摘要：砂岩质石窟寺在冻融循环作用下,会引起不同程度的风化病害。以甘肃北石窟寺为研究对象,以所处赋存环境的多因素变量耦合关系为依据,在多场耦合实验室开展降雪-温差条件下的大尺寸砂岩风化模拟试验。结果表明,反复的降雪-温差作用下,在微观上,冻胀消融使得砂岩表现出表层砂岩胶结物几乎全部消失,内部砂岩胶结方式以接触式为主以及孔隙增多增大的劣化特征;宏观上,呈现出水分入渗深度增大、损伤区域及损伤程度逐步扩展,并伴随着起翘脱落、变色加深、裂隙发育的表观现象,力学上,表现为强度逐渐降低的趋势,并根据不同岩性砂岩划分出5类响应敏感区域,揭示了降雪-温差作用下砂岩的渐进累计风化机制。

摘要：为探究炳灵寺石窟第147窟风化病害与气象环境特征相关性,对比分析洞窟不同空间位置风化产物重量及温湿度特征。结果显示,5—11月是风化主要时间段,风化产物占总量的98.7%,7—8月最严重,占总量的73.4%,洞窟后部是主要风化区域,风化产物占总量的92.3%。窟内相对湿度主要受窟外降雨影响,5—10月雨季相对湿度较高,且波动较大,大于60%天数为178天。窟内不同区域相对湿度与温度呈负相关,洞窟后部空间相对湿度高于前部,上部空间低于中下部,而越靠近洞窟后部、上部,相对湿度波动越大。研究表明,第147窟风化病害程度与气象环境具有空间和时间上的对应关系,结合可溶盐分析结果,可初步推定高湿环境是第147窟风化破坏的重要环境因素。

摘要：石窟顶板浅层岩体剥落病害频繁发育,降低石窟结构稳定,影响石窟窟顶文化信息保存,采用扰动小、隐蔽性高的微小型锚杆垂直锚固技术,能够有效约束岩体变形、控制病害发育。本次试验选用直径8,10,12mm的玻璃纤维锚杆(GFRP)和玄武岩纤维锚杆(BFRP),根据前阶段的研究成果确定最优孔径比,将锚杆倒置植入砂岩顶板,在杆体–浆体界面小间距布设应变测点,采用循环加载模式开展现场拉拔试验。研究发现,小直径的GFRP和BFRP锚杆倒置锚固系统具有弹塑性阶段的界面协调缓变形能力,直径10 mm的锚固系统对最优孔径比匹配性最好,倒置多级注浆方式施工工艺简易,性能较好。对比前期试验结果可知,相同锚固参数的崖体水平锚固系统与顶板倒置锚固系统的极限荷载比值为1.90倍,相应的位移比值为3.27倍,应变值域比值为3.26倍,2种锚固系统性能差异与锚杆植入岩体方位和注浆质量差异等相关,相关研究成果可为微小型锚杆倒置锚固措施在砂岩平顶窟顶板的工程应用提供支撑。

摘要：动物在古代壁画及彩塑表面活动常造成极难清除的排泄物污染,影响文物美学价值并引起其他类型病害。复齿鼯鼠(Trogopterus xanthipes)与岩松鼠(Sciurotamias davidianus)是常年活动于麦积山石窟及周边的两种松鼠科动物,其棕黑色的固液排泄物大量分布在石窟文物、喷锚崖体、栈道表面以及栿孔内部。本研究通过生物酶及表面活性剂配以4%吸水性树脂(SAP)的方法对污染区域进行贴敷处理,以筛选最适清洗试剂及工艺。结果表明,人工唾液处理前后色差最大,与对照区差异显著(色差值为8.311±0.798 CIELab单位,P<0.05),且洗净率最大(59.6%),是理想的清洗试剂。在此基础上分别采用金属驱避刺、辣椒素(CAP)以及超声波驱避器开展致害物种现场驱避实验。监测发现,三种驱避措施有一定差异性:金属刺对岩松鼠具有很强的驱避性,布设后其无法在有刺范围内活动,而喷洒辣椒素可明显降低复齿鼯鼠单日最大活动时长和日平均活动次数,两种松鼠科动物均可快速适应超声波,驱避有效期仅有5d左右。因此,针对不同物种可复合多种措施综合驱避。本研究可对遗产地动物排泄物清洗及有害物种驱避提供科学依据和实践指导。

摘要：2018年1月至2021年6月,采用红外相机技术监测了以石窟寺与古建筑为代表的4处遗产地动物活动,共布设相机22台,累计9463个相机日,获得野生动物独立有效照片10946张,监测到鸟兽类合计6目13科18种;依据相对多度指数(RAI)确定莫高窟、炳灵寺石窟、麦积山石窟和紫金庵典型优势物种分别为:大沙鼠(Rhombomys opimus)(RAI:35.75)、岩鸽(Columba rupestris)(RAI:75.99)、岩松鼠(Sciurotamias davidianus)(RAI:43.17)和珀氏长吻松鼠(Dremomys pernyi)(RAI:43.65);4种优势物种季节性活动均表现为夏季最高,冬季最低;月活动节律为每年8月最高,1月最低;大沙鼠、岩鸽、岩松鼠、珀氏长吻松鼠日活动高峰分别为8∶00~10∶00、10∶00~12∶00、10∶00~12∶00、2∶00~4∶00。鸟兽类主要通过抓痕、筑巢、粪便污染等形式危害文物,结合上述研究,提出了针对性的防治措施建议。研究结果为厘清遗产地动物种群特征、活动节律以及动物防治提供了技术支撑和科学依据。

摘要：水分是导致壁画病害的关键因子。在封闭条件下,通过冷凝的方法对敦煌莫高窟B113窟的蒸发数量和特征进行了5年的监测。结果表明:B113洞窟水分年蒸发量为61189.9 g,日平均蒸发量为229.2 g,年蒸发量和日蒸发量都呈正弦曲线变化特征。监测表明:随着窟内温度升高,洞窟水分蒸发量增大;温度降低,洞窟水分蒸发量减小。温度决定蒸发水汽浓度,地气流出量决定蒸发水汽体量。洞窟水分蒸发从4月开始持续到12月中旬,6~8月洞窟水分蒸发最大,日水分蒸发7∶00~12∶00迅速上升,12∶00~23∶00下降,夜间也有持续的水分蒸发,是温度和地气活动量主导和控制着洞窟蒸发水分的数量。洞窟水分蒸发机制的揭示为今后洞窟微环境的调控和壁画预防性保护提供了理论基础和科学依据。

摘要：2018年9月-2020年9月采用样线与样点相结合的方法,对甘肃炳灵寺石窟及其周边鸟类的群落分布与石窟鸟害情况进行调查.共记录到鸟类9目23科34种,在石窟内出现的鸟类有6种,致害物种主要为岩鸽(Columba rupestris),鸟类多样性指数H夏季最高,冬季最低;红外线相机连续监测发现,第169窟内的鸟类数量在每日9:00-12:00处于较高水平.岩鸽活动对窟内文物的损害形式主要表现为起落时鸟爪造成的机械损伤与排泄物污染.相似性分析结果表明,石窟寺的生境与黄河湿地生境鸟类组成差异最大,鸟类分布呈明显的不均匀性;在第169窟小环境内,鸟类停栖位置随机性强,停栖频次在洞窟南北两侧均表现为内部高于外围的特点,但北侧文物上层整体高于下层,南侧文物下层整体高于上层,小环境内仍呈现较明显的不均匀性.根据鸟类的时空分布及其危害特点,提出了具体的鸟害防治对策.

摘要：无机材料以兼容性强、耐久性好等特点被广泛应用于土遗址加固,特别疏松结构土遗址加固一直是学界关注的焦点,微纳米Ca(OH)_(2)具有分子结构小、加固效果显著和耐久性好等特点。以世界文化遗产锁阳城为代表,制备密度为1.5 g/cm^(3)的疏松土样,采用浓度为5%、7.5%和10%微纳米Ca(OH)_(2)的悬浊液滴渗加固,通过透气性、色差、无侧限抗压强度和抗剪强度测试发现,透气性下降值均在2%以内,5%和7.5%微纳米Ca(OH)_(2)加固后色差ΔEab*均小于4,在一定范围内可接受;其中用浓度为7.5%微纳米Ca(OH)_(2)加固3次后抗压强度和抗剪强度均有提高,无侧限抗压强度增长率为9.8%,土的黏聚力增加了34%,内摩擦角提高了9°;土-水特征曲线表明,微纳米Ca(OH)_(2)对土的体积收缩率具有较好的抑制作用。扫描电镜、X射线衍射和热重分析发现,微纳米Ca(OH)_(2)渗透加固后,在碱性环境下发生了的物理化学反应,在物理层面主要通过填充、包裹和镶嵌等使得疏松体更加密实,化学层面主要通过氢氧化钙的碳酸化反应形成新的钙质胶结物,这是其强度提高的主要原因。研究表明,微纳米Ca(OH)_(2)在土遗址防风化加固方面具有潜在应用价值。

摘要：微生物极易附着并不断侵蚀各类文物,但用于高效去除或预防微生物损害的物理和化学方法却相对有限,通常很难有效清洁以及阻止微生物在露天环境文物上的重新定殖。在文物保护领域,使用抗菌纳米材料近年来逐渐成为一种新型环保技术。本工作总结了文物微生物退化防治的研究现状及发展趋势,梳理了杀菌剂、天然抗菌剂、精油熏蒸剂和新型纳米抗菌材料在文物保护中的应用研究,对比分析了不同类型杀灭剂的作用机制及其效果差异,指出了纳米材料的应用潜力及存在的不足。本研究结果可为文物保护修复中微生物病害防治提供参考和借鉴,对于文物微生物防控材料的研发和应用技术发展具有一定推动作用。

摘要：为研究薄壁卷柏藓覆盖层对夯土遗址的作用,室内开展其透气性、雨蚀、温度敏感性和风蚀试验,探讨干旱胁迫下的透气性变化,以及5种覆盖度条件下的抗雨蚀、保温、隔热和抗风蚀能力.结果表明,薄壁卷柏藓在干旱胁迫下的透气性呈动态逐渐趋于稳定的变化过程,空气对流能够显著增大透湿率,有气流扰动的最终透湿率是无气流扰动的3.32倍;具有隔热和保温的双重特征,保温性能更突出;覆盖度的提高能显著提升抗雨蚀和抗风蚀能力,回归方程满足线性函数法则.