不同測(cè)試方法對(duì)人工林杉木規(guī)格材強(qiáng)度性質(zhì)影響的比較研究.pdf

1、本文以我國(guó)福建產(chǎn)杉木(Cunninghamia lanceolata) 人工林為研究對(duì)象，采用北美鋸材分等規(guī)則(NLGA)，對(duì)杉木人工林2”×4”(45mm×90mm)規(guī)格材進(jìn)行了目測(cè)分級(jí)，并根據(jù)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(BS/EN 408)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50329)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM D4761)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 13910)進(jìn)行了足尺彎曲測(cè)試，同時(shí)依據(jù)新西蘭標(biāo)準(zhǔn)(NZS 4063)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了足尺順紋拉伸測(cè)試，全

2、面系統(tǒng)地開展了不同測(cè)試方法對(duì)杉木人工林規(guī)格材強(qiáng)度性質(zhì)影響的研究。旨在為完善我國(guó)《GB/T 50329-2002 木結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，全面推進(jìn)我國(guó)結(jié)構(gòu)用規(guī)格材強(qiáng)度性質(zhì)的測(cè)試評(píng)估體系提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)為建立與其他各個(gè)國(guó)家強(qiáng)度性質(zhì)測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)之間的對(duì)等性，以促進(jìn)我國(guó)木結(jié)構(gòu)規(guī)格材力學(xué)性質(zhì)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)盡快與國(guó)際要求接軌提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本研究還將有助于拓寬杉木人工林的高附加值利用途徑，改變我國(guó)結(jié)構(gòu)用規(guī)格材完全依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面，推動(dòng)我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康

3、、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展。 論文主要研究結(jié)果如下： 1．將北美鋸材分等規(guī)則應(yīng)用于北美主要人工林樹種和福建杉木人工林的分等結(jié)果之間有差異，其差異主要表現(xiàn)為各種缺陷對(duì)于規(guī)格材降等的貢獻(xiàn)程度不同。其中，在滿足最大出材率的鋸解條件下，杉木人工林規(guī)格材由于樹節(jié)引起的降等約占32％，鈍棱約占17％；而北美主要人工林樹種規(guī)格材由于樹節(jié)引起的降等約占10％，鈍棱約占70％。表明杉木人工林規(guī)格材的等級(jí)產(chǎn)量在很大程度上取決于樹節(jié)，而非鈍棱。

4、 2．根據(jù)非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法得到了杉木人工林規(guī)格材的窄面彎曲彈性模量、寬面彎曲彈性模量、窄面彎曲強(qiáng)度、順紋拉伸強(qiáng)度特征值。將上述特征值轉(zhuǎn)換為容許值表明：不同測(cè)試方法得到的各等級(jí)窄面彎曲彈性模量容許值均低于NLGA中異葉鐵杉(Tsugaheterophylla)相應(yīng)等級(jí)基本設(shè)計(jì)值，不同測(cè)試方法得到的各等級(jí)窄面彎曲強(qiáng)度和順紋拉伸強(qiáng)度容許值均超過異葉鐵杉相應(yīng)等級(jí)基本設(shè)計(jì)值。 3．方差分析表明，不同測(cè)試方法對(duì)于杉木人工林規(guī)格材順紋拉伸強(qiáng)度影

5、響顯著(Pr<0.0001)，順紋拉伸強(qiáng)度均值A(chǔ)STM>NZS，BS>NZS，ISO>NZS(α=0.05)；不同測(cè)試方法對(duì)于杉木人工林規(guī)格材窄面彎曲彈性模量和窄面彎曲強(qiáng)度影響不顯著；不同測(cè)試方法對(duì)于杉木人工林規(guī)格材寬面彎曲彈性模量影響因不同目測(cè)等級(jí)而異，具體表現(xiàn)為： (1)對(duì)于精選結(jié)構(gòu)等級(jí)(簡(jiǎn)稱SS)而言，不同測(cè)試方法對(duì)于寬面彎曲彈性模量影響顯著(Pr=0.0291)，寬面彎曲彈性模量平均值BS>ISO(α=0.05)； (2

6、)對(duì)于No．1等級(jí)而言，測(cè)試方法對(duì)于寬面彎曲彈性模量影響不顯著； (3)對(duì)于No．2等級(jí)而言，測(cè)試方法對(duì)于寬面彎曲彈性模量影響顯著(Pr=0.0388)，寬面彎曲彈性模量平均值A(chǔ)STM>BS，ISO>BS(α=0.05)； (4)對(duì)于No．3等級(jí)而言，測(cè)試方法對(duì)于寬面彎曲彈性模量影響顯著(Pr=0.0281)，寬面彎曲彈性模量平均值A(chǔ)STM>BS，ASTM>GB(α=0.05)。 4．以中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)5％～95％之間百

7、分?jǐn)?shù)平均值為基礎(chǔ)，得到了BS、GB、ASTM、ISO 四種測(cè)試方法不同等級(jí)時(shí)的彎曲性質(zhì)對(duì)等關(guān)系。以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)5％～95％之間百分?jǐn)?shù)平均值為基礎(chǔ)，得到了NZS、ISO、ASTM、BS四種測(cè)試方法不同等級(jí)時(shí)的順紋拉伸性質(zhì)對(duì)等關(guān)系。 (1)以中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)5％～95％百分?jǐn)?shù)平均值為基礎(chǔ)，BS得到的SS等級(jí)、No．1等級(jí)、No．2等級(jí)、No．3等級(jí)的窄面彎曲彈性模量比值依次是1.02、0.95、0.97、0.97。寬面彎曲彈性模量比值依次是1.

8、04、0.98、0.94、1.01。窄面彎曲強(qiáng)度比值依次是1.02、0.92、0.82、1.18。ASTM得到的SS等級(jí)、No．1等級(jí)、No．2等級(jí)、No．3等級(jí)的窄面彎曲彈性模量比值依次是0.99、1.08、1.17、1.14。寬面彎曲彈性模量比值依次是0.99、1.08、1.16、1.20。窄面彎曲強(qiáng)度比值依次是1.00、1.21、1.20、1.27。ISO得到的SS等級(jí)、No．1等級(jí)、No．2等級(jí)、No．3等級(jí)的窄面彎曲彈性模量比

9、值依次是0.97、1.12、1.12、1.14。寬面彎曲彈性模量比值依次是0.96、1.11、1.06、1.12。窄面彎曲強(qiáng)度比值依次是0.98、1.17、1.11、1.23。 (2)以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)5％～95％百分?jǐn)?shù)平均值為基礎(chǔ)，通過NZS測(cè)試方法得到SS等級(jí)、No．1等級(jí)、No．2等級(jí)、No．3等級(jí)的順紋拉伸強(qiáng)度比值依次是0.82、0.96、0.85、0.92。通過ASTM測(cè)試方法得到SS等級(jí)、No．1等級(jí)、No．2等級(jí)、No．3