摘 要：該文以故宮武英殿維修時(shí)替換下來(lái)的局部腐朽的5根軟木松（Pinus sp）舊木構(gòu)件加工的118個(gè)試件為材料，用目測(cè)法將試件劃分為未腐朽及4個(gè)腐朽等級(jí)，共5個(gè)等級(jí)，測(cè)定了試件的氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度，并對(duì)抗彎強(qiáng)度試件進(jìn)行了阻力儀檢測(cè)。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析了阻力儀檢測(cè)值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系，建立了阻力儀檢測(cè)值與木材物理力學(xué)性質(zhì)間的線性回歸分析模型，目的是探討應(yīng)用阻力儀檢測(cè)方法定量地評(píng)估古建筑木材材質(zhì)狀況的方法和途徑。結(jié)果表明，隨著腐朽程度的加深，木材密度、抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度及阻力儀檢測(cè)值均顯著降低，5個(gè)腐朽等級(jí)間差異顯著。 木材達(dá)到“3”級(jí)腐朽時(shí)，這4項(xiàng)指標(biāo)分別降低為未腐朽材的80％、13％、57％和76％。阻力儀檢測(cè)值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度之間均在0.01水平表現(xiàn)為極顯著的線性相關(guān)關(guān)系，其中與密度的相關(guān)關(guān)系最大。
關(guān)鍵詞：古建筑，軟木松，木材腐朽，物理力學(xué)性質(zhì)，阻力儀，定量分析
關(guān)鍵詞：古建筑，軟木松，木材腐朽，物理力學(xué)性質(zhì)，阻力儀，定量分析
The quantitative analysis on the detected results by Resistograph on wood decayof ancient architecture of old Pinus sp.
Huang Rong-feng Wang Zhuo Li Hua Wang Xiao-huan Wu Yan-mei
Huang Rong-feng Wang Zhuo Li Hua Wang Xiao-huan Wu Yan-mei
Abstract: Five replaced partially-rotted timber frame from Hall of Military Prowess, the Palace Museum, were collected to measure air-dried density, bending strength and compressive strength parallel to grain. Samples for measuring bending strength were detected by Resistograph for normal wood and rotted wood of Pinus sp. in five levels by eyeballing. The relations between resistance values and air-dried density, bending strength and compressive strength parallel to grain were analyzed. The regression models were established for different rotted levels with 118-group samples. The results showed that wood density, bending strength, compressive strength parallel to grain and resistance values decreased evidently with the increase of decay degree and there existed significant differences in four decay levels. The remaining value percentage of four indexes at the third decay level were 80%, 13%, 57% and 76% respectively. Significant linear correlation existed between resistance values and the other three indexes at 0.01 level, and the correlation coefficient (r) presented the biggest value between resistance values and density.
Key words: ancient architecture, Pinus sp., wood decay, physico-mechanical properties, Resistograph, quantitative analysis
Key words: ancient architecture, Pinus sp., wood decay, physico-mechanical properties, Resistograph, quantitative analysis
我國(guó)古建筑是以木結(jié)構(gòu)為主的建筑體系，其主要承重構(gòu)件柱、梁、檁、枋、椽等使用的都是木材。木材是生物材料，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，容易受到菌、蟲等生物性危害，引起木材腐朽和蟲蛀，使木結(jié)構(gòu)的安全性受到威脅。很多情況下木材腐朽從木材內(nèi)部開始，但由于古建筑木結(jié)構(gòu)不能輕易被拆解，因而必須采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)木材內(nèi)部的材質(zhì)狀況進(jìn)行勘測(cè)。目前世界各國(guó)開發(fā)的無(wú)損檢測(cè)或微損檢測(cè)方法很多，如超聲波、應(yīng)力波、X-射線、γ射線、皮羅釘（Pilodyn）、阻力儀(Resistograph)檢測(cè)等，其中超聲波、應(yīng)力波和阻力儀檢測(cè)是比較常用的方法[1-5]。
阻力儀是德國(guó)Rinntech公司開發(fā)的一種木材內(nèi)部材質(zhì)檢測(cè)儀器，檢測(cè)時(shí)需要將一根直徑1.5mm的探針刺入木材內(nèi)部，屬類無(wú)損檢測(cè)，是目前歐洲、美國(guó)、日本和我國(guó)臺(tái)灣木結(jié)構(gòu)材質(zhì)狀況勘查的常用設(shè)備之一[5-9]。該儀器是在檢測(cè)時(shí)記錄木材刺入過(guò)程中所受到的阻力，其大小隨各樹種密度的不同而變化。根據(jù)檢測(cè)得到的阻力曲線，只能定性地判斷木材內(nèi)部的腐朽狀況，而不能定量地評(píng)價(jià)由腐朽引起的木材物理力學(xué)性質(zhì)衰減程度。
本研究利用故宮維修時(shí)替換下來(lái)的局部腐朽的舊木構(gòu)件，按照腐朽等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將試件目視分等后，對(duì)其進(jìn)行氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度測(cè)定，并對(duì)抗彎試件進(jìn)行阻力儀檢測(cè)，目的是找出檢測(cè)值與物理力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)阻力儀檢測(cè)結(jié)果的定量分析，為木結(jié)構(gòu)材質(zhì)狀況的定量評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)試材取自故宮武英殿前殿維修時(shí)拆卸下來(lái)的單雙步梁瓜柱局部腐朽的舊木構(gòu)件，木材樹種鑒定結(jié)果為軟木松（Pinus sp.）。試材概況見表1。武英殿始建于明朝永樂(lè)年間，距今已有600多年的歷史。清同治八年（公元1869年），武英殿被火焚，燒毀正殿、后殿、殿門、東配殿和浴德堂等建筑共37間，同年重建[10]。光緒二十六年（公元1900年），武英殿前殿、后殿再次被焚[11]。由此推測(cè)本研究使用的材料是1869年或1900年修建時(shí)所用的木材，距今約100~130年。
阻力儀是德國(guó)Rinntech公司開發(fā)的一種木材內(nèi)部材質(zhì)檢測(cè)儀器，檢測(cè)時(shí)需要將一根直徑1.5mm的探針刺入木材內(nèi)部，屬類無(wú)損檢測(cè)，是目前歐洲、美國(guó)、日本和我國(guó)臺(tái)灣木結(jié)構(gòu)材質(zhì)狀況勘查的常用設(shè)備之一[5-9]。該儀器是在檢測(cè)時(shí)記錄木材刺入過(guò)程中所受到的阻力，其大小隨各樹種密度的不同而變化。根據(jù)檢測(cè)得到的阻力曲線，只能定性地判斷木材內(nèi)部的腐朽狀況，而不能定量地評(píng)價(jià)由腐朽引起的木材物理力學(xué)性質(zhì)衰減程度。
本研究利用故宮維修時(shí)替換下來(lái)的局部腐朽的舊木構(gòu)件，按照腐朽等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將試件目視分等后，對(duì)其進(jìn)行氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度測(cè)定，并對(duì)抗彎試件進(jìn)行阻力儀檢測(cè)，目的是找出檢測(cè)值與物理力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)阻力儀檢測(cè)結(jié)果的定量分析，為木結(jié)構(gòu)材質(zhì)狀況的定量評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)試材取自故宮武英殿前殿維修時(shí)拆卸下來(lái)的單雙步梁瓜柱局部腐朽的舊木構(gòu)件，木材樹種鑒定結(jié)果為軟木松（Pinus sp.）。試材概況見表1。武英殿始建于明朝永樂(lè)年間，距今已有600多年的歷史。清同治八年（公元1869年），武英殿被火焚，燒毀正殿、后殿、殿門、東配殿和浴德堂等建筑共37間，同年重建[10]。光緒二十六年（公元1900年），武英殿前殿、后殿再次被焚[11]。由此推測(cè)本研究使用的材料是1869年或1900年修建時(shí)所用的木材，距今約100~130年。
1.2 試材取樣和試驗(yàn)方法
對(duì)采集的各個(gè)舊木構(gòu)件試材，按照國(guó)標(biāo)GB1929-91《木材物理力學(xué)試材鋸解及試樣截取方法》[12]分別在健康部分和不同腐朽程度的各個(gè)部分截取物理力學(xué)檢測(cè)用樣本，包括氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度檢測(cè)樣本，共118組。不同腐朽程度的木材依據(jù)木材耐腐朽分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13942.2－92）[13]劃分為5個(gè)等級(jí)，見表2。“0”表示未腐朽材，“1”、“2”、“3”、“4”分別表示4個(gè)腐朽等級(jí)。
1.3 阻力儀檢測(cè)原理
木材阻力儀主要包括探針及其保護(hù)裝置、微機(jī)系統(tǒng)和蓄電池幾個(gè)部分。木材阻力儀檢測(cè)的原理是在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，將一根直徑1.5mm的探針，以均勻速度刺入木材內(nèi)部，通過(guò)微機(jī)系統(tǒng)把探針刺入過(guò)程中受到的阻力數(shù)據(jù)記入存儲(chǔ)卡，同時(shí)打印輸出檢測(cè)圖譜。圖譜的橫坐標(biāo)與探針刺入的深度等距離，且在圖譜中木材內(nèi)部的密度分布、早晚材密度的變化及木材內(nèi)部因腐朽引起的密度變化均可以直觀地表現(xiàn)出來(lái)，如圖1所示。試驗(yàn)用阻力儀型號(hào)為Resistograph?3450-P/S，探針長(zhǎng)度為45cm。
1.4 阻力儀試驗(yàn)和分析方法
由于每個(gè)樣本的物理力學(xué)性質(zhì)檢測(cè)用密度試件、抗彎強(qiáng)度試件和順紋抗壓強(qiáng)度試件從同一根木條上截取，而且截取時(shí)盡可能保證3個(gè)試件的腐朽程度相同，所以只對(duì)做完抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)的試件進(jìn)行了阻力儀檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)探針沿徑向穿過(guò)試樣，并要求刺入的位置盡量與其腐朽等級(jí)相吻合。應(yīng)用阻力儀圖像處理軟件（DECOM-Professional）將儀器存儲(chǔ)信息導(dǎo)出，轉(zhuǎn)化為包含數(shù)據(jù)信息的EXCEL文件形式，根據(jù)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)畫出阻力變化圖（見圖1），并分析不同腐朽等級(jí)樣本的阻力儀檢測(cè)值的變化。
對(duì)采集的各個(gè)舊木構(gòu)件試材，按照國(guó)標(biāo)GB1929-91《木材物理力學(xué)試材鋸解及試樣截取方法》[12]分別在健康部分和不同腐朽程度的各個(gè)部分截取物理力學(xué)檢測(cè)用樣本，包括氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度檢測(cè)樣本，共118組。不同腐朽程度的木材依據(jù)木材耐腐朽分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T13942.2－92）[13]劃分為5個(gè)等級(jí)，見表2。“0”表示未腐朽材，“1”、“2”、“3”、“4”分別表示4個(gè)腐朽等級(jí)。
1.3 阻力儀檢測(cè)原理
木材阻力儀主要包括探針及其保護(hù)裝置、微機(jī)系統(tǒng)和蓄電池幾個(gè)部分。木材阻力儀檢測(cè)的原理是在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，將一根直徑1.5mm的探針，以均勻速度刺入木材內(nèi)部，通過(guò)微機(jī)系統(tǒng)把探針刺入過(guò)程中受到的阻力數(shù)據(jù)記入存儲(chǔ)卡，同時(shí)打印輸出檢測(cè)圖譜。圖譜的橫坐標(biāo)與探針刺入的深度等距離，且在圖譜中木材內(nèi)部的密度分布、早晚材密度的變化及木材內(nèi)部因腐朽引起的密度變化均可以直觀地表現(xiàn)出來(lái)，如圖1所示。試驗(yàn)用阻力儀型號(hào)為Resistograph?3450-P/S，探針長(zhǎng)度為45cm。
1.4 阻力儀試驗(yàn)和分析方法
由于每個(gè)樣本的物理力學(xué)性質(zhì)檢測(cè)用密度試件、抗彎強(qiáng)度試件和順紋抗壓強(qiáng)度試件從同一根木條上截取，而且截取時(shí)盡可能保證3個(gè)試件的腐朽程度相同，所以只對(duì)做完抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)的試件進(jìn)行了阻力儀檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)探針沿徑向穿過(guò)試樣，并要求刺入的位置盡量與其腐朽等級(jí)相吻合。應(yīng)用阻力儀圖像處理軟件（DECOM-Professional）將儀器存儲(chǔ)信息導(dǎo)出，轉(zhuǎn)化為包含數(shù)據(jù)信息的EXCEL文件形式，根據(jù)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)畫出阻力變化圖（見圖1），并分析不同腐朽等級(jí)樣本的阻力儀檢測(cè)值的變化。
1.5 數(shù)據(jù)處理和分析
軟木松是早晚材漸變樹種，從圖1可以看出，在同一個(gè)年輪內(nèi)從早材到晚材阻力值變化很顯著。同時(shí)由于每個(gè)抗彎強(qiáng)度試件徑向長(zhǎng)度為2cm，包含了數(shù)個(gè)年輪，在每個(gè)年輪中都有一個(gè)波峰和一個(gè)波谷，而且阻力儀檢測(cè)精度很高，每1mm測(cè)量100個(gè)數(shù)值。因此，為了消除早晚材密度差異對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，同時(shí)避免阻力儀檢測(cè)時(shí)因遇到局部微量樹脂聚集出現(xiàn)峰值，或因微小腐朽出現(xiàn)的波谷值帶來(lái)的樣本測(cè)量誤差，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，將每個(gè)樣本檢測(cè)結(jié)果的最大值和最小值區(qū)間平均分為三等分，分別稱為波峰區(qū)、平均值區(qū)和波谷區(qū)。分別計(jì)算出波峰區(qū)平均值、波谷區(qū)平均值和樣本的平均值，這樣可以減小最大值和最小值出現(xiàn)頻率很低時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
以未腐朽木材的氣干密度、抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度及檢測(cè)值為基準(zhǔn)，計(jì)算各個(gè)腐朽等級(jí)木材的密度及抗彎、抗壓強(qiáng)度的殘存率。
采用相關(guān)分析法分析阻力儀檢測(cè)值的平均值、波峰平均值和波谷平均值與各項(xiàng)木材物理力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。
2 結(jié)果與討論
2.1 不同腐朽等級(jí)木材的物理力學(xué)性質(zhì)變化
不同腐朽等級(jí)木材的物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定結(jié)果如表3所示。由于“4”級(jí)腐朽木材無(wú)法加工成試樣，所以無(wú)“4”級(jí)腐朽木材的物理力學(xué)性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果。舊木材中未腐朽部分（“0”級(jí)）的平均密度為0.439 g?cm-3，抗彎強(qiáng)度為61.04MPa，抗壓強(qiáng)度為32.39MPa，與新鮮健康的紅松木材很接近。
隨著木材腐朽程度的加深，木材密度、抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度都明顯降低，其中抗彎強(qiáng)度的降低最為顯著，“1”級(jí)腐朽時(shí)抗彎強(qiáng)度降低到41.44MPa，到“3”級(jí)腐朽時(shí)，抗彎強(qiáng)度僅為7.71MPa，此時(shí)木材的抗彎強(qiáng)度僅為未腐朽木材的13％（見圖2）。隨著腐朽程度的加深，順紋抗壓強(qiáng)度和氣干密度降低也很顯著，達(dá)到“3”級(jí)腐朽時(shí)，順紋抗壓強(qiáng)度降低到18.41MPa，約為未腐朽材的57％；氣干密度降低到0.353 g?cm-3，約為未腐朽材的80％。
2.2 不同腐朽等級(jí)木材的阻力儀檢測(cè)值變化
阻力儀檢測(cè)值表示為Resi，變化范圍在0~500之間。由于阻力儀檢測(cè)值因樹種及木材含水率的不同差異很大，因此阻力儀在出廠時(shí)，并沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行定量標(biāo)記。如果直接使用阻力儀檢測(cè)，只能得到定性分析結(jié)果，不能對(duì)物理力學(xué)性質(zhì)做出定量評(píng)價(jià)。為實(shí)現(xiàn)阻力儀檢測(cè)結(jié)果的定量評(píng)價(jià)，對(duì)以上進(jìn)行過(guò)物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定的樣本，進(jìn)行了阻力儀檢測(cè)。
在古建筑木結(jié)構(gòu)腐朽狀況勘查時(shí)，發(fā)現(xiàn)木材腐朽多數(shù)從早材開始，阻力檢測(cè)值劃分的3個(gè)區(qū)段中，波峰值區(qū)接近于晚材部分，波谷值區(qū)接近于早材部分。由于木材的腐朽具有不均勻性，這樣劃分考慮了各個(gè)數(shù)值出現(xiàn)的頻率，能夠更客觀地反映出每個(gè)樣本的實(shí)際材質(zhì)狀況。
阻力儀檢測(cè)值表示為Resi，變化范圍在0~500之間。由于阻力儀檢測(cè)值因樹種及木材含水率的不同差異很大，因此阻力儀在出廠時(shí)，并沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行定量標(biāo)記。如果直接使用阻力儀檢測(cè)，只能得到定性分析結(jié)果，不能對(duì)物理力學(xué)性質(zhì)做出定量評(píng)價(jià)。為實(shí)現(xiàn)阻力儀檢測(cè)結(jié)果的定量評(píng)價(jià)，對(duì)以上進(jìn)行過(guò)物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定的樣本，進(jìn)行了阻力儀檢測(cè)。
在古建筑木結(jié)構(gòu)腐朽狀況勘查時(shí)，發(fā)現(xiàn)木材腐朽多數(shù)從早材開始，阻力檢測(cè)值劃分的3個(gè)區(qū)段中，波峰值區(qū)接近于晚材部分，波谷值區(qū)接近于早材部分。由于木材的腐朽具有不均勻性，這樣劃分考慮了各個(gè)數(shù)值出現(xiàn)的頻率，能夠更客觀地反映出每個(gè)樣本的實(shí)際材質(zhì)狀況。
表4表示各個(gè)腐朽等級(jí)木材的阻力儀檢測(cè)值計(jì)算結(jié)果。 同一腐朽等級(jí)的軟木松木材波峰值和波谷值的差值在35~55之間，最大值和最小值的差值在55~85之間，但波峰值、波谷值、最大值、最小值及平均值的殘存率差異不顯著（見圖3）。未腐朽材（“0”級(jí)）阻力儀檢測(cè)值的平均值為179.08，隨著腐朽程度的加深，檢測(cè)值降低，特別是達(dá)到“3”級(jí)時(shí)降低最為明顯，平均值分別為135.51，約為未腐朽材的76%。
2.3 物理力學(xué)性質(zhì)與木材阻力儀檢測(cè)結(jié)果的相關(guān)分析
將以上阻力儀檢測(cè)值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度的測(cè)定結(jié)果做相關(guān)性分析，并分別建立了阻力儀檢測(cè)值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的線性回歸模型，表示在圖4中，共15個(gè)模型，樣本數(shù)n = 118。阻力儀檢測(cè)值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度之間均存在著極顯著的線性相關(guān)關(guān)系（P﹤0.01），相關(guān)系數(shù)在0.29～0.52之間，因此，用阻力儀檢測(cè)值和線性回歸模型預(yù)測(cè)木材的密度、抗彎強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度是可行的。
木材阻力儀檢測(cè)值的大小與木材早晚材的分布和腐朽程度有關(guān)，波峰值出現(xiàn)在未腐朽的晚材區(qū)域，波谷值出現(xiàn)在早材區(qū)域或腐朽嚴(yán)重的早材和晚材區(qū)域。從平均值、波峰值、波谷值、最大值和最小值來(lái)看，平均值與氣干密度和抗壓強(qiáng)度之間的相關(guān)關(guān)系最大，分別為0.52和0.41，與抗彎強(qiáng)度之間的相關(guān)系數(shù)較小，為0.34。波峰值與抗彎強(qiáng)調(diào)及抗壓強(qiáng)度間的相關(guān)系數(shù)很小，分別為0.32和0.35，但與密度間的相關(guān)系數(shù)很大，為0.51。波谷值與密度、抗彎強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度之間的相關(guān)系數(shù)均比較高，分別為0.47、0.43和0.46。最大值與抗彎強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度間的相關(guān)系數(shù)最小，分別為0.29和0.32，但與密度間的相關(guān)系數(shù)很大，為0.51。最小值與密度、抗彎強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度之間的相關(guān)系數(shù)均比較高，分別為0.40、0.41和0.44。因此，在預(yù)測(cè)木材密度時(shí)，使用阻力儀平均值與密度模型、阻力儀波峰值與密度模型及阻力儀最大值與密度模型都比較準(zhǔn)確；在預(yù)測(cè)木材抗彎強(qiáng)度時(shí)，使用阻力儀波谷值與抗彎強(qiáng)度模型或阻力儀最小值與抗彎強(qiáng)度模型都有較好的效果；在預(yù)測(cè)抗壓強(qiáng)度時(shí)最好使用抗壓強(qiáng)度與平均值、波谷值或最小值模型。
目前，我國(guó)的木材腐朽等級(jí)劃分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)各個(gè)腐朽等級(jí)的木材做了定性描述，沒(méi)有對(duì)不同腐朽等級(jí)木材的力學(xué)性質(zhì)變化進(jìn)行定量分析，因此在木結(jié)構(gòu)材腐朽狀況現(xiàn)場(chǎng)勘查中，無(wú)法對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)腐朽的木構(gòu)件的物理力學(xué)性質(zhì)做出判斷。從以上試驗(yàn)結(jié)果看，各個(gè)腐朽等級(jí)木材的物理力學(xué)性質(zhì)衰減十分顯著，因此分別對(duì)不同樹種的各個(gè)腐朽等級(jí)的木材做出定量評(píng)價(jià)是可行的。
以上對(duì)不同腐朽等級(jí)軟木松木材的物理力學(xué)性質(zhì)變化、阻力儀檢測(cè)值變化以及兩種之間的相關(guān)關(guān)系分析結(jié)果表明，各個(gè)腐朽等級(jí)木材的氣干密度、抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度以及阻力儀檢測(cè)值均表現(xiàn)出隨著腐朽程度的加深，特征值降低的趨勢(shì)，且各個(gè)腐朽等級(jí)間差異極顯著。同時(shí)，阻力儀檢測(cè)值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度之間存在著極顯著相關(guān)關(guān)系。 因此，在使用阻力儀進(jìn)行古建筑舊木材內(nèi)部腐朽狀況檢測(cè)時(shí)，對(duì)于軟木松木材，利用建立的數(shù)學(xué)模型和被檢測(cè)材料阻力儀檢測(cè)值能夠定量地評(píng)估被檢測(cè)木材的材質(zhì)狀況。
3 結(jié)論
軟木松結(jié)構(gòu)材使用100~130年后，未腐朽木材（“0”級(jí)）的平均氣干密度為0.439g?cm-3，抗彎強(qiáng)度為61.04MPa，順紋抗壓強(qiáng)度為32.39MPa。隨著木材腐朽程度的加深，抗彎強(qiáng)度降低最顯著，其次是順紋抗壓強(qiáng)度、氣干密度。不同腐朽等級(jí)木材的氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度均存在顯著差異。木材達(dá)到 “3”級(jí)腐朽時(shí)，抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度和氣干密度分別為未腐朽木材的13％、57％和80％。
同一腐朽等級(jí)的軟木松木材阻力儀檢測(cè)值的波峰值和波谷值之差在35~55之間，最大值和最小值的差值在55~85之間，但波峰值、波谷值、最大值、最小值及平均值的殘存率差異不顯著。未腐朽材檢測(cè)值的平均值為179.08，隨著腐朽程度的加深，檢測(cè)值降低，特別是達(dá)到“3”級(jí)時(shí)，檢測(cè)值降低最為明顯，平均值降低到135.51，約為未腐朽材的76％。各個(gè)腐朽等級(jí)木材的阻力儀檢測(cè)值存在顯著差異。
阻力儀檢測(cè)值（最小值除外）與氣干密度間的相關(guān)系數(shù)最大。平均值及波峰值、波谷值、最大值、最小值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度之間均表現(xiàn)出極顯著的線性相關(guān)關(guān)系（P﹤0.01），其相關(guān)系數(shù)在0.29～0.52之間。因此，對(duì)于軟木松木材，利用建立的數(shù)學(xué)模型和被檢測(cè)材料阻力儀檢測(cè)值能夠定量地評(píng)估木材的材質(zhì)狀況。
參考文獻(xiàn)
[1] 王立海，楊學(xué)春，徐凱宏．木材無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]．森林工程，2001，17(6)：1-4
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[7] Lukaszkiewicz, Jan, Kosmala, Marek, Chrapka, Magdalena, Borowski, Jacek.Determining the age of streetside Tilia cordata trees with a DBH-based model[J]. Journal of Arboriculture, November 2005, 31(6): 280-284
[8] Fikret Isik and Bailian Li. Rapid assessment of wood density of live trees using the Resistograph for selection in tree improvement programs[J]. Can. J. For.Res, 2003, 33(12): 2426-2435
[9] Gantz, Carlos Heriberto .Evaluating the efficiency of the Resistograph to estimate genetic parameters for wood density in two softwood and two hardwood species[D].2002
[10] 中國(guó)歷史檔案館[M]．《奏銷檔》第170號(hào)，728冊(cè)
[11] 中國(guó)歷史檔案館[M]．《武英殿欽工處》
[12] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局．中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1927～1943-91，木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1991
[13] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局．中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13942.2-92，木材天然耐久性試驗(yàn)方法木材天然耐久性野外試驗(yàn)方法[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992
目前，我國(guó)的木材腐朽等級(jí)劃分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中只對(duì)各個(gè)腐朽等級(jí)的木材做了定性描述，沒(méi)有對(duì)不同腐朽等級(jí)木材的力學(xué)性質(zhì)變化進(jìn)行定量分析，因此在木結(jié)構(gòu)材腐朽狀況現(xiàn)場(chǎng)勘查中，無(wú)法對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)腐朽的木構(gòu)件的物理力學(xué)性質(zhì)做出判斷。從以上試驗(yàn)結(jié)果看，各個(gè)腐朽等級(jí)木材的物理力學(xué)性質(zhì)衰減十分顯著，因此分別對(duì)不同樹種的各個(gè)腐朽等級(jí)的木材做出定量評(píng)價(jià)是可行的。
以上對(duì)不同腐朽等級(jí)軟木松木材的物理力學(xué)性質(zhì)變化、阻力儀檢測(cè)值變化以及兩種之間的相關(guān)關(guān)系分析結(jié)果表明，各個(gè)腐朽等級(jí)木材的氣干密度、抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度以及阻力儀檢測(cè)值均表現(xiàn)出隨著腐朽程度的加深，特征值降低的趨勢(shì)，且各個(gè)腐朽等級(jí)間差異極顯著。同時(shí)，阻力儀檢測(cè)值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度之間存在著極顯著相關(guān)關(guān)系。 因此，在使用阻力儀進(jìn)行古建筑舊木材內(nèi)部腐朽狀況檢測(cè)時(shí)，對(duì)于軟木松木材，利用建立的數(shù)學(xué)模型和被檢測(cè)材料阻力儀檢測(cè)值能夠定量地評(píng)估被檢測(cè)木材的材質(zhì)狀況。
3 結(jié)論
軟木松結(jié)構(gòu)材使用100~130年后，未腐朽木材（“0”級(jí)）的平均氣干密度為0.439g?cm-3，抗彎強(qiáng)度為61.04MPa，順紋抗壓強(qiáng)度為32.39MPa。隨著木材腐朽程度的加深，抗彎強(qiáng)度降低最顯著，其次是順紋抗壓強(qiáng)度、氣干密度。不同腐朽等級(jí)木材的氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度均存在顯著差異。木材達(dá)到 “3”級(jí)腐朽時(shí)，抗彎強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度和氣干密度分別為未腐朽木材的13％、57％和80％。
同一腐朽等級(jí)的軟木松木材阻力儀檢測(cè)值的波峰值和波谷值之差在35~55之間，最大值和最小值的差值在55~85之間，但波峰值、波谷值、最大值、最小值及平均值的殘存率差異不顯著。未腐朽材檢測(cè)值的平均值為179.08，隨著腐朽程度的加深，檢測(cè)值降低，特別是達(dá)到“3”級(jí)時(shí)，檢測(cè)值降低最為明顯，平均值降低到135.51，約為未腐朽材的76％。各個(gè)腐朽等級(jí)木材的阻力儀檢測(cè)值存在顯著差異。
阻力儀檢測(cè)值（最小值除外）與氣干密度間的相關(guān)系數(shù)最大。平均值及波峰值、波谷值、最大值、最小值與氣干密度、抗彎強(qiáng)度和順紋抗壓強(qiáng)度之間均表現(xiàn)出極顯著的線性相關(guān)關(guān)系（P﹤0.01），其相關(guān)系數(shù)在0.29～0.52之間。因此，對(duì)于軟木松木材，利用建立的數(shù)學(xué)模型和被檢測(cè)材料阻力儀檢測(cè)值能夠定量地評(píng)估木材的材質(zhì)狀況。
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[8] Fikret Isik and Bailian Li. Rapid assessment of wood density of live trees using the Resistograph for selection in tree improvement programs[J]. Can. J. For.Res, 2003, 33(12): 2426-2435
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