试验装置,并利用新疆交河故城遗址现场取得扰动土制成不同物理条件下的模型进行导热系数测定试验。分析土样表面温度随时间的变化规律,并根据非稳态导热理论反算出土样的导热系数。为了验证红外热像这种非接触无损测定土体导热系数方法的可靠性,在同样的土样上利用热特性分析仪(KD2 Pro)直接测量了土样的导热系数,两者结果差值甚小,证明了红外热像技术测定土体导热系数的可行性。还研究了干密度、含水率对遗址土体导热系数的影响作用。结果表明,在含水率一定情况下,遗址土体导热系数随干密度的增加而增大;在干密度一定情况下,遗址土体导热系数随含水率的增大而增大。研究结果可为土遗址土体加固效果评价作参考。     

高陡濒倾土遗址边坡加固后的变形行为

土遗址边坡加固不同于一般边坡加固是在于其文物属性。对于高陡濒临倾倒的边坡一般采取“去头补脚”的方式进行处理,而对于土遗址边坡须遵从原状保护的原则。土遗址边坡加固后演化过程具有独有的特征。为此,边坡的变形监测资料对分析边坡变形演化规律及边坡稳定性至关重要。采用南瑞大坝全自动变形监测仪对交河故城513亚区濒倾边坡加固后的变形进行实时监测,精度达0.01mm。通过对变形数据分析,阐明其变形行为特征,进而挖掘加固后边坡演化过程。研究表明,加固后边坡表现出明显的非线性特征,具体表现为常态稳变和局部突变特性;变形可划分为明显的趋势性变形、周期震荡式变形和随机性变形。研究结论对于类似土遗址边坡加固效果评价具有重要意义     

良渚古城老虎岭水坝遗址考古剖面保护研究与工程实践

良渚古城老虎岭水坝遗址是我国迄今发现最早的大型水利工程系统中的一处典型遗存,对中国文明起源和世界文明史的研究具有重要意义。为清晰地展示老虎岭水坝土遗址上“草裹泥”筑坝工艺的痕迹,针对温热、潮湿、多雨环境土遗址保护的难题,在总结吸取国内土遗址保护经验教训的基础上,借助浙江大学的研究成果和敦煌研究院的工程经验,提出了一套避免使用化学材料加固,而以“黑屋+隔水+控湿”为主的小环境控制工程策略,包括:构建遮光大棚以避雨和抑制绿色生物生长;铺设防水毯以防止坝体渗水;设置电加热玻璃罩以保湿和封闭展示面;采用气相补水以调控空气湿度和土体含水率;采用植物精油等绿色环保技术防治微生物;同时做好遗址实时监测和管护等。这套综合保护措施是土遗址保护理念和工程实践的一次新的尝试。     

夹Φ20mm钢筋体复合锚杆原位锚固特性分析

加钢筋体复合锚杆在土遗址载体锚固得到了较为成功的应用,但该类型锚杆的机理研究还是空白。为此,选择交河故城开展夹Φ20mm钢筋体复合锚杆现场锚固测试,包括锚固性能测试和锚杆各界面层应变监测。试验结果表明:1)3m长复合锚杆极限锚固力可达150kN,杆体表现出较强塑性变形。2)钢筋-复合材料界面层轴向应变远大于其他界面层,锚固失效在该层。3)由于杆体的非均直性,楠竹-复合材料界面表现出轴向应变的非规律性,局部出现受压状态。4)楠竹-浆体界面层与楠竹-复合材料界面层在较高荷载下出现剪应变向锚固末端的传递特征。5)鉴于杆体的多圈层构造,受力过程中出现明显的横向传递和剪胀特征。     

岩土类遗址保护加固工程档案编写研究

随着国家逐渐对岩土类遗址保护的重视和保护力度的加强,作为唯一能够全面展示保护工程信息的档案资料,在保护工程活动中占有重要地位,是岩土类遗址保护工程的重要组成部分。本研究通过分析岩土类遗址保护加固工程档案资料的重要性,阐述岩土类遗址保护加固工程档案资料编写与搜集的内容和方式方法,明确形成和保存档案资料的主体,梳理和凝练工程资料的类型,将其划分为施工前期准备文件、施工技术文件及竣工文件三部分,并分析论证三者之间的联系与区别。分析总结了保护工程档案资料形成与搜集、分类与整理、排序与组卷过程中的具体操作程序、内容和要求。研究结果对岩土类遗址保护工程水平的提高有积极的促进作用。     

植物对岩土文物的作用及保护技术研究进展

由于人工-自然复合生态系统的不稳定性及保存环境的复杂性，岩土文物长期遭受着生物与非生物因素的威胁，其中，植物对遗址的作用及其保护应用技术一直备受关注。对相关研究成果总结表明，基于植物的新型遗址防护技术以其绿色、可持续和环境兼容等优势在石质古城墙、夯土类遗址等的保护中逐渐成为替代工程类抢救性保护措施，但存在植物对岩土文物作用机理认知不足、研究技术受限、防控新技术应用滞后及其效果不佳、保护遗址植物选种及后期维护较难等问题，致使植物与岩土文物间的辩证关系至今界定不清，极大限制了保护技术的研发。结合我国石窟寺、土遗址保护面临的生物学问题，针对植物保护遗址技术实施的限制因素，作出以下展望：1)厘清植物对岩土文物的损害及保护作用机理；2)构建不同环境下界定植物对岩土文物正负效应的科学评估体系；3)明确植物种内和种间的相互作用以及驱动植物在岩土文物表面建植的关键因子；4)结合全球气候变化，研发岩土文物有害植物的精准防控技术；5)筛选适宜的软覆盖植物种并对其防护效果进行评估；6)研发基于BSC的软覆盖技术，开展环境适应性和保护效果评估。