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硫酸钠相变及其对壁画危害的实验研究

2021-01-05郑志华

防灾科技学院学报 2020年4期

郑志华,郭 迅

(防灾科技学院 中国地震局建筑物破坏机理与防御重点实验室,河北 三河 065201)

0 引言

膨胀盐类在工程上常造成较大破坏,如硫酸盐可引起铁路路基的松胀[1-2]、房屋的开裂[3]、机场跑道起鼓和开裂等[4]。莫高窟壁画盐害问题就是膨胀盐类造成的。

壁画盐害(俗称酥碱)是莫高窟主要的病害之一,也是我国西部石窟诸如榆林洞窟、麦积山石窟壁画的主要病害。盐害的本质是盐分(Na2SO4,CaSO4,NaCl等)在洞窟壁画地仗层(主要指抹在洞壁上的草泥层)表面析出结晶,由于其体积膨胀造成壁画(包括地仗层本身)酥软、粉化以致脱落,如图1所示。壁画一旦出现盐害,治理和修复的难度均较大。

据不完全统计,敦煌莫高窟的492个洞窟中,近100个有不同程度的壁画盐害,其中56个洞窟盐害比较严重。在上、中、下层洞窟中,下层洞窟盐害最严重,其主要表现为四壁下半部壁画及地仗层脱落,且盐害还具有连片性特征[5]。

图1 壁画盐害的主要表现Fig.1 Typical salt damage patterns of grottoes mural

壁画盐害的相关研究有近百年的历史,最著名的当属常书鸿[6]、樊锦诗[7]等。熊毅[8]对盐渍土作了开拓性研究工作;卢肇钧等[1-2]阐明了硫酸盐盐渍土的松胀特性及其对路基稳定性的影响;改革开放以后,敦煌研究院还与日本东京国立文化财研究所以及美国盖蒂研究所开始深度合作[9];樊锦诗、王旭东、李最雄、郭宏、段修业、李军、王军虎、张明泉、张虎元、曾正中、朽津信明等[10-20]针对敦煌莫高窟的壁画盐害进行了卓有成效的研究。多年来的研究和实践,除了成功修复一批壁画外,还通过数字全息技术,以虚拟方式再现各主要洞窟的艺术珍品,对多数实体洞窟进行封闭保护。……

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