[發明專利]一種快速測量劣化后石質文物宏觀工程參數的方法

有效

• 申請號: 202011439123.7
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112683915B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 李黎;劉建彬;張中儉;邵明申;陳衛昌;周怡杉
• 申請（專利權）人: 中國文化遺產研究院;中國地質大學（北京）
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種快速測量劣化后石質文物宏觀工程參數的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟10，確定用于建造石質文物的石材種類和采集地；

步驟20，在同一采集地獲取與石質文物同種類的新鮮巖石樣品；

步驟30，采用所得到的新鮮巖石樣品制備實驗樣品；

步驟40，對實驗樣品進行分級劣化處理；

步驟50，對每一級劣化處理后的實驗樣品進行細觀參數測量，測量的細觀參數包括顆粒尺寸分布和線裂紋密度，并建立細觀參數與劣化因素之間的相關關系；

步驟60，對每一級劣化處理后的實驗樣品進行宏觀工程參數測量，建立宏觀工程參數與劣化因素之間的相關關系；

步驟70，分析實驗樣品細觀參數與宏觀工程參數之間的相關關系，建立不同劣化程度下細觀參數與宏觀工程參數的相關關系，并將石材種類、采集地，以及細觀參數與宏觀工程參數的相關關系匯總形成數據對應關系表；

步驟80，當實際劣化發生時，在石質文物劣化區域內不同的位置取樣巖石小樣品，使用與步驟50相同的方法測量巖石小樣品的細觀參數值，然后根據步驟70中所建立的數據對應關系表反算取樣位置石材宏觀工程參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟10中，根據石質文物的技術文件或者建造記錄確定石材的種類和采集地。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，確定石質文物所用石材子類過程中，采用歷史文獻記錄和巖石學特征相結合的方法；巖石學特征包括巖石結構、構造、顏色、成分以及各成分的含量，還包括填隙物、膠結物。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟20中，對采集地的采坑內不同地層均采集各個典型子類的巖石作為新鮮巖石樣品，以正確匹配石質文物所用巖石材料。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟40之后還具有步驟41，分析實驗樣品的礦物成分，具體為：

比較劣化后實驗樣品的礦物成分和未劣化樣品的礦物成分；

根據礦物成分結果判斷主要組成礦物是否發生礦物相變；

對于未發生礦物相變的繼續留用，已發生礦物相變的則表明礦物性質急劇劣化，不可繼續使用。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，礦物成分的分析方法采用粉末XRD方法。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟50中，顆粒尺寸分布和線裂紋密度采用拍攝的顯微照片來確定。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，采用偏光顯微鏡在反射模式和單偏光下對偏光片拍照。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，偏光片所采用的厚度為造巖礦物晶體直徑的10至20倍，磨片前先注入樹脂進行固定。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，顆粒尺寸分布的測量具體為：

對于顆粒邊界明顯的多晶體巖石，直接使用二值化圖像或灰度圖像后進行統計；

對于顆粒邊界不太明顯的單晶體巖石，采用下列步驟：

調節照片的亮度和對比度，強化顆粒邊界，使得原始圖像中的顆粒邊界變得明顯；

提取顆粒邊界網格；

把圖像轉換成灰度圖像，用不同的顏色填充顆粒邊界所圍成的顆粒；

統計填充色塊顆粒的顆粒數目、平均粒徑和顆粒面積。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，對于高溫劣化，所述顆粒尺寸分布擬合結果得到尺度參數μ和加熱溫度T之間滿足如下相關關系式：

μ＝0.073T-89.712，R²＝0.971

其中R²為擬合優度。