基于微损探测的古建筑木构件常用树种识别*
2021-02-12陈勇平唐启恒郭文静
袁 霄 陈勇平,2 唐启恒,2 郭文静,2
(1.中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 100091; 2.中国林业科学研究院林业新技术研究所 北京 100091)
木材树种识别是古建筑木构件无损检测和安全评估的重要内容(姜笑梅等, 2010; 李鑫, 2017),因为树种不同,材料的物理力学性能不同,其健康评价的基准也不同,若不明确树种信息可能产生一定误判; 同时,木材树种识别也是木结构古建筑维修和保护的基础性工作,通过树种识别获取木材名称和材质参数,可为制定木结构古建筑保护方案及更换木构件提供选材依据,且树种识别结果也可作为档案信息或为科学研究服务(晋宏逵等, 2007; 曹静等, 2019; 李世民等, 2019)。

1 材料与方法
1.1 试样制备
选取落叶松(Larixsp.)、杉木(Cunninghamiasp.)、硬木松(Pinussp.)、软木松(Pinussp.)、杨木(Populussp.)5种木结构古建筑常用木材树种以及栎木(Quercussp.)、核桃木(Juglanssp.)、水曲柳(Fraxinussp.)3种补充木材树种为研究对象。将以上树种木材加工成100 cm×50 cm×50 cm试样,每树种试样8块,以落叶松为例编号依次为落叶松-No1~落叶松-No8; 采集以上树种且不同批的验证木材,同样加工成100 cm×50 cm×50 cm试样,每树种试样2块,以落叶松为例编号为落叶松-Y1、落叶松-Y2,试样制备示意如图1。选用木材均为气干材,为与实际应用接轨,试样含水率使用便携式含水率测定仪进行检测,落叶松、杉木、硬木松、软木松、杨木、栎木、核桃木和水曲柳试样含水率均在8%~12%之间。

图1 试样制备Fig. 1 Sample preparation
1.2 数据采集
利用Resistograph 4452-P阻抗仪检测试样,检测时微型探针沿木材年轮法线从边材往心材方向探测,获取相应的微损检测曲线。根据现场实际检测情况,为排除一些干扰因素,检测曲线前后各去除5 cm,即检测曲线有效分析范围为探测深度的5~45 cm区间,如图2。……
