腐朽对山杨木材吸水性和电阻的影响

以山杨木材试件为研究对象,研究在健康状态和腐朽状态下木材电阻和含水率的关系、木材腐朽前后绝干质量、含水率、电阻的变化及关系。结果表明,腐朽木材电阻受含水率的影响规律与健康木材相似,即随着含水率升高木材电阻下降;纤维饱和点以上相同含水率下,健康木材的电阻远远高于腐朽木材电阻,而木材腐朽后吸水性增强含水率升高使得电阻进一步降低,木材腐朽之后电阻明显减小;腐朽后木材电阻与健康木材电阻和增水率整体显著相关,木材减阻率与其失重率和增水率间具较强的二元线性关系。     

含水率和密度对木材应力波传播速度的影响

为了用应力波检测木材含水率,采用ARBOTOM 应力波测试仪测量了木材径向不同位置上的试件在不同含 水率(0 ~65%范围内)条件下的应力波纵向传播速度。结果表明:木材中应力波传播速度随含水率的下降而增加; 当含水率低于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较大,其中山毛榉的增幅为17.4% ~19.5%,落叶松的增 幅为18.2% ~20.8%;当含水率高于纤维饱和点时,传播速度随含水率下降增加较小,其中山毛榉的增幅为6.0% ~ 7.9%,落叶松的增幅为8.0% ~10.6%。当含水率相同时,应力波在同一树种木材不同位置上的传播速度不同,这 与木材不同位置的基本密度差异有关。应力波传播速度随木材基本密度的增大而增大,其中山毛榉木材的增幅为 17.5% ~20.8%,落叶松木材的增幅为12.7% ~ 14.5%。同一树种内的任意含水率下,基本密度不同时应力波传 播速度之间差异显著,传播速度和基本密度之间存在较好的正相关线性关系。不同树种之间,传播速度和基本密 度之间没有明显关系,这可能与不同树种之间的成分差异有关。      

红松活立木内部腐朽程度的定量检测

在凉水实验林场(凉水国家级自然保护区)选取了21个红松活立木截面,用Arbotom应力波测试仪和Resistograph阻抗仪进行腐朽程度检测,得到两种检测方法的腐朽程度表征,即应力波传播速度与阻抗仪阻力曲线。用生长锥在各个横截面上分别取2根长度为25 cm的木芯,在实验室测得木芯质量损失率和含水率。然后利用最小二乘法分别建立应力波传播速度和阻抗仪阻力损失值与木材质量损失率的线性方程,进而分析应力波与阻抗仪检测表征与木材腐朽程度的关系。结果表明:应力波传播速度与质量损失率之间有较强的负相关关系(R=0.698,P0.01),且应力波检测结果需要根据影响因素进行适当修正。阻抗仪阻力损失值与质量损失率之间有显著的正相关关系(R=0.851,P0.01)。两种方法都能有效地检测活立木的腐朽程度。     

基于速度误差校正的林木应力波无损检测断层成像算法

目的应力波断层成像技术已经在林木无损检测领域得到了广泛的应用, 然而木材的各向异性特征以及应力波速度反演计算的误差对断层成像的精度影响较大。因此,进一步提高断层图像的准确性非常关键。方法根据传统的应力波速度反演原理, 提出了一种基于速度误差校正的断层成像算法(ECIA)。该算法利用最小二乘QR分解法(LSQR)计算应力波在林木横截面网格单元内的速度分布, 并使用误差校正机制(ECM)优化断层图像。为了评估算法的性能, 分别选取了若干实验室内的原木试样及扬州市区古树进行无损检测实验, 利用德国PICUS应力波断层成像仪获取的应力波传播数据实现了ECIA算法, 生成了各实验样本的断层图像。结果ECIA算法较为精确地检测出了原木及活树中缺陷区域的位置及大小, 尤其在活树的健康检测中, ECIA算法对于缺陷区域尤其是轻微腐朽区域的检测精度高于PICUS检测仪。结论ECIA算法能够产生较为准确的林木断层图像,适用于林木应力波无损检测。      

冻结状态下应力波在长白落叶松立木中传播速度的研究

为进行冬季活立木健康检测和伐后原木内部缺陷无损检测,该文在冻结状态下,研究了应力波在长白落叶松活立木中的传播速度,以及光照条件对含水率及应力波在活立木中传播速度的影响。在室外温度0℃以下,利用FAKOPP Microsecond Timer等仪器测试了应力波在30棵树干通直且无缺陷的长白落叶松活立木中的纵向和径向传播速度。经过软件包SPSS统计分析,得出阴阳两面应力波的纵向传播速度分别为4 238.7和4 210.6 m/s,径向传播速度均值为1 834.5 m/s。同时,利用成对t检验法分析了光照条件对含水率及应力波在活立木中纵向传播速度的影响,并建立了回归方程。结果表明:①光照条件对含水率和应力波纵向传播速度有一定的影响,阴面含水率均值比阳面含水率均值低约1.6%,阴面应力波纵向传播速度均值比阳面的高约28.1 m/s。②含水率与应力波纵向传播速度呈显著负相关,阴阳两面的负相关系数分别为0.90和0.91。含水率每增加1%,阴阳两面应力波的纵向传播速度分别减小25.1和 22.9 m/s。      

红松活立木内部腐朽程度的定量检测1）

在凉水实验林场（凉水国家级自然保护区）选取了21个红松活立木截面,用Arbotom应力波测试仪和Resistograph阻抗仪进行腐朽程度检测,得到两种检测方法的腐朽程度表征,即应力波传播速度与阻抗仪阻力曲线。用生长锥在各个横截面上分别取2根长度为25 cm的木芯,在实验室测得木芯质量损失率和含水率。然后利用最小二乘法分别建立应力波传播速度和阻抗仪阻力损失值与木材质量损失率的线性方程,进而分析应力波与阻抗仪检测表征与木材腐朽程度的关系。结果表明：应力波传播速度与质量损失率之间有较强的负相关关系（R＝0．698,P＜0．01）,且应力波检测结果需要根据影响因素进行适当修正。阻抗仪阻力损失值与质量损失率之间有显著的正相关关系（R＝0．851,P＜0．01）。两种方法都能有效地检测活立木的腐朽程度。     

用应力波频谱分析技术检测原木中的腐朽

运用应力波技术得到了原木中的频谱图,分析得出:谱线下的面积与产生这种频率范围所对应的木材的成分多少有正相关关系,腐朽成分越多与之对应的这种频率范围下的面积越大,对应于好的木材也是如此,因此可用频谱面积的大小来表示被测木材成分的多少。通过对已知内部腐朽情况的原木试样进行测试,得到了原木横截面上不同位置正常木频谱图,该频谱与原木实物正常木和腐朽木的分布一致,证实了频谱分析法有较高的正确性和测定木材内部腐朽分布的直观性。因此应力波频谱分析技术在无损检测木材内部的不同成分和分布方面是切实可行的。     

木材缺陷与超声检测参数相关性及影响因素

以完好、带有节子和孔洞(椴木、榆木和冷杉)的木材试件为研究对象,通过超声波检测手段,在不同含水率条件下,提取不同缺陷试件的超声检测参数——波速与能量衰减率。结果表明:在同一树种和同一含水率下,节子与孔洞试件超声波能量衰减变化量比波速变化量大;不同缺陷状态下传播速度的分布界限不明显,相反,各种缺陷状态间能量衰减值差别较大。这表明能量衰减在不同缺陷状态的变化最明显,且含水率对能量衰减的影响也相对较小,因此利用能量衰减率作为检测木材缺陷的指标比其他参数更易于检测出木材缺陷。     

红松木材结构缺陷对应力波传播参数的影响

通过应力波测试仪对红松木材试件进行的检测试验,研究了木材轴向孔洞的分布、数量和端部孔洞的分布对应力波传播时间、传播速度的影响,并对孔径大小与应力波传播参数之间关系进行回归分析。试验结果表明,应力波传播时间与孔径大小、数量呈正相关,而应力波传播速度与孔径大小、数量呈负相关。端部孔洞对应力波传播参数没有显著影响。     

应力波检测香樟内部腐损程度定量分析

通过PiCUS Sonic Tomograph应力波检测仪对香樟进行检测,探明了香樟内部腐损程度与应力波传播速度的对应关系,结果表明,随着损伤及传播时间的增加,传播速度下降。木材受损度对应力波传播速度有显著影响。     

基于电阻层析成像技术和ResNet的萝卜根系表型无损检测方法研究

【目的】针对现有根系表型检测方法存在价格昂贵、需要专人操作以及无法对根系表型进行原位无损检测等问题，提出一种基于电阻层析成像技术(Electrical resistance tomography,ERT)和深度残差神经网络(Deep residual network,ResNet)的萝卜根系表型无损检测方法。【方法】首先，利用COMSOL软件对萝卜-琼脂场域不同情况的ERT正问题进行仿真分析，并获得大量边界电压数据；然后，基于ResNet对萝卜-琼脂场域的内部电导率分布与边界电压之间的非线性映射关系建立模型，对萝卜-琼脂场域进行图像重建；最后，基于ERT研制一套萝卜根系表型检测装置，并进行试验验证。【结果】基于ERT和ResNet的萝卜根系表型检测方法能够实现萝卜根系表型的可持续无损检测，试验装置操作简单、成本低，图像重建相对误差小于5%。【结论】基于ERT的萝卜根系表型检测方法可以实现对萝卜根系表型的无损检测；结合ResNet算法，成像精度较高。该方法可有效应用于萝卜根系表型的检测。     

湿载条件下黄土结构性损伤演化特性研究

【目的】分析压缩和增湿条件下黄土结构性损伤的演化规律,为黄土地区的工程建设提供参考。【方法】对含水率为2%,5%,10%,18%,21%,25%的原状土及重塑饱和土(含水率为44%)进行侧限压缩试验,测定并分析不同含水率条件下黄土的孔隙比与压缩应力的关系。【结果】基于对试验结果的分析,当湿度较小时,原状黄土仍具有较高的结构强度,曲线比较平缓;反之,当压缩应力大于结构强度时,黄土的结构已经被破坏,压缩变形逐渐增大。基于应力分担的概念,建立了一个描述湿载条件下黄土结构性损伤演化特性的参数,并进一步分析了湿载条件下黄土结构性损伤的演化规律,表明随着湿载作用的增强,黄土结构性逐渐减弱,宏观上表现为抗力的减小。【结论】损伤演化规律能为黄土地区工程的设计和施工提供一定的参考,在工程设计和施工中,应充分考虑黄土结构的特殊性并提出相应的防护措施。     

Study on the Relationship between the Moisture Content of Brown Rice and Milling Characteristics

An experiment about rice milling was made to study on the relationship between the different moisture content of brown rice and the energy consumption, the broken rice rate, the crack rate and the head rice yield. It could be concluded that the head rice yield increased at first falls and then along with the raise of moisture content and it could reach the maximum 70.78% when moisture content was 15.5%; the energy consumption of rice milling decreased along with the increase of moisture contents; the broken rice rate fell at first and then increased along with the raise of moisture contents and it could reach the minimum 4.28% when the moisture content was 15.5%.     

水分胁迫对乐东拟单性木兰幼苗生长和生理特性的影响

[目的]考察不同水分胁迫条件下乐东拟单性木兰的生理及生长指标变化。[方法]以乐东拟单性木兰盆栽幼苗为试材,水分胁迫设5个处理,即田间持水量的10％、20％、40％、60％和80％,研究水分胁迫对乐东拟单性木兰幼苗生长的影响。[结果]乐东拟单性木兰的相对苗高增长量、相对地茎增长量、叶绿素含量及根系活力随土壤含水量提高而增加,在土壤含水量为60％田间持水量时达最大值,分别为13．67％、15．04％、1．463mg／g和50．89mg／（g·h）,之后开始下降,在土壤含水量80％田间持水量时分别降到2．88％、5．56％、1．086mg／g、25．252mg／（g·h）;叶片游离脯氨酸含量变化趋势则与之相反,在土壤含水量为60％和80％田间持水量时游离脯氨酸含量分别达到最小值0.008μg/ml和最大值0．053μg/ml。[结论]土壤含水量为印％田间持水量时较适合乐东拟单性木兰幼苗生长。     

腐朽材和健全材的碳氧含量及结晶度变化研究

本文分别对红松、白桦和黄波罗三个树种的腐朽材和健全材,用电子能谱仪和X射线衍射仪,测定了样品的氧碳含量和结晶度的变化,实验结果表明,腐朽材的相对氧含量上升,而结晶度下降。随腐朽程度的不同,碳氧含量的比例不断变化,在腐朽极为严重的情况下,氧的含量可能高于碳的含量。说明腐朽的主要机制是氧化过程,及结晶区破坏和结晶度下降。本文是木材腐朽检测的基础研究之一,为木材腐朽检测的研究提供基础数据和理论依据。     

落叶松生材12个弹性常数的试验研究

以含水率为95%的落叶松生材为研究对象,将纵向、弦向和径向定义为3个弹性对称主轴,将材料看作是正交各向异性体,分别采用电测法单向压缩试验和三点弯试验得到了材料的12个弹性常数。按美国试验与材料协会制定的试验标准（ASTM标准）进行加工制备,由压缩试验得到了材料3个主轴方向的弹性模量和RT面内的剪切模量,测定得到的弹性模量与泊松比基本满足Maxwell定理,说明通过电测法测定得到的数据可靠有效。通过三点弯试验得到了LT和LR面内的剪切模量,对试验数据线性回归分析知,高跨比的平方与抗弯弹性模量的倒数到的相关系数分别为0.99和0.94,说明数据的测定与计算合理有效。为应力波在落叶松活立木中传播的数值模拟研究提供模型参数。     

大径级火力楠木材干燥特性和干燥工艺研究

采用百度试验法研究木材干燥特性,利用小型木材干燥试验机分别对25 mm和40 mm厚锯材进行常规干燥试验研究锯材干燥工艺基准。结果表明,火力楠木材的百度干燥缺陷程度较轻,初期开裂等级为2,扭曲变形等级为2,截面变形等级为1,内裂等级为1;木材的干燥速度中等,等级为3。木材含水率为15%时的密度为0.679 g·cm^-3,属中等。木材的差异干缩很小,干燥过程产生开裂的趋势较小。采用制定的干燥基准对锯材进行常规干燥,25 mm厚锯材从初含水率87.9%干至终含水率9.1%,干燥用时169.0 h (7.0 d),平均干燥速率0.47%·h^-1;40 mm厚锯材从87.5%干至8.5%,干燥用时341.0 h (14.2 d),平均干燥速率0.23%·h^-1。2种厚度干燥锯材的平均最终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差、残余应力以及可见干燥缺陷方面的指标,均达到了国家标准规定的锯材干燥质量二级及以上级别的要求。本研究编制的2种厚度火力楠锯材的干燥基准合理,可为实际木材的干燥生产提供科学依据。     

白杨派无性系苗期对干旱胁迫的生长生理响应及抗旱性综合评价

为揭示白杨派无性系对干旱环境的适应能力,筛选速生耐旱优良无性系,本文采用盆栽试验方法,通过土壤自然干旱处理,比较分析了土壤含水量分别占田间持水量80%以上(对照)、50%~70%(轻度干旱)、30%~50%(中度干旱)以及低于30%(重度干旱)等不同土壤干旱程度对9个白杨派无性系生长及生理代谢影响。结果表明:9个无性系之间的苗高增长量、地径增长量、生物量增量和根冠比差异均显著,其中无性系89和YX2表现出较强的速生性。叶绿素含量在轻度干旱胁迫时上升,中度和重度干旱胁迫下持续下降,其中下降最小的为无性系89和YX2。随干旱胁迫程度增加,9个无性系叶片脯氨酸和可溶性糖含量持续增加,其中无性系Z3、YX2和89显著高于相同干旱条件下其他无性系。干旱胁迫导致叶片细胞膜相对透性以及丙二醛(MDA)含量提高,但相同胁迫条件下,无性系Z3、89和YX2细胞膜相对透性以及MDA含量均显著低于其他无性系。超氧化物岐化酶(SOD)活性在轻度和中度干旱胁迫下逐渐增大,在重度干旱胁迫下减小,其中无性系89和YX2的SOD活性始终高于对照。进一步利用主成分分析和隶属函数法对9个无性系生长及生理代谢等参数进行综合评价,各无性系抗旱性由强到弱依次为89、YX2、LM50、Z3、Y3、150、27、26、1316。因此,初步认为无性系89和YX2具有显著耐旱性和速生性,可作为干旱立地造林或抗逆育种的重要试验材料。