古建用落叶松木材物理力学性能预测及其影响因素

为实现对木结构古建筑的预防性保护,有必要对木构件的材质性能进行及时有效的预测和评价。采取小试样-缩尺-足尺递进的方式,将微钻阻抗仪和应力波检测等无损检测方法与实验室物理力学性能测试相结合,构建并检验了落叶松木材物理力学性能与微钻阻抗值和波阻模量关系预测模型,进而提出了古建用落叶松木材物理力学性能的现场无损检测分析方法。研究结果表明:落叶松小试件密度与微钻阻抗值呈现明显的线性正相关关系,木材密度与微钻阻抗值线性方程相关系数为0.91;落叶松小试样顺纹抗压强度、抗弯强度及抗弯弹性模量与波阻模量呈现较明显的线性正相关关系,木材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量与波阻模量线性方程相关系数分别为0.86,0.74,0.74;通过微钻阻抗仪和应力波检测可推算落叶松木材物理力学性能。利用小试件测试数据所建立的预测方程进行落叶松大试件物理力学性能推算存在一定的误差,其缩尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为12%和16%,足尺试件密度和顺纹抗压强度预测值与实际值平均偏差分别为16%和17%。现场预测应同时考虑测试路径因素,自心材至边材区域,落叶松木材密度、顺纹抗压强度、微钻阻抗值沿径向表现为增大趋势,外层微钻阻抗值比整体平均微钻阻抗值大4%~16%。在古建筑木构件强度检测评估中,应进行木构件的整体微钻检测;若条件所限无法进行整体检测时,应针对不同树种的径向变化规律进行微钻阻抗值的修正。

太庙建筑群木构件树种鉴定及配置研究

为配合太庙建筑群的修缮保护,对太庙十个单体建筑开展了木构件取样鉴定、树种配置以及选材变迁等方面的研究。通过切片制片、显微观察、特征检索等方法,对太庙54个试样进行树种鉴定,结果表明太庙木构件用材共有4个树种,分别为楠木(Phoebe spp.)、杉木(Cunninghamia spp.)、硬木松(Picea spp.)和云杉(Picea sp.)。本研究为太庙修缮保护中树种的选用提供了数据支撑,也对太庙各单体建筑营造背景有了进一步认知。

苏州艺圃乳鱼亭木构件材质与结构安全性评估

通过传统勘察和现代无损检测技术,对苏州艺圃乳鱼亭木构件用材树种和材质现状进行检测评估,并建立乳鱼亭的三维有限元模型。研究结果表明:乳鱼亭木构件用材树种主要为云杉(Picea sp.)和杉木(Cunninghamia sp.),仅少部分木构件存在开裂和腐朽问题,腐朽主要为柱底易受潮区域。按照GB 50005—2017《木结构设计标准》规定,云杉和杉木强度等级TC11-A进行设计值取值,并考虑实际使用年限、使用环境等情况进行折减,最终有限元分析结果显示,乳鱼亭竖向荷载主要由其4根角柱承担,整体结构的承载力仍能满足承载力极限状态要求。研究结果为乳鱼亭修缮加固处理提供基础数据支撑。

基于新课标的小学英语语篇研读策略研究

文章以PEP小学英语教材为例,通过对《义务教育英语课程标准(2022年版)》的初步探究,阐述了小学英语课程内容六要素及语篇研读的重要性,尝试从语篇的主题意义、主要内容、作者意图、文本结构、语言修辞等方面入手,将文本解读分为What(写了什么),Why(为什么写),How(如何写)三个阶段,指导学生整合课程内容,提高阅读技巧,形成学习策略,发展核心素养。

自然老化对古建筑木材细胞壁结构与成分的影响

探究古建筑木材微观结构和化学成分的变化,有助于揭示自然老化作用下木材性质的演变机制和劣化机理。以古建和现代落叶松(Larix sp.)木材为研究对象,通过对两者微观构造、孔隙率、纤维素结晶度和化学成分进行测试,探究自然老化作用下古建材性质的变化。结果表明,古建材微观构造上存在显著的劣化特征,其中早材比晚材的劣化程度更严重;古建材孔隙的孔体积和孔径均显著大于对照材,古建材中大部分孔隙孔径在10 nm以上,而对照材中孔径10 nm以下的孔隙占比最高。古建材纤维素结晶度比对照材升高13.61%;傅里叶变换红外光谱显示古建材中木质素、半纤维素出现了一定程度的降解,峰强度比结果显示纤维素结晶区未发生明显变化,而纤维素无定形区发生了降解。基于微观结构和化学成分的变化,提出木材细胞壁化学成分的劣化模型,为自然老化作用下木材的劣化机理研究提供参考依据。

口服益生菌制剂预防腹膜透析相关腹膜炎的有效性研究

目的 探讨益生菌制剂预防腹膜透析相关腹膜炎的有效性。方法 前瞻性收集2018年1月至2021年6月在龙岩市第二医院肾内科就诊的腹膜透析患者的临床基线资料、致病菌资料,按照随机数表法将透析治疗期间的患者分为益生菌制剂干预治疗的试验组(40例)和安慰剂治疗的对照组(55例)。所有患者至少随访12个月。比较两组患者的腹膜炎发生率,发生腹膜炎的诱因,以及发生腹膜炎的症状缓解时间。结果两组患者在年龄、基础疾病、肌酐、血红蛋白等基线资料方面差异无统计学意义(P> 0.05);与对照组相比,试验组腹膜透析相关性腹膜炎总体发生率下降(0.16次/患者年比0.39次/患者年,P=0.021);亚组分析显示,益生菌制剂治疗后革兰阴性菌腹膜炎发生率亦下降(0.05次/患者年比0.19次/患者年,P <0.05);且肠源性腹膜炎的发生率下降。将两组发生腹膜炎的患者的腹透液白细胞计数及各症状持续时间进行比较发现,试验组均有明显下降(P <0.05)。结论 口服益生菌制剂对腹膜透析相关腹膜炎的发生具有良好的预防效果以及辅助治疗效果。

益生菌治疗辅助延缓慢性肾脏病患者肾功能进展的效果分析

目的:探讨益生菌治疗辅助延缓非透析慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease, CKD)患者肾功能进展的有效性。方法:纳入2019年01月01日至2021年12月31日在我院就诊的非透析CKD 3期到5期患者80例,按照随机数字法分为实验组(口服益生菌+低蛋白饮食)和对照组(仅给予低蛋白饮食)。研究过程中收集患者年龄、性别、血尿素氮、血肌酐、胱抑素C、尿酸、血清白蛋白、CRP、白介素-6等指标。通过随访观察指标进行相关性分析,比较实验组和对照组的治疗方法对非透析CKD肾功能的影响。结果:对于非透析慢性肾脏病患者给予慢性肾衰一体化治疗后,两组患者的肾功能均较前有所好转,辅助使用益生菌治疗的实验组较为明显,差异具有统计学意义。实验组患者治疗后尿素氮、肌酐、胱抑素C、较前均有下降,eGFR较前有所上升,差异具有统计学意义,治疗后两组患者炎症指标较有减少趋势,实验组下降幅度更大,治疗后实验组CRP、IL-6较前明显下降,差异具有统计学意义。两组均无明显的不良反应。结论:给予非透析CKD患者服用益生菌辅助治疗,能辅助延缓CKD患者肾功能进展,并改善患者微炎症状态,且患者能耐受,为辅助临床医生延缓肾脏病进展增加一个治疗手段。

古建筑木结构用材树种的DNA分子鉴定方法研究

古建筑木结构是自然生态与人类文明的重要载体。开展古建筑木构件树种鉴定研究,是古建筑木结构维修和保护的重要基础,同时也能加深了解古代先民掌握与利用木材资源的方式,进一步提高我们对古代人类文明的理解和认知。本研究以我国明十三陵和太庙古建筑的“楠木”构件为研究对象,通过构建包括古DNA提取、液相杂交捕获及数据分析在内的木材古DNA分子鉴定方法,实现了从古建筑木构件样品中获得高质量质体DNA基因组,覆盖度达到99.04%~99.94%,平均测序深度为17~110×;所获取DNA片段平均长度为90~138 bp,片段末端发生碱基替换,符合古DNA的典型特征;木构件样品树种鉴定为楠木(Phoebe zhennan)和细叶楠(P.hui)。本研究构建的古DNA分子鉴定方法将为古建筑木结构用材树种精准鉴定提供科技支撑。

马尾松木材空洞开裂残损的雷达检测成像初探

本研究以木结构古建筑常用的马尾松木材为研究对象,采取人工模拟的方法在马尾松木段端部制作中心空洞及外缘开裂的残损,通过开展残损木材的雷达探测及成像影响因素研究,给出不同残损在雷达检测下的表现形态,实现木材内部空洞和外缘开裂残损的快速识别及表征。研究结果表明:利用雷达无损检测技术可以实现木材内部空洞和外缘开裂残损的快速检出,而对残损大小的评估,雷达检测面积与实际残损面积存在偏差;当雷达探测到木材内部空洞时,其交界面会出现强烈的黑-白-黑形态图像,对应的反射波形为谷-峰-谷;当雷达探测到木材外缘开裂等凹陷特征时,其图像上会出现不同于正常背景的纵向干扰条纹;木材外缘开裂并不严重影响内部空洞残损的检出,木材表面存在贴合紧密的树皮或保护性地仗对内部残损的识别也无明显影响;木材含水率对雷达检测结果影响较为显著,在其他条件一定时,木材含水率越高,其雷达检测残损面积越小;雷达检测结果受含水率等因素影响,其残损的检测边界可能会产生一定的偏移,因此,在实际检测中应根据雷达检测图像进行深度方向的延伸分析。通过本研究可知:雷达无损检测技术可以实现木材空洞和开裂残损的快速检出,但对于残损的定量评估有待于进一步研究。

高频热压胶合中板坯内温度分布及变化趋势

以杨树人工林木材单板为试材,在进行三聚氰胺甲醛树脂浸渍组坯后,利用高频设备热压成型,并以此探讨高频热压胶合中板坯内的温度场分布和变化规律。结果表明:高频热压胶合中板坯内温度随时间变化曲线可用乘幂函数表示。对于板坯的温度场分布,在板材长宽方向,因边缘各点的含水率差异导致加热过程中温度的不一致,但在超过100℃后各点温度会逐渐接近;厚度方向上,高频电场中板坯的中心或两表层温度并非最高,最高温度出现在靠近正极板的部位,最低温度出现在紧贴负极板表层。

马尾松木材内部空洞的雷达检测与定量评估

【目的】研究快速有效的古建筑木柱内部空洞残损评测方法,科学确定木柱内部空洞的存在位置及大小。【方法】以古建筑木构件常用的马尾松木材为研究对象,采取人工模拟方法在木段端部制作不同大小、不同位置和不同形状的空洞残损,利用雷达无损检测技术探测空洞残损,通过分析木材内部残损在雷达检测方法下的表现形态,实现木材内部空洞的快速识别和表征。【结果】雷达无损检测技术可以对木材内部残损进行快速判别,雷达波在木材中探测到空洞时,其交界面会产生强烈反射,对应反射波形为谷-峰-谷,同时检测图像中出现黑-白-黑的特征形态;根据雷达检测图像可以对木材内部残损面积进行大致评估,但依据雷达检测结果生成的残损面积与实际残损面积存在一定偏差;雷达检测方法对木材内部残损形状的预估难度较大,若不经过其他处理难以准确识别三角形、四边形、圆形等各种形状的空洞残损;边缘位置空洞残损雷达检测图像与中心位置空洞残损雷达检测图像明显不同,中心位置空洞残损其交界面在雷达检测图像中波动较为平缓,边缘位置空洞残损其交界面在雷达检测图像中波动较大,利用雷达检测方法能正确区分边缘或中心空洞残损。【结论】雷达无损检测技术是一种基于雷达回波探测目标物的检测方法,该技术应用于木材内部残损评估,可以实现内部空洞残损的快速检出,并可预估残损的存在位置及大小。

古建筑木材中应力波传播速度的影响因素

对应力波在古建筑木材中传播速度的影响因素及其影响规律进行了检测和分析,目的是找出各种因素变化与应力波扫描图像之间的关系,从而更好地判定木材内部缺陷的位置和面积。研究表明:含水率对应力波传播速度影响显著;在相同含水率下,应力波径向传播速度大于弦向,其传播方向偏离髓心越远,传播速度越小;树种和年代对应力波传播速度也有影响。

宁波保国寺大殿瓜棱柱内部构造初探

利用无损检测法对宁波保国寺大殿承重的瓜棱柱进行勘查和取样,根据阻力仪曲线的轮廓外形和走势,辅助不同的进针方向,推断瓜棱柱的内部构造,为大殿的保护和修缮提供基础数据支持。结果表明:保国寺大殿中C5,C6,D6,E3,E6,F3,F4,F5,F6为整木柱;D4,D5,E4,E5为瓜棱拼合柱;C4,D3为包镶式瓜棱柱;C3为一特定构造柱。

不同数量传感器下云杉模拟缺陷材应力波成像规律探讨

以云杉原木圆盘为对象,研究不同面积、不同轮廓形状的空洞缺陷及用不同数量传感器情况时应力波成像技术检测缺陷图像与实际缺陷的关系。结果表明:应力波成像系统可以直观显示木材内部缺陷,其检测精度与空洞等实际缺陷面积和被测木材的截面积比率、使用传感器数量及空洞等缺陷轮廓形状有关;当空洞实际面积与被测木材截面积比从1.6%上升到25.0%时,应力波成像系统显示缺陷图像面积与实际缺陷面积相对误差从22.6%下降到9.7%;成像用传感器数量在6～24个之间时,应力波成像系统均能显示空洞等缺陷的存在,但成像用传感器的数量会影响检测精度;缺陷轮廓形状对应力波成像有一定影响,缺陷面积一定时,狭长形缺陷容易被检出,近圆形缺陷检测相对误差小。

古建筑木构件现场分类及其无损检测技术

介绍了古建筑勘查中木构件的现场分类,阐述了点探测技术、线探测技术、面探测技术等无损检测技术的特点,及其在古建筑木构件勘查中的应用。

基于数学形态学的木材单板节子识别改进算法

【目的】提出一种基于数学形态学的木材单板节子识别改进算法,对木材单板表面节子进行快速识别和面积判断,旨在转化生产中由计算机智能控制自动分等代替人力分拣,提高木材单板分等效率。【方法】选取带有节子的木材单板为研究对象,以图像识别初步结果为基础,首先采集木材单板图像并进行灰度变换;然后根据灰度图像中节子和背景占据的不同灰度级范围,运用最大熵原理选择灰度阈值对图像进行分割,使节子从背景中初步分离出来;接着通过形态学运算去除各初选节子外部的干扰特征量,使节子外轮廓得以较准确显现;最后增加检出特征的外形轮廓判定,以防止板面可能存在的裂缝、污痕等其他特征量因颜色较深从背景中分离出来,被误检识别为节子。【结果】图像分割处理后节子周围存在的一些干扰特征量,通过形态学膨胀处理可切断干扰特征量和节子之间的联系,膨胀后继续进行腐蚀操作可保持节子真实大小,比较形态学开闭运算2种处理方法,形态学闭运算处理后节子更容易被识别出;检出的特征轮廓在进行椭圆拟合后辅以符合节子外形的条件限制可以提高识别精度,防止非节子被检出,其中通过计算特征轮廓点和拟合椭圆的匹配度大小可以初选是否符合节子特征,节子外形的条件限制主要用于过滤一些虽能拟合为椭圆但为长形物体比如裂隙等的影响。【结论】通过本项研究,可直观获取单板表面的节子数量和节子相对大小,其实际生产中使用硬件对接后,根据图像采集设备与待采集对象的相对位置、采集图像的分辨率等情况,结合系统判定结果可得出节子的真实大小,实现木材单板的自动分等。

基于3种图像处理方法的杨树木材表面孔隙度比较

以转基因欧洲黑杨、北抗杨、转基因741杨和107杨为研究对象,通过图像处理后的色域分析,测量了木材表面孔隙度,并与Image-Pro Plus图像分析法和直线测量法进行比较。结果表明,Image-Pro Plus图像分析法可以直观获得木材横切面上管孔大小数值,但难以测量木材表面孔隙度;直线法虽然简化了测量工作,但仍旧耗费时间;基于图像处理的色域测定法在图片导入后可以即时获取木材表面孔隙度信息。色域测定法和直线测量法结果相当,4种杨树木材表面孔隙度大小依次为转基因欧洲黑杨>北抗杨>转基因741杨>107杨,其中直线测量法结果为75.91%、72.88%、70.73%、69.98%,色域测定法结果为70.61%、68.56%、65.56%、65.26%,Image-Pro Plus图像分析法测定管孔所占比率分别为20.76%、20.92%、22.64%、26.81%。

磨削加工中的尺寸效应机理研究

从比切削能和比摩擦能的大小变化与磨削参数的关系出发,研究了磨削加工中的尺寸效应问题,结果认为:比切削能的尺寸效应是金属剪切流动应力的尺寸效应和磨粒顶端钝圆影响的综合作用结果;当磨削深度或工件进给速度减小时,平均未变形切屑厚度减小,金属材料的剪应变效应和剪应变率效应增强,而热软化效应减弱,从而金属材料的剪切流动应力增大;当未变形切屑厚度减小时,磨粒顶端钝圆的影响增大;比摩擦能的尺寸效应是由于工件和砂轮的实际接触面积与磨削深度之间存在非线性关系及工件和砂轮间的摩擦因数的速度效应造成的;当工件进给速度减小时,工件与砂轮磨损平面间的摩擦因数增大。

杨木单板树脂增强重组材的制备及性能研究

采用三聚氰胺甲醛树脂辊压浸渍杨木单板,通过高频热压定型得到树脂增强重组材,探讨不同辊压压榨率和热压压力对板材物理力学性能的影响。结果表明:利用高频介质加热进行厚板坯的成型较接触式热压可行,可缩短热压时间,提高热压效率;热压压力对杨木重组材的大部分物理力学性能影响显著,辊压压榨率对材料的静曲强度、弹性模量等影响不显著;辊压压榨率20%、热压单位压力2.0 MPa时,高频热压制备的地板用杨木重组材物理力学性能指标综合较优,该制备条件下成品材料密度为0.68 g/cm3、静曲强度50.19 MPa、弹性模量4 191.61 MPa。

基于雷达检测的木材内部孔洞面积测算与修正

【目的】开展木材内部孔洞的雷达检测研究,探讨该检测手段下孔洞成像的准度和精度,实现木材内部孔洞的雷达快速识别和定量表征。【方法】以古建筑木结构常用的马尾松Pinus massoniana木材和杉木Cunninghamia lanceolata木材为研究对象,采取人工模拟的方法在木段端部制作异型孔洞,并利用雷达扫描仪对带孔木段进行检测,比较分析直观成像技术与希尔伯特积算法、单路径数据提取合成以及成像轮廓多参数校正等处理方法之间的差异,提出基于雷达检测的木材内部孔洞面积测算与可行的修正方法。【结果】利用雷达无损检测技术可以对马尾松和杉木木材内部孔洞的存在进行快速识别,但其直观成像技术在定量评估方面误差较大,需进行相关的数据处理和修正;未经修正的雷达图像其预估孔洞面积小于实际孔洞面积,通过希尔伯特积算法演算或介电常数修正的雷达图像其预估孔洞面积与实际孔洞面积仍存在一定的误差;木材边缘与孔洞边缘的距离应按s3c=(sr-a)k1k2进行修正,即实际应用中根据树种和含水率所得到的介电常数仅为多参数校正中的一个因素;无论是否进行数据处理和修正,雷达检测难以准确识别孔洞的具体形状,应开展进一步研究。【结论】该雷达检测及修正方法应用于木材内部孔洞探测,综合树种和含水率数值,可确保孔洞面积识别误差小于30%。