无（微）损检测技术在木结构古建筑中的应用及发展

介绍了古建筑木构件勘查中常用的无（微）损检测技术,阐述了各种仪器工作原理、检测方法及其优缺点,其中包括皮罗钉、阻力仪、应力波和超声波检测设备。基于以上技术,结合古建筑木构件特点,提出仪器结合使用、构件分类检测、设备便携化以及以树种鉴定为基础的木结构古建筑无损评估体系。

Abstract：

Commonly used nondestructive inspection technologies involved in the survey of the wood structures of ancient buildings are introduced and the inspection methods,working principle,advantages and disadvantages of various instruments,including of pilodyn,re     

古建筑木构件开裂机制、评估与加固研究进展

开裂作为古建筑木构件最常见的残损类型之一,影响木构件的长期服役性能,是古建筑稳定性与安全性评估的重要考查内容。本文从古建筑木构件开裂情况、原因、影响,评估方法及修复加固等方面,系统梳理古建筑木构件开裂残损相关研究成果。分析发现我国古建筑木构件开裂的主要原因为木材干缩与受力破坏,主要类型为纵向开裂,开裂可降低木构件力学性能,也可为其他不利因素作用于木构件提供条件。目前主要通过实际试验与数值模拟评估开裂对木构件性能的影响,利用金属材料、纤维增强复合材料（fiber reinforced polymer,FRP）与高分子树脂材料对开裂木构件进行修复加固。然而,由于古建筑的特殊性与木材变异性,仍需进一步探索木构件的不同尺度开裂机制,开发适用于古建筑开裂木构件的检测、评估与加固方法,建立科学系统性的古建筑保护体系。     

古建筑木结构的无损检测新技术

将三维应力波断层扫描仪和阻力仪应用于古建筑木结构的勘查中.试验室预试验及现场勘查实例证明,三维应力波断层扫描仪完全适用于木构件的勘查,与阻力仪结合使用,可使勘查操作更便捷,结果更准确.     

应力波技术在古建筑木构件腐朽探测中的应用

采用应力波测定仪对西藏古建筑上的腐朽与虫蛀木构件进行无损检测和目测腐朽观察,并将两种结果进行比较.结果表明:应力波无损检测技术可以准确的判定木构件的内部腐朽与虫蛀;表层腐朽分级与无损检测结果基本一致;在古建筑维护中,可在目测基础上,再采用应力波技术检测确认,为准确更换木构件提供定量评价依据.     

古建筑木构件隐蔽式残损适宜性检测技术

鉴于我国木结构古建筑富于变化且式样较多,为了化繁为简,将古建筑木构件按形状(圆形构件、方形构件)、位置(埋墙构件、露明构件)和构造(独木构件、拼合构件),分为8种组合类型。针对这8种组合构件,通过其适宜性检测方法研究,形成无损检测技术体系,实现隐蔽式残损的快速识别和可靠表征。     

基于木蜂筑巢习性的古建筑木构件木蜂危害等级划分

【目的】基于木蜂筑巢习性，划分古建筑木构件木蜂危害等级，为古建筑保护工程勘察提供参考依据和评定标准。【方法】收集受木蜂危害的轻木构件，采用内窥镜、CT扫描和巢穴解剖方式，了解巢穴构造，计算隧道容积和巢穴体积，估算木材损失程度，结合古建筑木构件危害勘察，划分木蜂危害等级。【结果】经鉴定，收集到的木蜂为黄胸木蜂。内窥镜可以观测到主隧道，隧道有2～3条分枝，次隧道与主隧道夹角成一定角度，影响内窥镜进一步深入观测。CT扫描能够准确了解巢穴内部危害。巢穴解剖发现，黄胸木蜂巢穴皆为分枝型，大部分为双向平行2条分枝或一侧2条分枝另一侧1条分枝；巢室内径平均1.55 cm,每条分枝长度平均14.4 cm,隧道容积平均约133.67 cm³,巢穴体积平均1 436.58 cm³。【结论】古建筑木蜂危害一般发生在建筑外部的檐椽、望板、斗栱等非承重和非独立作用构件上，基于木蜂筑巢习性估算木材损失程度，古建筑木构件木蜂危害可划分为1～4级：当木构件有且仅有1个木蜂孔洞时，为1级危害；当木构件有2～3个木蜂孔洞时，为2级危害；当木构件有4～5个木蜂孔洞时，为3级危害；...     

古建筑木构件无损检测技术国内外研究现状

介绍了应力波检测、超声波检测和微钻阻力检测3种常用木材无损检测技术在古建筑木构件检测评估中的研究和发展现状.     

古建木构件化学组分近红外光谱分析

在材种鉴定的基础上,通过近红外光谱(NIRS)定性分析了建成约600 a的木造古建筑木构件的化学组分,结合木构件化学组分定量分析,与现代木材相比较,探讨了近红外光谱技术评价木构件老化的可行性。结果表明:近红外二阶导数特征性谱带反映了木材纤维素以及半纤维素和木质素的基团信息,而其差谱反映出木构件与对照样化学组分变化。这些光谱特征与传统的化学组分定量分析的结果非常一致:纤维素和半纤维素相对含量减少而木质素相对含量增加,与各种组分谱带差谱的增减相对应。此外,在5 882,5 587和5 464 cm-1等谱带处反映的纤维素结晶和半结晶区的光谱信息,差谱观察到木构件与现代材落叶松之间化学组分的不变或减少,其结果与X射线衍射(XRD)方法获得的木材结晶度分析结果相一致。通过NIRS定性分析木构件化学组分及结晶度变化,接近于现场检测方法,使用便携式NIRS,在古建筑木构件端头裸露部位获取光谱信息,能够实现现场对木材化学组分的无损定性评价。本实验结果也表明,除了常规的红外光谱(FT-IR)、XRD分析技术,NIRS技术对于木构件老化状况的评价是一种有潜力的无损检测方法。     

全国木结构古建筑木蜂危害风险区域划分

【目的】根据木蜂种类、分布、筑巢特性和危害程度,对全国木结构古建筑木蜂危害风险区域进行初步划分,为木结构古建筑预防性保护方案制定提供依据。【方法】查阅文献和馆藏木蜂标本信息,汇总不同种类木蜂的分布,分析木蜂筑巢特性及对木结构的危害程度;勘查各省木结构古建筑危害发生程度,记载木蜂对木结构古建筑的危害情况,综合比较后进行全国木结构古建筑木蜂危害风险区域划分。【结果】黑龙江地区无木蜂分布,内蒙古、青海、新疆、宁夏和陇东以外的甘肃仅有突眼木蜂分布,这些地区木结构古建筑未发现木蜂危害。西藏、河南、山西、山东、辽宁、吉林和甘肃陇东地区仅发现1种木蜂——黄胸木蜂。湖北、陕西、四川、河北、安徽和江苏发现有2种木蜂分布。实地勘察结果显示,河南、山西、四川、江苏和安徽均发现有木蜂轻度危害(危害程度1级);云南、贵州、湖南、江西、广东、广西、福建、浙江和海南木蜂危害发生比较严重(危害程度2级或2级以上),危害木构件的木蜂往往有3种以上。【结论】将无木蜂分布的黑龙江以及仅有突眼木蜂分布的内蒙古、青海、新疆、宁夏和陇东以外的甘肃划分为木蜂危害低风险区域(代号CB1);木结构古建筑危害发生程度较轻或暂未发现危害,但有1种或2种木蜂分布的地区划分为木蜂危害中风险区域(代号CB2);危害木构件的木蜂有3种以上且危害发生程度较重的云南、贵州、湖南、江西、广东、广西、福建、浙江和海南划分为木蜂危害高风险区域(代号CB3)。     

西藏部分古建筑腐朽与虫蛀木构件的PILODYN无损检测研究

对西藏布达拉宫和罗布林卡不同地方更换下来的杨木、沙棘和白叶柳旧木构件进行了PILODYN现场无损检测,得到了木构件腐朽与虫蛀程度的定量结果;根据GB/T 13942.2-92对每根旧木构件进行了肉眼表面腐朽分级,得到了旧木构件腐朽与虫蛀程度的定性判断结果,将二者进行对比分析和讨论,说明PILODYN无损检测设备用于古建筑木构件的腐朽与虫蛀程度检测是完全可行的,同时强调了PILODYN无损检测设备使用过程中的局限性.