书画装裱是我国劳动人民创造的一种保护书画、装饰书画的传统工艺。书画装裱工艺的产生与发展,对于保存灿烂的古代文化遗产,传播人类文明,都起了特殊的作用。上墙是书画装裱中非常关键的一项工序,它是将湿润的裱件贴在裱墙上完成干燥并达到稳定状态的操作,其看似简单却对书画装裱的质量有非常重要的影响。传统装裱工艺中,上墙的经验总结虽然是被实践检验过的具有一定实用性的认识,但却缺少科学的分析和解释,上墙工序中人们对有些操作的要求也并未达成一致的共识。上墙工序科学研究的不足,阻碍了装裱工艺的进一步发展和提高。本文旨在利用科学的表征手段,加强对上墙工序的科学认识,探究各种影响因素与上墙工序之间的关系,分析上墙工序对裱件性能的影响机制,以期得到上墙工序的相关合理参数和优化措施,为上墙工序的科学传承和改进提供参考。本文首先利用数字图像相关（DIC）和红外热成像技术对裱件的上墙干燥行为进行同步监测。研究表明传统上墙工序中裱件不同区域的水分含量和干燥速度对裱件的应变变化和应变分布产生了显著影响。受重力对水分分布的影响,上墙裱件底部的高含水量会使底部区域在干燥过程中产生异常高的拉伸应变。从宏观上看,裱件的上墙干燥可以看作是一种特殊的应力松弛行为。利用数字图像相关和多种机械性能测试等方法,表征了上墙干燥裱件和自由干燥裱件多方面的物理性能。研究表明,上墙干燥裱件比自由干燥裱件具有更平整的表面。上墙干燥容易使裱件尺寸在湿应变的基础上产生新的拉伸应变,使得画心尺寸变大。上墙干燥的裱件具有更低的湿度变化时的尺寸响应,但经历高湿后会发生更大的不可逆收缩。上墙干燥裱件具有更高的抗张性能和拉伸弹性模量,但耐折强度、撕裂度、耐破度都有一定程度下降。针对上墙工序涉及到的多种影响因素,采用数字图像相关技术表征了不同因素对上墙过程、裱件形貌、形稳性的影响。研究发现上墙的环境湿度对裱件的应变变化具有重要影响,过高的上墙湿度会使裱件表面凹凸不平。上墙环境湿度越低,裱件的内应力和不可逆收缩率也越大,但对裱件的湿膨胀率没有明显影响。在温湿度条件固定的情况下,上墙时间对裱件的影响是有限的。上墙中的高低湿循环对裱件的应力-应变行为有重要的影响。高低湿循环加速了裱件的应力松弛,促使裱件内部应力和应变的重新分布。湿度循环次数对裱件的平整程度没有影响,但可以改善裱件的形稳性,使裱件湿膨胀率和不可逆收缩率逐渐下降。下墙湿度会改变裱件在上墙过程中形成的应变水平,但在过高的湿度中下墙会使裱件表面凹凸不平。下墙湿度升高时,裱件的湿膨胀率呈现升高的趋势,而不可逆收缩率和内应力逐渐减小。上墙的时机对裱件的上墙过程有重要影响,较高的固含量和干燥后洒水展平可以大幅降低上墙过程中裱件的应变水平,但固含量过高时上墙的裱件下墙后表面平整度降低。裱件固含量和干燥后洒水展平对裱件形稳性的影响是有限的。上墙干燥和装裱机高温干燥裱件的最终应变水平是相近的,并都可以使裱件干燥后的表面平整。高温干燥的裱件的湿膨胀率低于上墙裱件,但具有更大的不可逆收缩率。裱墙的方向对上墙裱件的横向平均应变没有影响,但会显著影响上墙裱件的纵向应变。从防范风险的角度,水平放置的裱墙要优于传统的竖直裱墙。针对上墙工序使裱件形稳性变好的现象,利用多种手段研究了上墙对裱件湿膨胀率和不可逆收缩的影响机理。光散射系数测试结果表明上墙干燥使裱件纤维结合程度下降,降低了纤维尺寸传递效应,进而降低了裱件湿膨胀率。湿度循环与裱件应变行为的关系表明,湿度循环使裱件在面内应力应变的重新分布和变动的湿度下纸张的蠕变加速作用下消耗了内应力,从而降低了不可逆收缩率。上墙过程中的高低湿循环会降低宣纸纤维在液态水中的润胀能力,表明纤维角质化是上墙裱件形稳性变化的影响机制之一。高低湿循环引起的宣纸纤维角质化还表现为多方面的性能的变化。宣纸在气态水环境中的润胀能力和平衡含水量的波动区间随湿度循环增加而逐渐减小。在高低湿循环过程中宣纸可能存在高湿度下打开新水分吸附位点与角质化作用关闭水分吸附位点两个相互对抗的作用因素。低温氮气吸附实验表明,高低湿循环过程中可能同时存在孔隙的打开和关闭,宣纸部分直径范围孔隙的对应孔容随着湿度循环增加而逐渐减少。氢氘交换-红外光谱分析表明,高低湿循环处理会使宣纸纤维可交换羟基对水蒸气的可及性下降。宣纸纤维结晶结构的分析结果表明,在宣纸的高低湿循环处理过程中,可能存在部分水分参与了纤维素结晶结构的构成。差示扫描量热分析的结果表明,在常规的大气环境的湿度范围内宣纸中仅存在非冻结水,宣纸中的非冻结水的吸附与脱附是宣纸纤维产生角质化等系列性质变化的重要机制。针对上墙过程中的波浪纹和应力集中现象,利用数字图像相关技术进行监测以验证和分析其产生的机制。研究表明,波浪纹现象的产生与裱墙刚性较差易变形有关,使用刚性更好的材料作裱墙可以防止波浪纹现象发生。画心托制后的命纸接缝和未干燥折条都容易引发上墙过程中的应力集中,而裂缝区域在上墙过程中并不容易形成应力集中现象。这些应力集中现象产生的根本原因是裱件先干燥区域的收缩应变对含水量较高的接缝和折条区域产生强烈的拉伸作用。通过实时干预裱件的干燥过程,对裱件先干燥收缩的区域进行局部加湿,可以改变裱件应变场的发展趋势,从根源上抑制应力集中的发生。传统书画装裱工艺的上墙工序蕴含着丰富的科学内涵。通过精确调控环境湿度、使用水平方向的裱墙进行上墙、控制覆褙裱件的上墙时机、对上墙过程进行应变监测和实时干预可以优化改进上墙工序。本文对上墙工序进行了系统地科学研究,填补了传统书画装裱科学化研究中的薄弱环节。研究成果形成了对上墙工序的科学阐释和新认识,将有利于挖掘上墙工序的科学内涵和传统装裱技艺的科学传承和改进。上墙工序也是书画文物装裱修复的关键工序,本文的研究成果可以为纸质文物的科学保护提供理论和技术支撑。