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。

木结构古建筑中杉木木材常见残损的阻力仪识别和判定研究

本文以木结构古建筑常用的杉木木材为研究对象,采取人工模拟的方法制造中心空洞及边缘开裂残损,通过开展常见残损的阻力仪探测试验研究,提出了木材残损在阻力仪检测方法下的表现形式,实现了木材空洞和开裂残损的快速识别及表征。当阻力仪检测时若阻力曲线突然出现一低值区域,该区域阻力值与探针空转时检测值接近同时早晚材变化不可识别,且该低值区域主要分布于木材中心位置,可初步判定为空洞;阻力仪检测时若出现与空洞残损相似的阻力曲线形态,但其低值区域主要分布于木材边缘位置,则需进行交叉或左右偏移的补充检测,以确定为边缘开裂或者是腐朽导致的木材缺失。

古建筑木结构多发残损的特征及防控分析

以古建筑木结构的现场勘察大数据为研究对象,通过构件外部开裂、竖向变形、隐蔽处腐朽、内部腐朽、虫蛀等残损信息的统计分析,开展古建筑木结构多发残损的特征和防控研究。研究发现,构件的开裂大多并不影响结构安全,但应关注大跨度梁和枋的竖向变形及其下部是否存在断裂迹象;构件的腐朽多出现在埋墙柱和檩的隐蔽处,主要因潮湿和通风不良等环境所致;构件的虫害防治应防重于治,其害虫多来源于原木料、修缮木料或其他木质材料等。通过研究分析木结构古建筑中影响结构安全的残损特征和残损区域,并根据残损成因分析提出针对性防控措施,可更好地保护木结构古建筑。