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《陕西日报》千年古塔的科技守护 ——西安建大团队给大雁塔进行结构安全“全身体检”

发布时间: 2026-05-20 作者:来源: 点击:

2026年5月20日

西安建筑科技大学团队对大雁塔进行检测(资料照片)。 受访单位供图

历经千年风雨的大雁塔,迎来了一份详尽的“健康报告”。5月12日,由西安建筑科大工程技术有限公司苗元耀科研团队和西安建筑科技大学教授李东波带领的“砖土建筑遗产数智化保护”团队联合完成的大雁塔结构探测与稳定性评估项目正式通过验收。验收会上,高精度三维模型等成果悉数亮相,为文化遗产保护领域提供了新的范式。

核心发现

揭秘千年古塔的“生命密码”

此前,这座建于唐代的著名砖塔,内部结构形态始终是一个待解之谜。西安建筑科技大学团队运用三维激光扫描与电磁谐振探测技术,首次精准揭示大雁塔为“夯土核心—唐代砖砌体—明代加固砖层—木柱支撑”的多层级复合结构。这一发现让人们了解到古塔的“骨骼”构造。

在大雁塔内部构造细节方面,团队通过可视化探测发现,唐代原砌与明代补砌砖体之间存在明显的空间分布特征与交接界面,明代塔檐与唐代塔檐之间存在平均50毫米的空隙带。这一结构分离现象此前从未被准确测量和记录。

团队精准定位了塔体内部的隐蔽损伤情况,利用电磁谐振探测技术等手段,量化了损伤的尺寸、位置等关键参数,明确了塔檐损伤集中于新旧补砌牺牲层材料交接处。这些发现,为后续的针对性修复提供了精确“靶点”。

大雁塔为何会“生病”?团队从材料劣化角度分析大雁塔的病害成因是环境侵蚀、化学破坏、物理荷载及极端地质风险共同作用的系统性结果。

参与该项目的西安建大工程结构耐久性与全寿命领军教授团队通过模拟西安气候环境的长期试验,证实了大雁塔内部水分迁移呈现“下高上低、外高内低”的规律,塔基是全塔表观损伤的最高风险区。盐害是表层破坏的主导因素。盐分结晶后引发砌体剥落和灰缝流失,塔身盐析泛碱病害局部显著。这意味着,大雁塔表面的“白色伤疤”多源于此。

技术创新

人工智能让传统文保焕发新生

给大雁塔“做CT”,需要调动天上的卫星、无人机和地面的探测仪。团队构建了空天地一体化探测网络:使用卫星遥感,实现塔身年均沉降1.98毫米的毫米级监测;无人机倾斜摄影,使得三维建模精度达到厘米级;电磁谐振法则成为深层结构探测的“透视眼”。综合应用下,塔身裂缝定位精度达90%,让隐蔽损伤无所遁形。

人工智能的引入,也让传统文保工作焕发新生。团队开发了多款智能系统,不仅能精准分割复杂裂缝形态,还能提升损伤识别的准确率,实现7类表观病害自动识别。

“过去靠人工肉眼排查几天的工作量,现在AI系统几小时就能完成。”团队成员董振平说。

此外,从宏观到微观,团队建立了完整的数字仿真体系,真实再现地震损伤全过程,为预防性保护提供全链条决策依据。这套体系让科研人员可以在虚拟空间中反复试验,找到最优保护策略。

验收专家组成员、同济大学研究院研究员张瑞甫说:“大雁塔结构探测与稳定性评估成果以先进技术掌握古塔结构状态,为唐代砖石古塔保护夯实了科学基础、提供了工程参考,推动古建筑结构保护迈向数字化、精细化、预防性保护新路径,对全国同类文物建筑安全保障具有重要示范意义。”

保护建议

从被动抢救到主动预防

基于全面“体检”结果,团队提出三级保护建议:全域监测整体沉降变形、局部监测重点部位位移、微观监测盐分和湿度,并进行实时预警。在此基础上,可采取塔檐交接面空隙带、一层内部空洞、盐害区域等靶向修复工程,同时,通过优化交通运行频次,降低周期性振动,减少振动对古塔的损伤。

“历时1年、4册技术报告,项目突破了传统砖石古塔探测精度低、评估方法单一的技术瓶颈,形成系统性的研究成果与保护建议。”苗元耀说。

本次评估项目填补了大雁塔结构形制认知的多项空白:首次揭示多层复合结构、量化盐蚀—冻融耦合损伤,构建了无损探测与稳定性评估技术体系。更重要的是,项目开创了“数智化诊断—防治—预防”的文物建筑保护新模式。

这一模式有何价值?它提供了一套可复制的技术范式。无论是其他砖石古建筑,还是其他材质的塔体,都可以借鉴这套方法,实现从被动抢救到主动预防的转变。

大雁塔的守护,是科技与文明的深度对话。AI、卫星遥感、数字仿真等技术“遇上”千年古塔,文化遗产保护工作正翻开新的篇章。

原文链接:

https://esb.sxdaily.com.cn/pc/content/202605/20/content_2047435.html

编辑:肖雯雯

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