古建筑木构件残损特征及其内部空洞的应力波无损检测

为了更准确地掌握古建筑木构件内部残损状况,在大量现场调研的基础上分析木构件残损特征和主要残损部位,采用FAKOPP应力波对榆木试件采取逆向试验,研究在不同形状、大小的空洞下应力波对空洞面积、空洞形状、波速衰减的数字采集情况.研究结果显示:随着空洞的不断扩大,检测面积与实际面积之间的误差值逐渐减小,最小误差可达4％,此外两者之间存在显著线性关系.FAKOPP应力波对空洞形状的识别较弱,当空洞位置为中部时,将二维平面检测图与反映Va、Vb、Vc、Vd、Ve波速线形图进行综合分析有利于对内部孔洞形状的判定以及空洞面积的参考.其中以Ve路径的波速最为稳定,当空洞达到截面面积1/2时,对比完整试件其波速衰减最高可达51.16％.研究成果有利于古建筑进行预防性保护以及将检测方法由定性转为量化分析,为实际工程的修缮加固方案提供有效数据支持.     

不同钻针速率对木材微钻阻力的影响规律

为了解决微钻阻力检测设备由于不同参数设置而造成的检测数据无法比较的问题,基于IML木材微钻阻力仪可调节设置不同钻针旋转速率和前进速率的特性,试验设置5档旋转速率和5档前进速率,并交叉搭配组合,形成25种情况的参数条件设置。探讨了在不同参数设置情况下,木材微钻旋转阻力和前进阻力的变化趋势及两者之间的比例关系;分析了钻针旋转速率和前进速率对微钻阻力值的影响规律,得到了相关变化系数方程。研究结果表明：同一条件下微钻旋转阻力和前进阻力的比值范围相对固定;旋转阻力和前进阻力与钻针的旋转速率成反比关系,与钻针的前进速率成正比关系,且其各自的变化系数相对一致;微钻阻力检测中,旋转阻力能更为直接精确地反映钻针速率的变化情况。     

基于Shapley值的古建筑木构件内部缺陷无损检测

为了准确地获取古建筑木构件内部缺陷状况,采用应力波和阻抗仪2种无损检测方法,对古建筑常用树种榆木和杨木试件在不同缺陷类型、不同内部缺陷面积下进行试验,并基于Shapley值对其内部缺陷进行组合预测。研究结果表明：应力波能快速获取检测截面的二维图形,内部缺陷较小时误差率较大,当内部缺陷面积大于整个检测截面的1/4时应力波检测误差值逐渐减小。阻抗仪对单路径下的内部缺陷能够准确判断缺陷位置及缺陷类型。当木构件内部缺陷较小时阻抗仪检测结果较精确,内部缺陷面积扩大后阻抗仪检测误差变大。应用Shapley值方法,通过分配2种无损检测总误差来确定组合预测模型中应力波和阻抗仪的权重,构建组合预测模型,组合预测误差值均小于10 cm2,检测精度高于单一的检测结果,可以为古建筑木构件工程的修缮和加固方案提供有效数据支持。