无损检测指标与木材横纹局部抗压强度和密度的相关性

摘要

【目的】探索不同类型和数量的无损检测（NDT）指标与木材横纹局部抗压强度和密度的相关性差异，确定最优NDT指标组合，为基于无损检测手段评估木材横纹局部抗压强度和密度的研究提供参考。【方法】以某典型藏式古建筑木结构梁构件为研究对象，锯解得到横纹局部抗压无疵试样。通过物理力学试验和NDT试验，获得无疵试样的密度ρ、横纹局部抗压强度f_lc，以及顺纹应力波速v_l、横纹应力波速v和微钻阻力F，计算不同NDT指标或指标组合与ρ、f_lc的线性相关系数，进而对比讨论。【结果】（1）使用单一NDT指标预测ρ时，v_l效果较好，两者相关系数绝对值为0.662，补充微钻阻力均值F_m后可提高15.56%，达到0.765；使用单一NDT指标预测f_lc时，F_m效果较好，两者相关系数为0.526，在此基础上补充横纹应力波速均值v_m，二者相关系数提升26.80%，达到0.667，进一步补充v_l后相关系数继续提升7.20%，达到0.715。（2）当两组NDT指标中的基本指标构成一致时，即便基本指标的形式存在差异，两组NDT指标与被预测参数的相关系数也近似。（3）当两个与被预测参数相关性较好的NDT指标组合时，相关系数可能进一步提高；当相关性较好的指标与较差的指标组合时，相关系数接近于前者；当相关性较差的指标与不相关指标组合时，相关系数可能大幅提升，也可能仍然较低；当两个均不显著相关的指标组合时，指标组合与被预测参数仍不具有显著相关性。【结论】确定合理的NDT指标比一味增加指标数量对相关系数的提高影响更大。综合考虑相关系数提升效果以及由此可能增加的测试工作量，预测木材密度和横纹局部抗压强度时建议分别使用“v_l,F_m”和“F_m,v_m”的NDT指标组合。

关键词

木结构无损检测 / 木材密度 / 横纹局部抗压强度 / 线性相关性 / 指标预测