古树名木弹性支撑杆的设计应用

树木是生命体,在对有缺陷的古树名木做支撑防护时采用刚性支撑杆,将不利于树木自适应生长和自我增强,科学的作法应是采用弹性支撑,使古树在小风小雪中自由摆动、在大风大雪中有限摆动。本文介绍了黄山风景区所采用的几种弹性支撑杆的设计及其应用情况。     

竹材横向断裂的物理模型与能量吸收机制:基本组织开裂与界面脱粘

采用细观力学方法,研究竹材在横弯断裂过程中基本组织开裂与界面脱粘这2种损伤模式的能量吸收机制,并推导得到这2种损伤模式的应变能释放率解析式,以及含垂直纹理裂纹的竹试件在承受弯曲载荷时、横向裂纹转向顺纹启裂时的临界应变能释放率解析式。     

竹材横向断裂的物理模型与能量吸收机制:纤维束的断裂与抽拔

采用细观力学方法,研究竹材在横弯断裂过程中竹纤维束断裂与抽拔这2种损伤模式的能量吸收机制,并实际计算基本组织开裂、界面分层、竹纤维束断裂、竹纤维束抽拔4种损伤模式对竹材横弯断裂的增韧贡献。结果表明:1)不同组织结构在损伤演化过程中会因不同的能耗而具有不同的增韧贡献,在这4种导致竹材优良强韧性能的主要结构因素中,单位面积上纤维束拔出功对断裂功的贡献最大,其次是纤维束断裂;2)通过对试件的断裂总耗能试验值与按照4种损伤模型计算的耗能理论值进行比较,二者结果很接近,表明本文对竹材不同组织结构在横弯失效中的力学功能所建立的物理模型基本正确。     

应力波仪和阻力仪用于雪松立木内部材性检测的研究

采用应力波仪和阻力仪分别对雪松进行了材性检测分析。结果表明,由应力波断层扫描得到的图片和阻力仪得到的阻力曲线图比较准确地反映出雪松立木内部的材质分布情况,应力波仪和阻力仪结合在一起对立木内部材性进行检测时,提高了检测结果的准确性,而且很好地弥补了每个设备的不足;通过和实际测量的生材密度相比较,无论是应力波速和雪松密度还是阻力值和雪松密度的相关系数都大于0.8,能够证明应力波和阻力仪所反映的材质材性信息和雪松立木的密度有较好的相关性。     

树木抗风能力测试新方法

介绍一台由我国自行研发的树木抗风能力测试装备与方法，基于树木力学原理，通过将角传感器合理布置在树干上实时监测树干角度变化，结合实时风速，利用树木抗风能力预测分析系统，可测算该树能够承受的最大风速或最大风力等级。以2株樟Cinnamomum camphora为研究对象，采集了樟在风载荷作用下树干形变的角响应信息，测得樟能够承受的最大风速和临界断裂的破坏方式及断裂位置。本方法可为树木在大风或台风来临前是否需要防护提供科学依据，同时可为抗风性树种选择提供理论支撑。     

古树和大树支撑拉纤防护准则和方法

古树名木是重要的生态和旅游资源，行道树和庭荫树等扮演着改善城市居住环境的重要角色，风雪等灾害性天气易造成枝干断裂或树干断裂甚至倒伏，造成树木损伤，亦会造成生命财产的损失。从树木力学角度出发，结合树木结构形态，针对有危险性的常见树木提出安全性支撑拉纤防护准则和方法，以期为古树名木和行道树、庭荫树等保护提供参考和帮助。     

基于ABAQUS有限元法的空洞树干强度分析

树木空洞可能会导致树木的死亡，同时，由于空洞树木抗风雪能力低，易在空洞处断裂，对人身和财物安全具有重大隐患。本研究通过软件Abaqus建立空心树干的三维模型进行有限元模拟分析，探索树干空洞的大小对树木强度和断裂破坏行为的影响。结果表明:1）树木发生弯曲和扭转破坏系数随载荷增加而增大，树干最外层的最大弯曲和扭转剪应力在断裂破坏前随载荷增加呈线性增加；2）当树干空洞发展到树干内外径比（α）为0.7时，随着空洞的继续增大其弯曲和扭转破坏系数会急剧增加，在α小于0.7时，弯曲和扭转破坏系数有一定的增加，但增加幅度较小；3）随着树干空洞造成内外径比的增加，树木发生扭转破坏的偏冠程度会逐渐降低。研究初步探明了树干空洞影响树木破坏行为和方式的力学机理，可为树木安全性评估提供一定的理论支持和依据。