D0I:10.13374/i.issm1001053x.2002.06.014 第24卷第6期 北京科技大学学报 VoL.24 No.6 2002年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2002 西汉柿圆墓壁画的变形分析 铁付德)张恒) 1)北京科技大学治金学院，北京1000832)郑州大学机械系，郑州410022 摘要在对西汉柿圆墓壁画材料以及环境综合分析基础上，采用有限元分析方法，对西汉 早期壁画的弯曲变形进行了研究，计算出壁画弯曲变形的最大位移量，分析了壁画弯曲变形的 主要原因，揭示了壁画的破坏与保存和陈列环境的直接关系，对壁画的保护和材料选择提供了 理论依据. 关键词西汉；壁画；弯曲变形；有限元法 分类号TB33 中国古代壁画艺术在人类文化遗产宝库中 占有重要地位，在壁画原环境不能保证壁画安 全的情况下，壁画通常被揭取保护.世界范围内 曾出现过大规模的壁画揭取".有关壁画的保护 研究，一般集中在揭取方法以及揭取过程中对 壁画正面的保护和材料的选用.目前，对壁画揭 取选用材料性能的系统研究甚少，对壁画揭取 图1壁画全貌图 所用的后背支撑材料变形的材料力学研究则更 Fig.1 Panorama of the wall painting 少，而对揭取到由纤维增强环氧树脂和木质 框架组成的多层复合材料上的壁画弯曲变形破 坏的研究，至今未见报道.本文对西汉早期“四 神云气图”壁画的变形破坏进行材质及力学分 析，以探讨壁画破坏的主要原因，进而对壁画的 保护和材料选择提供理论依据. 1西汉早期“四神云气图”壁画状况 图2壁画全貌线描图 Fig.2 Tracing panorama of the wall painting “四神云气图”壁画发现在河南省芒砀山西 汉早期（公元前2世纪）梁国王陵区柿圆墓，该 年人选河南博物院陈列.历经10年，壁画出现 墓的发掘被中国文物报评为1991年度十大考 了变形开裂.为了对壁画的变形开裂进行分析， 古新发现之一.在众多的壁画遗存中，墓室壁画 有必要了解壁画揭取前后的状况 很少，西汉早期的更少.因而，该壁画即成为我 1.1壁画揭取及所用材料 国时代最早，级别最高的墓葬壁画珍品（见图1 该壁画位于柿圆墓主室墓顶，其制法与中 和图2).该壁画长5140mm、宽3270mm,画面 国壁画的传统制法相似，也是先用泥沙在墓顶 绘有青龙、白虎、朱雀、玄武方位神和云朵莲花 抹平制作支撑层（也称地仗层），再用石灰制作 图案，历史艺术价值极高，1992年被揭取，1997 白灰层，然后用矿物颜料作画其上，称为绘彩 层，揭取前，画面加固采用5%聚乙烯醇缩丁醛 收稿日期2002-01-21铁付德男，40岁，副研究员，博士 (PVB)乙醇溶液喷涂3次，脱脂纱布用淀粉浆糊 *国家文物局2001年文物科技保护研究项目 贴面.揭取时，将壁画分为5块(3270mm×1130第 2 4 卷 第 6 期 2 0 02 年 12 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n vi e r s tiy o f S e i e n c e a n d l’e c h n o le gy B e ji 恤 g Vb L2 4 N 0 . 6 D既 . 2 0 0 2 西汉柿圆墓壁 画的变形分析 铁付德 ” l )北京科技大学冶金学院 , 北京 10 0 8 3 张 恒 2 ) 2 ) 郑州大学机械系 , 郑州 4 10 02 2 摘 要 在对西汉柿 圆墓 壁 画材料 以及环境综 合分析基础 上 , 采用有 限元分析方法 , 对西汉 早期 壁画 的弯 曲变形 进行 了研究 , 计算 出壁 画弯 曲变形 的最 大位移量 ,分析 了壁画弯 曲变形 的 主要 原因 , 揭 示 了壁 画的破坏 与保存和陈列环境 的直接 关系 , 对壁 画的保护 和材料选 择提供了 理论 依据 . 关键 词 西汉 ; 壁画 ; 弯曲变形 ; 有限 元法 分 类号 T B 3 3 中国古代壁画艺术在人类文化遗产宝库 中 占有重要地位 . 在壁 画原环境不能保证壁 画安 全的情况下 , 壁画 通常被揭取保护 . 世界范 围内 曾出现过大规模 的壁画揭取 1] . 有关壁画 的保护 研究 , 一般集 中在揭取方法 以及揭取过程 中对 壁画 正面 的保护和材料 的选用 . 目前 , 对壁 画揭 取选用材料性能 的系统研究甚少 , 对壁 画揭取 所用的后背支撑材料变形的材料力学研究则更 少 〔同 ] , 而对揭取 到由纤维增强环氧树脂和 木质 框架组成的多层复合材料上的 壁画弯 曲变形破 坏 的研究 , 至 今未见报道 . 本文对西汉早期 “ 四 神 云气 图 ” 壁 画 的变形破坏 进行材质 及力 学分 析 , 以探讨壁画破坏 的主要原 因 , 进而对壁画 的 保护 和材料选择提供理论依据 . 图 1 壁画 全貌 图 F i g · 1 P a n o r a m a o f t h e w a U P a i n t in g 1 西汉早期 “ 四神云气图 ” 壁画 状况 “ 四神云气 图 ” 壁画发现在河南省芒杨 山西 汉早期 ( 公元前 2 世纪 )梁 国王 陵区柿 圆墓 , 该 墓 的发掘 被中 国文物报评 为 19 91 年 度十大考 古新发现之一 在众多的壁 画遗存 中 , 墓室壁画 很少 , 西汉早期 的更少 . 因而 , 该壁 画 即成 为我 国时代最早 , 级别最高的墓葬壁 画珍 品 ( 见图 l 和 图 2 ) . 该壁画 长 5 140 ~ 、 宽 3 2 7 0 ~ , 画面 绘有青龙 、 白虎 、 朱 雀 、 玄武方位神 和 云朵莲花 图案 , 历史艺术价值极高 , 19 92 年被揭取 , 19 9 7 图 2 壁 画全貌 线描 图 F i g . 2 介a e i n g P a n o ar m a o f ht e w a l】P a i n t玩 g 收稿 日期 2 0 2刁 1 一 21 铁付德 男 , 40 岁 , 副研究员 , 博士 * 国家文物 局 2 0 01 年文物科技 保护研究项 目 年人选 河南博 物院陈列 . 历经 10 年 , 壁画 出现 了变形开裂 . 为了对壁画 的变形开裂进行分析 , 有必要了 解壁画 揭取前后 的状况 . 1 . 1 壁画揭取及所用材料 该壁画 位于 柿 圆墓主 室 墓顶 , 其制法 与中 国壁画 的传统制法相似 , 也是 先用泥沙在墓顶 抹平制作支撑层 ( 也称地 仗层 ) , 再用石灰 制作 白灰层 , 然后用 矿物颜料作 画其 上 , 称 为绘彩 层 . 揭取前 , 画面加 固采用 5% 聚乙烯 醇缩 丁 醛 ( PVB ) 乙 醇溶 液喷涂 3 次 , 脱脂纱 布用淀粉浆糊 贴面 . 揭取时 , 将壁画 分为 5 块 ( 3 2 70 ~ x l l3 0 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2002. 06. 014