古树断裂、倒伏方式及其力学机制

摘要

自然界中造成古树断裂和倒伏的主要外因是灾害性天气，能够直接造成古树破坏的是风、雪、冻雨，简称风力雪载。目前，人们把古树破坏方式仅分为断裂和倒伏2种，没有对复杂的断裂行为再细分研究。但木材作为一种多胞层状生物复合材料，在力学方面具有强烈的各向异性性质。古树在不同的受力条件下会发生不同的断裂行为，这不仅与树材的各向异性性质有关，还与树木形态结构所导致的不同内力、树干中腐朽空洞的大小和位置有关。当中空的树壁由厚至薄，古树展示了不同的断裂方式，如弯曲断裂、扭转开裂、顺纹张裂以及压溃弯折等。认知古树破坏的力学机制，可指导开展分级防护：当树干空洞内外径比小于0.7时，应优先开展根系与根基稳固性检测；介于0.7～0.8区间时，需重点排查树体潜在的大扭矩风险；若大于0.8，则需在抑制弯曲—扭转变形的同时增设钢箍加固。该研究为精准制订古树极端天气防御措施提供了坚实的科学依据和操作指引。

关键词

古树 / 风力雪载 / 破坏形式 / 破坏机制