古建筑落叶松木构件自然老化材性变化

为探究古建筑木构件自然老化材性变化,以距今约350 a的一段古建筑华北落叶松木构件及与其具有相似年轮宽度的落叶松新材为研究对象,加工标准力学试件,测定试件的材性参数(颜色、全干密度、力学性能参数)及无损检测参数(微钻阻力值、超声波波速),对比分析自然老化木材试件的无损检测参数与材性参数的变化及分布规律,并基于所测得的新旧材两类试件的材性及无损检测参数建立落叶松木材物理力学性能参数的多元回归模型;研究结果表明:所测老化木材试件物理力学参数及无损检测参数均衰减明显,且颜色具有极显著差别;自然老化木材试件各参数变异系数均高于新材试件,但两者均符合正态分布,建立的落叶松木构件物理力学性能参数的评估模型具有较高评估性能。

林龄和造林密度对塞罕坝华北落叶松纸浆林材性影响效应

【目的】探究林龄和造林密度对华北落叶松纸浆林材性的影响,为塞罕坝地区定向培育华北落叶松纸浆人工林提供理论和实践依据。【方法】以3种林龄(15、20、25 a)、3种造林密度(低密度2500株·hm^(-2)、中密度3300株·hm^(-2)、高密度4400株·hm^(-2))的华北落叶松人工林为研究对象,采用双因素完全随机区组法研究造林密度对于林木材性的影响。【结果】1)木材基本密度仅在高密度水平下20 a(0.439 g·cm^(-3))和25 a(0.387 g·cm^(-3))林分间差异显著(P<0.05),而不同林龄水平下造林密度对其无显著影响。2)晚材率在高密度时,随着林龄的增加先显著增大后显著减小(P<0.05),与木材基本密度的变化规律相似;15 a时,低密度(19%)林分显著小于其他两个林分(P<0.05)。3)年轮宽度在15和20 a时,随着造林密度的增大显著减小,且峰值及其出现峰值的轮龄逐渐变小;而在25 a不同造林密度间无明显差异,且峰值(5.9、6.1、6.2 mm)及其出现的轮龄(7、6、8 a)都相近,认为林分可能由25 a进入生长稳定期。4)年轮宽度在不同密度水平下,随着林龄的增长,林木形成层分蘖活动逐渐减弱,细胞间间隙变小,木材材质更加致密,不断变小。5)当林龄和造林密度较小时,林木生长速度较快,纤维细胞在横向和纵向方向上迅速且均匀生长、细胞壁较厚,纤维长宽比小、壁腔比大;待林龄和林分密度逐渐增大,纤维细胞横向生长减缓、细胞壁逐渐变薄,纤维长宽比增大(56.40~77.15)、壁腔比变小(0.48~0.25)、综纤维素含量不断减小(73.18%~53.09%),说明此时纤维细胞已经充分伸长。6)酸不溶木素含量在各林分间浮动范围不大(20.98%~29.74%),随着林龄的增长略有增高。1%NaOH抽出物、苯醇抽出物和灰分含量在林龄和造林密度水平上都无明显一致的变化规律。7)单位公顷纸浆产量在各林龄水平下仅在15 a不同造林密度间差异显著,且随着造林密度的增加都呈现出上升的趋势,所有林分中含量最高的为15 a高密度林分(68.47 t·hm^(-2))。低、中密度水平下的林分,林龄越大单位公顷纸浆产量显著增大,而高密度林分在不同林龄间差异不显著。【结论】根据主成分分析法和综合排名初步认为,15 a林分的2500株·hm^(-2)材性最好,可作为塞罕坝地区纸浆材定向培育的选择方向。

转BtCry1Ac基因对107杨材性的非预期影响

为了探究外源BtCry1Ac基因对107杨材性性状产生的非预期影响,以转BtCry1Ac基因107杨2个株系(ECA1和ECA2)和野生型株系(WT)为材料,对其木材化学组分、物理和力学性质及纤维形态指标进行了定量测定。结果显示:BtCry1Ac基因的转入使107杨木材材性发生了非预期变化,具体表现为ECA1和ECA2的纤维素、灰分、苯醇抽出物及1%NaOH抽出物组分含量均显著低于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的气干干缩性、全干干缩性显著低于WT(P<0.05),且ECA1和ECA2的气干密度、全干密度显著高于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的冲击韧性、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度均显著高于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的纤维长度显著低于WT(P<0.05)。总体表现为转基因株系的木材有着更小的干缩性,更高的密度和强度,其材性发生了非预期性改变,研究结果为转基因杨树的推广与应用提供了参考。

带初始材性缺陷梁加固后力学模型研究

既有混凝土结构难免存在带有初始材性缺陷的RC构件,其加固可行性及力学行为与正常混凝土构件不同,当前缺乏针对性研究成果。为此,采用玄武岩纤维(BFRP)布加固了2根混凝土材性不符合设计要求的RC梁,另有1根未加固梁作为对比梁,共计测试了3根梁。通过试验加载观察缺陷梁在加固前后的受力特征、破坏模式和极限抗弯承载力,分析相应的力学模型,最后根据极限状态下的破坏模式,采用“系杆-拱”模型推导出缺陷梁加固后极限承载力计算公式。结果表明:随着外荷载和破坏程度的增加,加固梁由正截面抗弯模型进化到“梳状拱”受力模型,再变为极限状态下的“系杆-拱”模型;梁底BFRP布加固结合梁端U型锚固措施可以有效提高缺陷梁的抗弯刚度、屈服荷载和极限承载力;提出的承载力计算公式计算值和试验值吻合良好且适中保守。

明桥面重组竹轨枕材性试验与受力性能研究

重组竹轨枕是一种以高强竹纤维束、基体组织和树脂胶体为主要成分,通过将竹纤维束干燥改性、施胶、组坯成型后热压而成的新型生物质轨枕。为探究重组竹轨枕在明桥面上替换普通轨枕材料的适用性与可行性,本文结合试验结果对比重组竹与常规轨枕材料力学指标,通过Abaqus软件对由5根重组竹轨枕组成的宏观轨排模型进行受力分析,研究截面尺寸与轨枕间距变化对轨道结构关键受力指标的影响。结果表明:重组竹材料强度指标均远优于木枕材料,具有较高的强重比,弹性模量介于木轨枕与混凝土轨枕之间;在满足明桥面使用要求的前提下,重组竹轨枕的应力储备有较大富余,截面尺寸可调整空间大。综合考虑轨枕承载力要求、施工安装空间等因素,推荐重组竹轨枕宽度取200~280 mm,厚度取200~260 mm,轨枕间距优选0.6 m,长度符合构造要求即可。

依据生长和材性性状的灰楸无性系选择

为解析灰楸无性系生长和材性的遗传变异规律及其遗传和表型的相关关系,提高灰楸综合遗传改良效率,在甘肃省小陇山林科所灰楸种质资源库,以200个13年生灰楸无性系为材料,测量了树高、胸径、冠幅、活枝下高,并用Pilodyn和活立木力学性质测定仪测定了P值和波速,计算了材积和弹性模量。基于生长性状和材质性状主成分分析和布雷金多性状综合评定法,进行优良无性系选择。结果显示:除活枝下高和冠幅外,其余3个生长性状(树高、胸径、材积)和材质性状无性系间具有显著差异(P<0.05),其表型性状变异系数的变幅在6.2%~51.9%,无性系间存在着丰富的遗传变异,无性系水平选择潜力巨大。不同无性系生长和材质性状的重复力>0.6,其中高、胸径、材积、波速和弹性模量的重复力>0.8,属于高重复力。且不同性状间具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关关系。根据主成分分析法和布雷金多性状综合评定法筛选出生长和材质性状均优良的灰07072、灰07080、灰07091等15个无性系,入选无性系树高、胸径、冠幅、枝下高、材积,波速、Pilodyn值和弹性模量的增益分别在18.95%、28.21%、1.45%、32.13%、74.14%、4.81%、0.72%和8.24%以上。入选无性系既满足了市场对灰楸优良无性系的部分需求,也为灰楸进一步遗传改良提供基础材料和数据支撑。

秦黑杨新品种木材纤维形态及其材性研究

通过方差分析和多重比较,对产于西北农林科技大学渭河试验站9年生的秦黑杨1号、秦黑杨2号、陕林3号的纤维形态及材性进行研究。秦黑杨1号、秦黑杨2号、陕林3号杨木的纤维长度分别为1317.18、1201.32、1317.72μm;木纤维长宽比分别为49.08、45.29、47.30;气干密度分别为0.551、0.502、0.623 g/cm^(3);体积干缩系数分别为0.541%、0.472%、0.513%;顺纹抗压强度分别为46.258、42.582、53.310 MPa;抗弯强度分别为87.558、85.000、105.336 MPa;抗弯弹性模量分别为10441.514、10830.987、13523.756 MPa。结果表明,木纤维长度秦黑杨1号和陕林3号相近,大于秦黑杨2号;木纤维长宽比秦黑杨1号大于陕林3号,秦黑杨2号最小;2种秦黑杨新品种的气干密度与材性均小于陕林3号,干缩系数秦黑杨1号最大,陕林3号次之,秦黑杨2号最小。为探讨秦黑杨木材的用途,综合分析秦黑杨纤维形态及材性指标,3种杨木均可作为造纸和纤维工业用材,且秦黑杨1号综合性能要优于陕林3号和秦黑杨2号;作为结构用木材,陕林3号性能优于秦黑杨1号和秦黑杨2号新品种。

小陇山国家级自然保护区灰楸无性系生长与材性性状的遗传变异规律研究

为提升灰楸良种培养效率和造林质量,在小陇山国家级自然保护区选取245份不同种质的灰楸进行对比试验研究,并使用Pilodyn探测器和活立木力学性质测定仪对灰楸的生长性状(树高、胸径、冠幅、活枝下高等)进行检测,进而计算对比试验林的材积和弹性模量,最后使用布雷金多性状综合评定法,选择优良无灰楸性系。研究结果表明:各无性系的树高、胸径、材积等主要生长性状指标之间的差异均达极显著水平,各指标的表型变化率为6.2%~51.9%,表现出较强的遗传多样性;各无性系的生长特性与材料特性的重复性均>0.6,树高、胸径、材积、波速与弹性模数均为高重复性,各指标之间的相关性达显著水平或极显著水平。以主成分分析法和布雷金多性状综合评定法为基础,筛选出在生长和材性性状都优异的15个无性系灰楸。

杨树木材性状遗传学研究进展

概述了国内外杨树人工林材质性状的遗传学研究现状 ,及杨树材性遗传改良中存在的问题 ,并展望了如何利用材质性状的遗传变异规律进行杨树材性遗传改良的前景。

山杨材性群体变异趋势及个体遗传差异的研究

在山杨主要分布区随机抽取６个天然群体，每群体随机抽样１５株采集木芯，分析结果表明：群体间及个体间的木材密度和纤维长度差异都极显著。群体平均密度０．４３２ｌｇ／ｃｍ３，极差０．０６６２ｇ／ｃｍ３；平均纤维长度１．０７７５ｍｍ，极差０．２６５０ｍｍ。东北、华北群体的密度呈梯度变异，纤维长度的梯度变异不明显。木材密度群体重复率０．５４１，个体重复率０．４７１；纤维长度重复率分别是０．４７１与０．４１２。不同群体、不同年轮组的密度与纤维长度的个体重复率有所不同。密度、纤维长度等与生长性状呈微弱遗传相关，可以进行材性与生长的同步遗传改良。

不同生长培育条件下人工林杨树木材性质的综合评价

以生长在3种长江滩地类型(江滩、洲滩、湖滩),3种栽植密度(3 m×4 m、4 m×5 m、5 m×6 m)下的3个品系速生人工林杨树木材[欧美杨无性系72杨(Populus×euram ericacv.I-72/58)、美洲黑杨无性系63杨(P.deltoidescv.I-63/51)和69杨(P.deltoidescv.I-69/55),以下简称72杨、63杨和69杨]为对象,在分析不同培育措施条件下人工林杨树木材材性的基础上,根据最终用途对杨树材性的要求进行评价,从而提出适宜于不同最终用途的最佳培育措施。结果表明,长江滩地杨树用于作建筑类材时,63杨和69杨为相对适用于作建筑类材的品系,3m×4 m是培育建筑类材的最佳栽植密度;对于纸浆材来讲,洲滩上宜选择63杨,江滩和湖滩上宜选择69杨在4 m×5 m栽植密度下培育;对于单板类人造板材来讲,宜选择72杨和69杨以3 m×4 m栽植密度来培育。

季节性淹水对长江滩地69杨木材材性及其变异的影响

以安徽新洲滩地上生长的６９杨为材料，研究季节性淹水对６９杨木材材性及其变异的影响，结果表明，与未淹水相比，长江滩地季节性淹水对６９杨纤维形态特征影响不大，０．０５水平下方差分析检验不显著；对木材微纤丝角，木材密度，木材干缩率和力学性质影响较大，０．０５水平下方差分析检验显著，其中，微纤丝角、基本密度、抗弯弹性模量、抗弯强度和气干体积缩率分别增加了１５．６％、５．９％、１５．７％、１７．２％和２８．５％；而主要解剖特征的径向变异模式基本不受影响。

材性快速评估技术在刨花楠活立木木材密度和弹性模量预测中的应用

为实现刨花楠(Machilus pauhiol)活立木木材密度和弹性模量的早期预测,以17 a生刨花楠人工林为研究对象,采用木材性质快速测定仪(Silvi Scan)以及Pilodyn和微秒计等检测仪器,研究不同测定指标间的相关关系,并建立活立木木材密度和弹性模量的快速评估模型。结果表明,木材密度(ρ)与Pilodyn测定值(P_r)呈极显著负相关(R=-0.830,P<0.001),其线性回归方程为ρ=855.082-20.404P_r(R^2=0.685),说明P_r能对ρ进行很好的预测。弹性模量实测值(E)、弹性模量计算值(E_((v)2_(+ρ)))和弹性模量相对值(E_((v)2_(+Pr)))之间均呈极显著正相关关系,相关系数均达0.800以上,其线性回归方程分别为E=3.440+1.134E_((v)2_(+ρ))(R^2=0.810)、E=4.717+0.710E_((v)2_(+Pr))(R^2=0.713)和E_((v)2_(+ρ))=1.112+0.628E_((v)2_(+Pr))(R^2=0.887)。因此,E_((v)2_(+ρ))和E_((v)2_(+Pr))均可代替E进行评估与选育,但在实际工作中,用P_r代替ρ计算E_((v)2+_(Pr))并进行直接分析,可极大减少工作量。

杉木无性系生长和材性变异及多性状指数选择

对19年生和17年生2块杉木无性系测定林开展生长和材性变异及多性状指数选择研究,其中,19年生测定林包括38个参试无性系,17年生测定林包括102个参试无性系。2块测定林数据分析结果均显示:无性系树高、胸径、单株材积、心材率和木材基本密度存在极显著的遗传差异,无性系重复力达中等偏上至较高水平,遗传变异系数各性状间差异较大;树高、胸径、材积生长性状间存在极显著的表型和遗传相关,与基本密度存在弱负相关。不同选择方法的结果表明,指数选择能整体提高单株材积、心材率和木材基本密度综合的遗传增益,达到比单性状选择更好的选择效果,是多性状改良较理想的选择方法。

不同造林密度对尾叶桉生长、产量及材性影响的研究

在桂中象州县，采用随机区组试验设计研究不同造林密度（８３３ 、１１１１ 、１２５０ 、１４２９ 、１６６６ 、２０００ 、２５００ 株／ｈｍ２） 对６ａ 生尾叶桉（ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｕｒｏｐｈｙｌｌａ） 生长、产量及木材材性的影响。经过一个轮伐期的定位观测，探讨种群密度与胸径、树高、立木单株材积、林分蓄积量、木材气干密度、木材纤维形态、冠幅、枝下高、林分保存率等的作用规律和相关模型。结果表明：密度对胸径、立木单株材积、冠幅及枝下高的影响达极显著水平；对蓄积量、木材纤维宽度、导管分子长度的影响达显著水平；对树高、木材气干密度、木纤维长度虽有一定的影响，但不显著。根据试验结果提出尾叶桉人工林的合理密度范围在１２５０ ～２５００ 株／ｈｍ２ 之间，短周期工业用材林的最佳密度为２０００ 株／ｈｍ２ ，主伐年龄为５ ～７ａ 。

不同湿地松种源木材材性遗传变异的研究

本文对浙江省长乐林场的湿地松 (Pinuselliottii) 18个种源的木材性质进行测定与分析。结果表明 ,种源间木材气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度差异极显著 ;管胞长度与宽度、冲击韧性差异显著 ,而管胞壁厚及胞壁率差异不显著 ;种源内木材气干密度、力学强度及胞壁率差异不显著 ,管胞长、宽和壁厚的差异均显著且高于种源间的差异。实验结果表明在种源水平上 ,进行木材气干密度、力学强度和管胞形态的种源选择 ,可取得良好的效果 ;种源内个体管胞形态 (管胞长、宽和壁厚 )变异大于种源间的差异 ,表明湿地松种源材质改良如在种源选择基础上进行个体改良会取得更好的增益。 18个种源木材管胞长度及宽度、管胞壁厚、胞壁率的广义遗传力分别为 :0 36 15、0 5 993、0 74 73、0 16 98;木材气干密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度与冲击韧性的广义遗传力分别为 :0 4 14 2、0 2 6 4 6、0 10 82、0 2 977和 0 12 4 6 ;种源树高及胸径的广义遗传力为 :0 4 0 5 7和 0 4 74 7;说明湿地松种源木材管胞性状、木材气干密度及树木生长性状 (胞壁率除外 )受中度或弱度遗传控制 ,通过一定强度的选择 ,能获得较高的遗传增益。本研究还从树木生长性状与管胞形态、力学强度方面对

Ⅰ-69杨湿心材发生、分布及材性的研究

在湖北省嘉鱼县潘家湾,不同生长条件和不同方式种植的I-69杨活立木及原木都有不同程度的湿心材存在。湿心材的比例与土壤水分含量有关,与种植方式和树木生长速度无关。湿心材的存在和变色由细菌活动引起,已分离和鉴定出5种病原菌(Erwinia carotovora Subsp.carotovora,E.rhapontioi (Millard)Burkhold,E.chrysanthemi Burkholder,Bacilluscereus Frankland,B.sphaericus Neide)。电镜观察和材性分析表明,正常材中细菌很少,纹孔膜保存完好,而湿心材的导管-射线间纹孔和管间纹孔膜几乎都被破坏。与正常材相比,湿心材的pH和酸缓冲容量高,抽提物和灰分含量较高,综纤维素和α-纤维素含量略低。湿心材的密度、干缩系数及力学性质都比正常材低,差异极显著。建议进一步研究如何防止细菌的侵入和活动,阻止湿心材和变色材的发生。

人工林马尾松木材性质的变异

本文研究了广西人工林马尾松木材性质的变异及幼龄材与成熟材的差异。结果表明 ,幼龄材与成熟材的分界年龄在 14 16a ,解剖性质在径向上的变异规律为 :射线比量、树脂道比量、胞壁率、胞腔直径、胞壁厚、管胞长度、管胞宽度和晚材壁腔比是自髓心向外呈递增趋势 ,管胞比量和晚材率为递减趋势 ,早材壁腔比和早材腔径比则近似于一条直线。方差分析结果表明 :树脂道比量、胞壁率、胞壁厚、管胞长度和管胞宽度 ,幼龄材与成熟材差异达显著或极显著水平。 5项木材物理力学性质均为成熟材高于幼龄材 ,且均达差异显著水平。木材性质间的相关分析表明 :木材基本密度与管胞长度、管胞宽度、射线比量、树脂道比量、胞壁率呈显著的正相关关系 ,木材气干密度与抗弯强度、抗弯弹性模量。

山杜英种源苗期性状和木材材性遗传变异的研究

首次对15个山杜英种源的苗期性状进行分析,并对采种母树的木材材性进行测定,结果表明:种源间的苗高、地径、生物量以及木材基本密度差异达极显著水平,这些差异主要与遗传因素的制约有关。并初步筛选出龙南、全南、信丰、遂川等几个表现较好的种源,为今后山杜英的进一步育种研究提供了初步的理论依据。

不同种类泡桐的基本材性

为选择适宜作装饰墙壁板的泡桐种类,对7种泡桐试材的密度、硬度、抗劈裂强度进行测定分析。结果表明:白花泡桐材性最优,其密度、硬度、抗劈裂强度分别达0.2845 g/cm3、1 614.35 N、13.71 N/mm;楸叶泡桐次之,其3种材性指标较白花泡桐分别低0.81%、5.30%、12.44%;毛泡桐、兰考泡桐和毛白33居中;豫林1号最低,其密度、硬度、抗劈裂强度分别较白花泡桐低14.62%、18.52%、38.09%。综合3种材性指标的分析结果,白花泡桐和楸叶泡桐是泡桐墙壁板加工的最适宜桐种。