在石窟寺保护中，对石窟岩体裂隙渗流网络的精细探测是实施石窟寺渗水病害防护的基础，地球物理探测技术可以无损或微损的方式对石窟岩体的裂隙渗流网络进行探测。本研究首先对石窟岩体裂隙渗流网络的多种地球物理响应机理进行了剖析；其次提出了石窟岩体裂隙渗流网络高精度探测的高密度电法地—井—崖差分探测技术，利用裂隙周边渗水区产生的电阻率变化的体积效应进行探测。采用所提出的方法在重庆大足石刻北山试验场进行实验，对微小的渗水裂隙进行了高精度探测，验证了所提出技术的有效性。研究结果为石窟岩体裂隙渗流网络的探测提供了新的高精度方法。

石窟岩体水害是我国石窟寺保护的难点。通过对水害在岩体表层和内部不同作用机理、影响因素的分析，结合大足石刻提出适合石窟岩体水害治理工程的工作思路，系统开展石窟水害特征分析、汇水区区划和稳态渗流计算三方面工作，形成堵、疏、测三位一体的治理对策。研究结果可以为石窟岩体文物的水害防治提供支持和借鉴。

浙江省拥有数量丰富、价值突出的石窟寺与摩崖造像资源。受自然地理环境的影响，这些石窟造像普遍存在水害现象，其中以面流水、裂隙渗水为主，给文物本体安全和价值造成了巨大威胁。近年来，以飞来峰造像为代表的一批重点石窟造像先后通过裂隙灌浆封堵、地表防渗处理、增加导排水设施、建造保护性建筑、表面封护等多种技术手段实施了保护工程，取得了良好的水害防治效果。由于水害治理工作的复杂性，加强前期勘察研究、构建预防性保护体系、开展关键技术研究等，对于石窟造像的科学长效保护具有积极意义。

测定自然通风条件下石窟寺洞窟的换气次数对于洞窟空气质量评价与调控具有极为重要的现实意义，利用游客自然呼吸产生的CO₂作为示踪气体进行洞窟换气次数测算，具有便捷、经济、可实现动态监测等诸多优点。本文分别基于莫高窟开放洞窟游客释放CO₂和人工释放CO₂， 采用示踪气体浓度衰减法进行了洞窟自然通风换气次数测算，验证了游客呼吸释放CO₂在洞窟空间分布的均匀性，探讨了利用游客释放CO₂测算洞窟换气次数的可靠性与适用性。结果表明：旅游旺季游客离开洞窟后，窟内CO₂的空间分布均匀性较好，主室西南角和东北角换气次数相当且相对误差小，可作为整窟代表性测点。基于游客释放CO₂，测算洞窟关闭状态下换气次数具备可靠性，测算时CO₂初始浓度、均匀性及测算时长对于换气次数准确性至关重要，在应用时需根据游客数量等实际情况合理选取测算时段。该研究结果将为石窟寺洞窟自然通风效果评价与研究提供新思路与新方法。

监测数据趋势提取方法和异常预警方法是数据分析中的重要技术，可以帮助研究者发现数据中的规律和异常。通过对岩土质文物本体及赋存环境面临的各类风险因素实施周期性监测，可以及时发现和处理影响文物安全的潜在问题，实现对文物最早和最低限度的干预。本文针对以麦积山石窟与锁阳城遗址为例的长期监测数据开展数据分析与监测对象本体变化趋势提取研究，提出一种可以提取去除温湿度等环境因素影响后的本体变化趋势，并据此设置预警阈值从而进行预警的方法。为文物保护工作者科学地发现文物本体趋势性变化，指导文物预防性保护以及遗产地开放管理等工作提供一种可行性方案。

为探明新疆克孜尔石窟壁画中的锡箔装饰，采用便携X射线荧光光谱仪（P-XRF）进行原位无损检测；采用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪（SEM-EDS）、热裂解质谱（Py-GC/MS）对克孜尔石窟壁画中锡箔装饰进行微损取样分析。结果表明，20个洞窟的壁画中检出了Sn元素，证明锡箔装饰在克孜尔石窟相当普遍。微损取样分析结果发现，贴锡箔的胶结材料为干性油、蛋白质及多糖；锡箔之上存在涂层。结合相关研究成果，推测锡箔有模仿金箔、银箔和作为绘画底色层三种用途。通过对锡箔装饰的时代特征、材料及技法、产地及技法传播等内容的初步研究，认为锡箔这一装饰技法应起源于古代龟兹地区，并影响了巴米扬、印度北部的佛教壁画装饰艺术。通过本研究为特定时期丝路沿线物资贸易及文化交融研究提供科学参照。

土遗址充分反映了古代的营造技术与文化属性，是研究古代生产生活方式的重要载体。暴露于室外的土遗址常年遭受降雨、携沙风、温差等因素的影响，裂隙病害显著发育，严重威胁了土遗址的整体稳定性。本文基于有限的现场调查数据，充分考虑土遗址赋存环境的影响，采用k-means聚类及高斯过程多分类方法对土遗址的裂隙病害发育等级进行概率预测，为进一步采取对应防治措施提供一定理论依据。研究结果表明：基于本文所提出的数据模拟方法可有效增加样本数量，且模拟数据与现场调查数据具有高度相似性；100次随机试验统计结果对应的测试集的查准率、查全率、准确率与F₁度量的中值均在0.92左右，说明基于模拟数据所建立的模型具有较好的泛化性能，可实现土遗址裂隙病害发育等级的合理预测。

茶马古道是我国古代重要的交通要道，由于其年限久远，年久失修，趋于荒废，各种病害并生，严重影响茶马古道的安全稳定。为使这一具有历史意义的文物长久保存，本研究以四川克枯栈道为例，对其病害类型和病害成因进行系统归纳总结，为类似保护工程提供参考依据。结果表明： 茶马古道类文物的损坏情况可划分为轻微破坏、重度破坏和完全破坏，其对应的修缮必要性为无需修缮、急需修缮和需复原修缮。茶马古道类文物的病害类型可划分为文物本体病害、赋存崖体病害和生态环境病害。茶马古道类文物的损坏原因可划分为地质因素、气候植被因素和人为因素。本研究基于克枯栈道提出了面向茶马古道类文物的病害分析框架，可为类似工程提供参考。

湖北荆门沙洋县后港镇黄歇村塌冢M1出土边箱漆皮颜色艳丽，色彩丰富，制作工艺多样。采用超景深三维显微镜、X荧光光谱仪、X射线衍射仪、显微拉曼光谱仪、扫描电镜—能谱仪、红外光谱仪和电感耦合等离子发射光谱等现代仪器分析手段，对荆门沙洋黄歇村塌冢楚墓M1边箱漆皮的形貌、剖面结构显微观察，并对漆皮物质成分及物相组成等检测分析。实验结果表明红色漆膜显色成分为朱砂，黑色漆膜显色成分为炭黑，棕色漆膜为大漆自然色。漆膜表面含有石英、钙长石和绿泥石等矿物，这为塌冢边箱漆木器的保护修复提供科学依据。