文创前沿|【文创前沿】古建筑修缮修复过程中的新技术( 二 )
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古建筑木构件微钻阻力仪检测
微钻阻力仪原本不是用于古建筑 ， 而是用来检测古树的 ， 既然可以检测古树 ， 应该也可以检测古建筑的木头吧？可古建筑中的木头和活着的古树毕竟有许多不同之处 ， 这就需要我们摸索经验 ， 找出适合木质构件的测量数据 。
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内部空心木材和微钻阻力仪检测曲线对比照片
微钻阻力仪像一个长方形的铁盒子 ， 里面装有一个60厘米长、直径只有1.5毫米的细长钻头 ， 用它打进木头里 ， 只在木头表面留下一个看不见的小眼 ， 对古建筑没有什么损伤 。 通过连接在钻头后面的传感器 ， 可以显示出木头内部的情况 。 仪器吐出的纸带上的曲线就像心电图的曲线 ， 随着微型钻头不断钻进 ， 曲线出现高低不平的变化 。 如果曲线突然从一个高峰跌落 ， 经过一段低谷之后又开始上升 ， 根据经验 ， 我们就能判断这根木头出现了空心 ， 连空心的大小都一目了然 。 阻力仪缺陷判定方法是：阻力仪检测曲线与探针的进入过程同步进行 ， 如下面曲线图的横坐标为探针进入木材的深度 ， 纵坐标为阻力仪检测值 ， 阻力仪检测值的高低与走势反应了木构件的健康状况 。 阻力仪检测曲线中阻力仪检测值较高、早晚材（曲线中表现为波谷和波峰）差异明显的为健康区域 ， 阻力仪检测曲线中阻力仪检测值较低、早晚材差异变小的为缺陷区域 。
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微钻阻力仪检测曲线
一般在一根木头上打下2到3个孔 ， 就能确定空心有多长 ， 是整根木头都空了 ， 还是空了几分之一或一半 ， 之后就可以确定医治方案了：空心小的 ， 可以想法修补；空心厉害的 ， 就要及时换掉 。
二、地质雷达
别以为古建筑中只有木头会出问题 ， 其实砖也一样 。 就拿长城来说 ， 最早的长城修建于2000多年前的春秋战国时代 ， 而现存的长城遗迹主要是建于14世纪的明代长城 。 长城城墙看起来很厚 ， 实际上是砖砌的外皮 ， 里面都是夯土 。 几百年风霜雨雪的渗透 ， 长城城墙也会出现空心塌陷的毛病 。
对付砖墙 ， 不能用打孔钻探的方法 。 怎么办？我们联想到医生给病人做透视 。 能不能给城墙也做做透视呢？于是我们又引进了一种新技术——地质雷达电磁波检测法 ， 这是通过发射天线向被测介质发射高频宽带脉冲电磁波 ， 经过一些复杂的干涉过程后被接受天线捕获 ， 然后通过反射信号与接受信号进行程序处理 ， 最后在屏幕上显示出空鼓剖面图 。
探地雷达是利用高频电磁波以宽频带短脉冲的形式 ， 在地面通过发射天线将信号送入地下 ， 经地层界面或目的体反射后返回地面 ， 再由接收天线接收电磁波反射信号 ， 通过对电磁波反射信号的时频特征和振幅特征进行分析 ， 了解地层或目的体特征信息的方法 。 探地雷达广泛应用于考古、岩溶探测、砼路面板底脱空检测、隧道衬砌质量评价及路基分层等方面 。
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现在新开挖的地铁普遍使用一种探地雷达 。 盾构机开进地底后 ， 需要了解前方的地质状况 ， 比如有没有空洞 ， 因为这种地底空洞很可能是存在地下水的标志 ， 一旦挖破 ， 水冲出来 ， 昂贵的盾构机就可能彻底报销 。
探地雷达发射的电磁波可以扫描前方20米的地层 ， 拿来扫描长城城墙应该没问题 。 我们把探地雷达拉到长城 ， 把它贴到城墙上 。 在探地雷达的“慧眼”下 ， 城墙里的空洞、塌陷 ， 都被照了个清楚 。 有问题的地方可以提前预警 ， 需要维修时也能有的放矢 。
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