| 摘 要： | 【目的】研究风灾害下树木强度分析的理论和方法,建立树干最大应力与风速平方之间的关系,预测树木能够承受的最大风力。【方法】设计一套新的树木组合变形测试方法,通过将2个位移传感器沿轴向安装在树干的正交直径上,另2个位移传感器分别与轴向呈+45°、-45°交叉叠放安装,即能够测量立木在风载荷作用下树干因弯扭组合变形所产生的最大弯曲线应变(应力)和扭转切应变(应力),并且最大应变(应力)与风向无直接关系。【结果】选择4株香樟树作为研究对象,采用可知力值的拉力试验对新方法进行验证,结果证明试验所测得的最大应变仅取决于传感器的测值而与拉力方向无关,并且通过虎克定律转换的应力值与理论计算值相符合。应用该方法与风速仪相连,在大风环境下对1株香樟树进行实际测试,建立树干应力与风速平方之间的关系,并预测该树发生断裂的临界风速以及破坏方式,测算结果符合实情。【结论】本文提出的树木强度分析理论和方法,可对在风载荷作用下处于弯扭组合变形状态下的树干应变(应力)进行测试分析,并可预测树木能够承受的最大风速。该方法不需要估算树冠面积、透风率以及树冠中心的高度、偏心距等许多难以确定的量,可以为林区或城市园林评估树木抗风害能力提供一种直接、有效的方法。
|
