[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

本發明涉及一種快速測量劣化后石質文物宏觀工程參數的方法，包括：確定石質文物石材種類和采集地；獲取相同的新鮮巖石樣品；制備實驗樣品；對實驗樣品進行分級劣化處理；測量細觀參數并建立其與劣化因素之間的相關關系；測量宏觀工程參數并建立其與劣化因素之間的相關關系；建立細觀參數與宏觀工程參數的相關關系并匯總形成數據對應關系表；當實際劣化發生時，取樣巖石小樣品，測量其細觀參數值，然后根據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。本發明通過預先的大量實驗和分析并且建立數據對應關系表，可以科學地快速評價劣化后的宏觀工程性質，為修復和重建過程中的方案制定提供支持，取樣少，對文物損害小，應用廣泛。

技術領域

本發明涉及石質文物劣化程度分析技術領域，具體涉及一種快速測量劣化后石質文物宏觀工程參數的方法，用于在石質文物發生劣化后快速評價宏觀工程性質。

背景技術

我國是一個擁有數千年文明的文化古國，在這千年的歷史長河中留下了數量眾多珍貴的石質文物。然而，石質文物自建成以來就受到各種自然營力的作用(如日曬、凍融、酸雨等)而發生緩慢劣化，甚至損毀。火災也是文物損毀的一個巨大威脅。在歷史上許多建筑由于火災的而受損甚至毀于一旦，如北京故宮博物院分別在1421年、1557年、以及1797 年發生火災，圓明園于1860年被完全燒毀，目前僅存大水法、遠瀛觀的幾個大理石石柱。雖然現代技術的幫助使得火災發生的可能性大為降低，但是火災的發生依然不可避免，如 2019年4月15日，在法國巴黎的巴黎圣母院發生了火災。既然火災不可避免，則采用科學的方法做好預研究，在火災發生后可以快速準確地評價石質文物不同部分的材料性質和受損程度，從而快速制定搶修方案以減小損失成為一個重要的課題。

通常，石質文物發生劣化后(包括發生火災后)的穩定性評價和修復方案的確定需要首先搞清其劣化后的宏觀工程參數值。而宏觀工程參數的確定需要大量較大尺寸的樣品進行破壞性試驗，如對力學性質參數的測定通常需要直徑為50mm高為100mm的圓柱形樣品。對于文物來說，這種大尺寸取樣測試的方法是不可取的。因為我們希望盡可能地保存石質文物原來的材料，而獲取測定宏觀工程參數的樣品需要大量取走文物上的石材。工程人員在實際情況中常常面臨著困難的平衡：一方面是文物建筑分析過程中允許采集的樣品數量十分有限；另一方面是為了盡量大地保存文物建筑的歷史價值，在修復的過程中需要盡可能少的替換原有建筑的石材，同時需要保證修復后的文物安全。

因此，亟需發明一種能夠根據少量的樣品測試就可用于劣化后石質文物建筑石材宏觀工程性質的快速評價方法，在取樣量與科學評估兩者之間取得平衡，使得能夠快速地評估劣化后劣化區域內建筑石材的宏觀工程性質，為文物修復方案的制定提供參考。

發明內容

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，該概述并不是關于本發明的窮舉性概述，它并非意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為后文的具體實施方式部分的鋪墊。

鑒于現有技術的不足，本發明的目的在于基于劣化對某種巖石材料的作用和建立定量化的微觀與宏觀之間的關系，提供一種適用于劣化后的石質材料性質快速評價的方法，用于科學地評價劣化后石質文物材料宏觀工程參數。

為實現上述目的，本發明基于如下兩個認識:(1)相同地點的同種巖石的礦物成分和形態、物理和力學性質、以及耐高溫性質基本相同；(2)某一處石質文物所使用的建筑石才種類通常為一種或者有限的幾種，使得對該石質文物材料的精細化研究具有可操作性。

本發明的技術方案如下：

本發明提一種快速測量劣化后石質文物宏觀工程參數的方法，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；