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中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编报道1 ——木结构建筑隐蔽式缺陷快速可靠无损检测及剩余承载力精准评估

信息来源:产品中心   2023-09-26 08:29:55
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  为了使广大科研工作者了解我院国家自然科学基金资助项目所取得的进展和成果,加强对创新性成果的宣传,院科技处邀请各学科领域专家遴选了2016-2019年度结题的国家自然科学基金资助项目的部分优秀成果,整理成《中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编》,现对优秀成果进行连续报道。

  中国林科院2016-2019年度结题的国家自然科学基金项目共240项,涉及9个项目类别,优秀成果54项,涉及木材物理学、林产化学、森林生物学、森林培育学、森林经理学、森林健康、林木遗传育种学、荒漠化与水土保持、ECO生态学、全球变化生态学、自然地理学等11个应用基础研究领域。

  木材物理学:木材细胞微型DNA条形码、可见光-近红外光谱结合人工神经网络、雷达成像等木材识别研究取得新突破,实现古建筑木柱内部缺陷的现场快速定量不伤害原有设备的检测;揭示湿热、压缩、燃烧等复杂作用下木材细胞壁多层级结构的构效机制,获得对细胞壁纤维素与基质及其交联结构影响的直接证据,从分子水平上阐明木材黏弹性的湿热效应机制,有效优化我国人工林木材加工技术;提出木材胶合界面结构表征和界面力学定量评价新方法,将木材胶合机理研究提升至纳米尺度,揭示竹材原态仿生重组材胶层应力和应变规律,创制高性能木竹产品;提出木材表面高强耐久超疏水膜的形成与调控机制,创制新型高弹木材海绵吸油材料、木质储能材料等新型高的附加价值材料,拓展木材新兴起的产业领域应用;首次提出微量零锯料角锯齿木材锯切理论,创新锯片基体激光精确适张方法,实现木材以锯代刨,大幅度提高木材加工效率。

  中国林业科学研究院木材工业研究所陈勇平副研究员及研究团队在国家自然科学基金(批准号:31570711)等项目资助下,通过长期的无损害检验测试理论与新方法研究,构建了一套木结构建筑无损检测评价体系,重点突破了古建筑木构件隐蔽式缺陷的快速可靠无损识别以及古建筑木构件剩余承载力的精准评估,提出了初勘、细勘和精勘多阶段的古建筑木构件分级检测,制定了古建筑木构件隐蔽式缺陷的无损检测新方法,形成了不同检测的新方法下木材隐蔽式缺陷的标准图像。针对古建筑木构件剩余承载力预测难、精度低的问题,提出了以木构件微单元不伤害原有设备的检测信息为基础的木构件剩余承载力评估方案,实现了古建筑木构件剩余承载力的精准预测。

  该成果已应用于故宫、雍和宫、天坛、颐和园、先农坛、智化寺以及长春电影制片厂等木结构建筑的保护工作中,为木结构建筑的安全评估和修缮加固提供了可靠的数据支撑。该成果也拓展应用于古树名木的健康评估,通过树木内部缺陷检验测试和生长特征分析,评价古树的健康情况以及其抗风力水平。