一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法技术

本发明专利技术公开一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法；针对古建筑编竹夹泥墙的文物属性和结构特点，提供一种无损或微损的结构调查方法，通过前期准备、初步调查、红外热成像调查、X射线成像调查、内窥镜探查、结果分析等步骤，有效查明墙体内部结构特征和缺陷或损伤情况，符合文物保护“不改变文物原状”、“最小干预”等原则，满足古建筑保护工程勘察中墙体结构调查的深度和精度要求。该调查方法克服了传统方法和新型检测技术的不足或局限，调查程序系统科学，调查结果可视直观，适用性广，促进了古建筑保护工程勘察工作科学化、精细化发展。

A kind of nondestructive or slight damage method for investigating the structure of ancient buildings with bamboo and mud walls

【技术实现步骤摘要】
一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法
本专利技术涉及古建筑保护工程领域，具体涉及勘察工作中对于编竹夹泥墙类墙体结构的一种无损或微损调查方法。
技术介绍
古建筑是我国重要的文化遗产类型，以木结构为主，自身特色明显。墙体是木结构古建筑的重要组成部分，主要作为围护结构起分割空间、保暖等作用，根据结构特点和材料工艺可分为砖墙、石墙、土墙、编竹夹泥墙、木板墙等类型。编竹夹泥墙，又称“竹笆墙”、“竹编木骨泥墙”等，起源于新石器时代的“木骨泥墙”，宋代《营造法式》竹作中描述为“隔截编道”，历代不断使用延续至今。此类墙体广泛分布在我国盛产竹材的南方地区，以川渝地区最为集中，具有明显的地域特色，为该地区古建筑中主要的墙体类型。根据调查资料，四川地区现存明代木结构古建筑中大多数墙体为编竹夹泥墙，例如平武报恩寺、新津观音寺、蓬溪宝梵寺、邛崃盘陀寺、广汉龙居寺等全国重点文物保护单位均是如此。编竹夹泥墙一般中间采用竹片编壁和木枋作骨架，两侧敷抹草拌泥打底找平，表面涂抹石灰、涂料等为面层，结构特征较为复杂。通常古建筑编竹夹泥墙受分布地域、建造时代、制作材料与工艺等因素影响，不同对象结构特征差异显著，尤其中间骨架的排列形式和组合关系各异。同时由于编竹夹泥墙中间骨架竹木材料耐久性较差，且骨架与泥层随环境温湿度变化收缩膨胀不一致，长期以来受各种自然营力和人为破坏的影响，骨架材料不断发生劣化，骨架与泥层之间连接也逐渐减弱，由此导致墙体常发生一些结构安全问题。尤其在南方地区热湿环境条件下，温暖潮湿、蚁虫蛀蚀、微生物滋生、雨水渗漏、毛细水侵蚀等危害对该类墙体结构破坏十分严重，轻则出现局部的骨架糟朽、泥层空鼓、墙面起鼓等问题，重则发生整体性的开裂、倾斜、歪闪等，对墙体安全保存构成严重威胁。古建筑保护工程勘察工作中墙体结构调查是保护加固设计的基础和依据，主要有两方面内容：一是了解墙体原有结构特征，包括结构类型、主要构造、具体做法、维修情况等；二是查明墙体现存结构安全问题，主要为结构安全问题种类、分布情况、形成原因、危险程度、发展趋势等。目前古建筑保护工程领域在勘察工作中对于墙体结构调查未形成专门的标准或规范，一般传统方法为：首先查阅文献资料和考察走访初步了解墙体结构类型，在此基础上通过对墙体外观形貌和残损位置出露断面的肉眼观察，辅以局部开槽探查及敲击按压，根据自身经验综合分析墙体结构特征及存在问题。该方法由于肉眼观察的局限性，对于墙体内部结构特征、缺陷或损伤等判断存在较强的主观性，同时槽探及敲击按压会对墙体产生一定程度的破坏，不符合文物保护“不改变文物原状”、“最小干预”等原则。近年来随着各种新型检测技术在古建筑保护工程领域的不断应用，应力波、超声波、红外热成像、X射线成像、内窥镜观察等多种先进的无损或微损检测技术在勘察工作中取得了较好的应用效果，尤其针对木构件内部缺陷或损伤的原位无损或微损调查显现出明显的优势。然而主要为单一检测技术在某具体对象结构调查上的应用案例，未针对某一类对象形成系统性的调查方法。同时由于各种检测技术的原理和方法不同，其优缺点各异，对古建筑墙体结构调查的适用性不同。一般应力波和超声波能够满足古建筑石墙、砖墙、土墙等材质相对均一和结构较为简单墙体内部缺陷或损伤调查的要求，然而对于材质差异明显且结构较为复杂的墙体往往效果不理想。红外热成像可以通过古建筑墙体表面温度场分布差异一定程度上间接反映内部结构特征，具有调查范围大、操作方便等优点，但是通常只能表现出墙体内部结构的明显差异，且受外界环境条件影响较大。X射线成像能够通过古建筑墙体X射线透过时被吸收程度的不同反映内部结构和缺陷或损伤，调查结果精度较高，可以清晰表现出墙体内部具体结构特征、缺陷或损伤分布等，但是调查范围小，设备使用条件严格、操作要求较高。内窥镜观察可以通过古建筑墙体表面残缺孔洞或新钻微孔直接观察内部结构详情、缺陷或损伤情况、材料劣化特点等，调查结果直观可视，作为传统方法中槽探的优化可以很大程度上减小对墙体的破坏，从调查工作实证性的角度考虑仍有存在的必要性和合理性。综上可见，古建筑墙体结构调查中传统调查方法主观性较强，对墙体会产生一定程度的破坏，各种新型无损或微损检测技术的应用缺乏系统性，各自优缺点各异、适用范围不同，均不能满足古建筑编竹夹泥墙结构调查的要求。
技术实现思路
为了克服目前古建筑保护工程领域勘察工作中墙体结构调查传统方法和新型检测技术的不足或局限，本专利技术的目的在于针对古建筑编竹夹泥墙这一类结构特征相对复杂且结构安全问题严重的墙体，提供一种结构调查的无损或微损方法，有效查明墙体内部结构特征和缺陷或损伤情况，促进古建筑保护工程勘察工作的科学化、精细化发展。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法，所述方法主要包括前期准备、初步调查、红外热成像调查、X射线成像调查、内窥镜探查、结果分析等步骤，各步骤基本方法如下：首先确定墙体调查对象及范围，在各墙体墙面的四个角点设置标靶作为控制点，通过测量控制点与墙面空间相对位置绘制各墙体立面图。然后通过对墙体外观形貌和残损位置出露断面的肉眼观察，大致了解墙体基本结构特点。其次采用红外热成像仪对各墙体墙面整个范围从内外两侧进行调查，通过红外热成像图查明墙体内部中间骨架基本结构特征，同时利用控制点在墙体立面图上标示中间骨架基本结构排布情况。在前一步调查基础上，采用便携式X射线探伤机对墙体墙面特征区域进行调查，特征区域主要选择墙体内部中间骨架构件连接处和缺陷或损伤可能发生处，通过X射线成像图查明墙体内部中间骨架具体结构特征和缺陷或损伤分布，验证前一步调查结果，同时利用控制点在墙体立面图上标示中间骨架具体结构、缺陷或损伤分布等。在前两步调查基础上，采用便携式可旋转视频内窥镜对墙体墙面代表性点进行钻孔探查，代表性点主要选择墙体内部缺陷或损伤处，通过内窥镜直观观察墙体内部中间骨架材料特点和缺陷或损伤详情等，验证前两步调查结果，同时利用控制点在墙体立面图上标示中间骨架材料种类及劣化等情况和缺陷或损伤分布区域、形式、成因、面积等特征。最后综合前期调查结果，绘制墙体内部中间骨架结构图和缺陷或损伤现状图，总结墙体内部结构特征和缺陷或损伤情况。本专利技术具有如下优点：（1）调查方法的针对性和有效性；本专利技术针对古建筑编竹夹泥墙的文物属性，设计了一种无损或微损的结构调查方法，符合文物保护“不改变文物原状”、“最小干预”等原则。同时根据编竹夹泥墙的结构特点，综合考虑传统方法和新型检测技术的优缺点与适用范围，设计的结构调查方法能够有效查明墙体内部结构特征和缺陷或损伤情况，满足古建筑保护工程勘察中墙体结构调查的深度和精度要求。（2）调查程序的系统性和科学性；调查步骤中主要程序分为三步，第一步采用红外热成像对墙体整体内部中间骨架基本结构进行调查，第二步采用X射线成像对墙体特征区域内部中间骨架具体结构和缺陷或损伤分布进行调查，第三步采用内窥镜对墙体代表性点内部中间骨架材料特点和缺陷或损伤详情进行探查。通过递进式的程序使后一步调查工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法，其特征在于，包括以下步骤：/n①前期准备，确定对象及范围，标靶布测；/n②初步调查，通过对对象墙体外观形貌和残损位置出露断面的肉眼观察，了解墙体基本结构特点；/n③详细调查，借助现有红外热成像仪、探伤机和内窥镜对对象墙体进行详细调查；/n④结果分析，综合步骤②和步骤③的结果分析对象墙体结构，并绘制墙体内部中间骨架结构图和缺陷或损伤现状图，总结墙体内部结构特征和缺陷或损伤情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法，其特征在于，包括以下步骤：
①前期准备，确定对象及范围，标靶布测；
②初步调查，通过对对象墙体外观形貌和残损位置出露断面的肉眼观察，了解墙体基本结构特点；
③详细调查，借助现有红外热成像仪、探伤机和内窥镜对对象墙体进行详细调查；
④结果分析，综合步骤②和步骤③的结果分析对象墙体结构，并绘制墙体内部中间骨架结构图和缺陷或损伤现状图，总结墙体内部结构特征和缺陷或损伤情况。


2.根据权利要求1所述一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法，其特征在于：在步骤①中，确定对象及范围后，设置标靶作为控制点，通过测量控制点与墙面空间相对位置绘制各墙体立面图。


3.根据权利要求2所述一种调查古建筑编竹夹泥墙结构的无损或微损方法，其特征在于：在步骤③中，首先采用红外热成像仪对各墙体...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵凡，姚雪，王冲，谢振斌，
申请(专利权)人：四川省文物考古研究院，西南民族大学，
类型：发明
国别省市：四川;51