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新疆伊吾尖甲坡墓群SD15出土服饰残块及其附着残留物材质与结构
田璇;王译震;习通源;葛若晨;杨璐;对墓葬出土服饰残块及其附着残留物进行分析研究,可为揭示古代纺织工艺、服饰形制、丧葬习俗及文化交流提供重要的实物资料。为探究新疆伊吾县尖甲坡墓群SD15出土的服饰残块及其附着残留物的材质与结构,本研究使用超景深显微镜(SDM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)对其进行分析。结果显示,服饰残块由3种不同形貌的纺织品和3类残留物(纺织品表层、夹层、里层)组成。3种纺织品材质均是桑蚕丝,其结构显示2种为绢,1种为重经锦,这与隋唐时期新疆地区日常服饰所用丝绸布料一致,3类残留物均为羊毛毡,由此推测墓主人身着内絮薄毡的丝绸服饰后被毛毡整体包裹下葬。研究结论为隋唐时期新疆地区服饰研究提供了新的线索,并为我国游牧民族葬俗研究提供了资料。
基于热红外响应的岩体传热分析与裂隙尺寸识别
吴艺凡;包含;吕洪涛;兰恒星;李黎;陈卫昌;晏长根;岩体出露裂隙的尺寸是评价岩体稳定性的重要指标。以含出露裂隙岩体为研究对象,通过室内试验分析裂隙尺寸对岩体温度场的影响,给出了划分裂隙边界的依据,基于一维传热理论推导了以岩体温度场、时间与裂隙深度为变量的公式,通过误差计算确定裂隙深度计算公式的适用范围。结果表明:通过辐射热激励的方式加热出露裂隙的岩体表面后,裂隙的隙宽和深度与红外图像中裂隙区域的最低温度相关性显著,且深度为主要影响因素,隙宽的影响系数不足深度影响系数的0.1倍;裂隙出露面积的识别误差可以控制在10%左右,随着隙宽的加宽,识别误差逐渐减小,最小值仅为0.2%;理论公式计算裂隙深度的误差随着加热时间的增加而减少,30 min的加热时长可保证深度40 mm以内的裂隙深度计算误差小于20%,增加加热时长至60 min可使50 mm深度裂隙的计算误差从24.8%降低至6.8%。综上,利用红外热成像技术探测出露裂隙的出露面积与深度具有较高的可行性,对于难以开展接触测量的岩体工程具有重要的应用价值。
土遗址开裂机理及形态研究
李艳红;刘轩成;闫海涛;周双林;调查了国内不同环境下土遗址的开裂状况,试图探究遗址开裂与土体性质之间的关系。对各遗址土样的物理性质、水理性质、化学组成及微观结构等进行检测,并在实验室对其进行自然环境下的开裂模拟试验,使用Matlab软件定量表征遗址土的开裂特征。结果表明,干旱环境下的土遗址以龟裂缝为主,影响遗址的展示;潮湿环境下的土遗址裂缝宽度大且深,严重影响遗址的安全性。结合土的物性参数分析发现,土的颗粒组成和矿物组成是遗址土体开裂发生的决定性因素,遗址的含水量变化是土体开裂的引发条件;黏粒组含量尤其是蒙脱石的含量越高,越易形成开裂;土的水理性质和微观组成是土颗粒组成和矿物组成的体现。室内的开裂模拟试验和现场开裂形态一致,Matlab定量结果显示苏家垄遗址和河伯所遗址裂隙率最高。因此,在遗址发掘初期,建议先分析土体性质,预估含水量降低过程中可能出现的状态,以预防遗址发掘中出现的因土体开裂导致的坍塌现象。
不同养护条件下合成水硬性石灰性能对比
张少昀;孙满利;李志鹏;水硬性石灰因其可持续性与材料相容性优势,近年来在建筑与文物保护领域受到关注,然而,因早期强度增长缓慢,限制了其在快速加固场景中的应用。以钾长石与石灰石共同煅烧制备的合成水硬性石灰K3为对象,在标准养护与加速碳化养护条件下,对比分析砂浆试件的收缩率、孔隙率、力学性能、弹性波速以及物相与微观结构演变规律。结果表明,加速碳化可显著改变K3的反应进程,28 d时试件孔隙率较标准养护降低约9.7%,抗折和抗压强度分别提高至3.20 MPa和12.54 MPa,弹性波速整体升高,反映出内部结构连续性与强度的增加。TG-DSC与SEM显示,碳化环境促进了Ca(OH)2的快速消耗和大量CaCO3的沉积,形成由CaCO3与C-S-H协同构建的致密复合骨架结构。研究表明,通过合理调控养护环境即可推动合成水硬性石灰实现早期强度与结构稳定性的显著提升,为石质文物和历史建筑遗存的快速加固与修复提供了可行路径。
敦煌石窟砾岩多尺度颗粒结构与孔隙特征
张慧慧;王彦武;郭青林;唐春安;石窟围岩的颗粒与孔隙结构特征直接影响石窟结构的长期稳定性。以敦煌石窟砾岩为研究对象,选取榆林窟东崖酒泉组砾岩,开展颗粒分析、矿物学检测与CT扫描试验。研究发现:(1)砾岩由大粒径砾石主导骨架(> 10mm占73.6%),细颗粒呈分级填充特征,颗粒形态以球形最常见,不规则颗粒导致局部孔隙形态复杂;(2)CT结果表明砾岩孔隙率平均约5%,但沿Z方向在0～41%之间剧烈波动,孔隙与喉道呈多尺度分布,中等尺度孔隙(约200μm)和较短喉道(约40μm)最为常见,孔喉比集中在2左右,体现出较好的连通性;(3)矿物构造表现为“硬砾石-弱胶结”状态,砾石以石英、长石为主,胶结物富含方解石和绿泥石,决定了其水敏性和易劣化特征。多尺度结构、孔隙网络与矿物相共同控制砾岩的渗透性与风化敏感性,为理解敦煌石窟围岩的耐久性及制定保护策略提供了科学依据。
降雨驱动下龙门石窟裂隙渗流响应机制研究
张铎;闫增峰;倪平安;岳英俊;马朝龙;姚珊珊;王江丽;毕文蓓;雷晗月;杨晨雪;以龙门石窟为例,通过集成红外热成像监测、气象数据采集与ImageJ-Python图像处理算法,构建高时空分辨率的渗水动态识别方法,并结合多元回归分析建立气候-渗流耦合模型,以揭示石窟在降雨驱动下的渗流响应机制。结果显示,渗流现象发生在降雨峰值后约48 h,演化过程呈现“点状萌发—带状汇聚—片状扩散”的非线性扩散模式及昼夜振荡特征。气候因子中,降雨量(35%)、空气温度(28%)和太阳辐射(18%)是主要驱动因素,其中太阳辐射表现出3 h的相位延迟抑制效应;太阳辐射每增加100 W/m2,渗流面积减少15%～20%,且抑制效应存在3 h相位延迟,反映出岩体热惯性在渗流过程中的调控效应;湿度与风速的作用较弱,但在特定条件下可强化或抑制渗流过程。该研究揭示了降雨、热效应与蒸发循环共同作用下的复杂水岩耦合机制,为半湿润区露天石质遗产的水害机理解析及预防性保护提供了理论依据与方法支撑。
遗址土等温吸放湿特性及预测模型研究
原鹏博;翟传萌;李俊;郑月雪;景博文;李华;为了研究环境相对湿度变化对土遗址浅表层水分吸附与解吸的影响规律,采用饱和盐溶液法,开展7种不同环境相对湿度条件下的4种不同干密度遗址土的等温吸放湿试验。试验结果表明,随相对湿度的增大,吸放湿速率越来越慢,达到平衡状态所需的时间越来越长;遗址土等温吸湿和放湿平衡含水率随相对湿度的增大而增大,吸湿平衡含水率随着干密度的增大而减小,放湿平衡含水率随着干密度的增大而增大;存在明显的迟滞效应,遗址土等温吸湿和放湿曲线均表现出明显的快速吸放湿和缓慢吸放湿的两阶段性。对比发现,Peleg公式和冯驰公式可以用来拟合遗址土等温吸放湿曲线,平行双指数(PEK)模型可以较好地描述遗址土等温吸放湿过程,可以利用平衡时间的前50%数据来预测最终达到平衡的时间和最终的平衡含水率。
农业文化遗产地农户生计策略与农地利用的耦合协调研究——以紫鹊界村为例
马恩朴;彭磊;廖柳文;乡村旅游介入和城镇化影响下,农业文化遗产地正面临遗产保护与农户生计不协调的困境。据此,以紫鹊界村为例,在可持续生计分析框架下,运用综合评价法和耦合协调度模型研究紫鹊界村不同类型的农户生计策略与农地利用的耦合协调关系,评估研究区农户生计与农业文化遗产保护的弥合状况,探索以改善农户生计为导向的农业文化遗产保护路径。结果显示:(1)在乡村旅游介入下,当地农户分化为6类不同的生计策略,不同类型农户的生计资本禀赋构成具有显著差异,且生计资本评价值由高到低依次为均衡兼营型、旅游主导型、旅游参与型、工农参半型、务工主导型、务农主导型。(2)6类农户生计资本与农地利用现状的相互作用程度较强,但总体处于失调状态。这表明紫鹊界的耕地经营并不能增加农户生计资本,进一步加速了梯田撂荒和遗产景观退化。基于上述分析,提出农业文化遗产保护情境下的可持续生计发展路径,通过制度建设与机制构建、产业发展与创新、推进小型机械化3个方面的关键举措,实现农地利用多功能化与生计可持续发展并举,以此弥合农户生计与农业文化遗产保护之间不协调的困境。
基于CNN验证的河湟地区传统民居平面形态类型划分
张新红;魏斌;董建红;现有针对河湟地区传统民居平面形态的研究,存在着类型划分不一致与不完善的问题。在梳理已有研究和研判多源数据的基础上,提出一种新的类型划分体系,进而借助卷积神经网络技术对其适用性进行了对比验证。结果表明:(1)新建类型体系的总体识别准确率和类别簇群边界均明显优于4种已有类型体系;(2)二字型的加入不仅提高了L字型的识别准确率、降低了一字型的误判率,而且也显著增强了L字型、凹字型和一字型3个簇群间的语义区分度;(3)日字型的加入既提高了凹字型的识别准确率、降低了其被误判为回字型的概率,也强化了凹字型簇群与回字型簇群之间的语义界限,增强了各类别样本点语义特征的一致性。验证表明新建类型体系更适用于河湟地区传统民居平面形态类型的划分,这不仅为地区传统村落与传统民居的保护传承提供了理论支撑,也为其他地区开展相关研究提供了案例借鉴。
时间序列下土遗址片状剥离病害量化评估及预测
杜昱民;董文强;郭亚旭;陆志恒;赵泽源;吴梦雨;张悦;片状剥离作为土遗址最为典型且严重的病害类型,严重威胁遗址的安全赋存。在环境与遗址土协同作用下,片状剥离具有明显的时空发育特征,针对时间维度下片状剥离病害开展量化评估与预测研究是对其实施加固保护的重要前提和指南。研究遴选陕西省内半干旱、半湿润环境下,战国、汉、隋、唐、宋、明、清等7个历史朝代修筑的19处土遗址发育的片状剥离作为研究对象,通过现场调查测试收集病害平面和剖面发育指标、土体水盐含量、土体表面硬度、遗址修筑时期历史温度变化等评估指标,结合热力图和层次分析法(AHP)计算指标权重,利用逼近理想解排序法(TOPSIS)实现对土遗址片状剥离发育程度的量化评估,进而应用LSTM算法实现时间序列下片状剥离病害的智能预测。研究结果表明,19处土遗址中有3处片状剥离发育等级为高级,2处为低级,其余14处为中等程度。基于评估结果,利用LSTM模型对前90%的样本点进行训练,并对最后2处遗址进行预测,预测结果的均方根误差(RMSE)为0.044 424,平均绝对误差(MAE)为0.037 046,平均绝对百分比误差(MAPE)为14.803 1%,决定系数(R2)为0.844 23,评估及预测结果具有较高准确性和合理性,为后续土遗址片状剥离的保护加固工作提供科学依据和实践指导,并为其他土遗址典型病害的量化研究提供了模块示范。