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马尾松正常木与应压木生长应力及材性的比较研究

作　者: 黄振英
导　师: 刘盛全
学　校: 安徽农业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 马尾松正常木应压木生长应力材性变异
分类号: S781.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

以安徽省滁洲市沙河集总场大柳分场的树干通直和树干倾斜的人工林马尾松（Pinus massoniana Lamb.）为对象，研究了正常木和应压木的生长应力以及与生长性状的关系，比较了正常木、应压木、对应木和侧边木的管胞形态特征、微纤丝角、生长轮宽度、晚材率、密度、干缩性质和主要力学性质，得出了正常木、应压木、对应木和侧边木以及正常木不同高度的管胞形态、微纤丝角和基本密度的径向变异规律。马尾松正常木株间和树干不同方位之间生长应力差异不显著。应压木的平均生长应力比正常木的大，并且二者差异显著。在应压木三个区中，应压木区最大，侧边木区其次，对应木区最小；并且相互之间差异显著。正常木的生长应力小于侧边木区的，而大于对应木区的。树干高径比、倾斜角度、偏冠等生长性状和生长应变呈较强的正相关，尤其是偏冠与生长应变相关性达0.05显著水平；冠幅和生长应变呈较强的负相关；而树高、胸径和枝下高均与生长应变的相关性较差。初步认为在树干细长、冠幅较小或树干倾斜、树冠偏斜的树木中会产生较大的生长应力。胸高处管胞长度、管胞直径和管胞腔径，应压木无论早、晚材均比正常木的小。方差分析表明，大部分管胞形态特征正常木与应压木差异显著，但晚材弦向直径和晚材径腔直径差异均不显著。应压木的径向壁厚明显大于正常木的；弦向壁厚，应压木稍大于正常木，差异不显著。应压木的平均壁腔比大于正常木的，而平均腔径比比正常木的小，差异均显著。微纤丝角、生长轮宽度、晚材率、基本密度、气干密度、全干密度，应压木均比正常木大，并且差异都显著。回归分析表明，应压木基本密度和胞壁厚度呈显著正相关，相关显著性达0.01水平。应压木的顺纹干缩率大约是正常木的4倍，而径向干缩、弦向干缩和体积干缩均小于正常木。除了径向气干干缩率，应压木与正常木之间的差异均显著，并且顺纹干缩率差异达0.001显著水平。差异干缩，应压木和正常木相似，差异不显著。应压木的抗弯强度和抗弯弹性模量小于正常木的，而顺纹抗压强度大于正常木的，但差异均达到0.01显著水平。回归分析表明，正常木的抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度与气干密度之间均呈显著正相关；应压木的顺纹抗压强度与气干密度呈显著正相关，而抗弯强度、抗弯弹性模量与密度没有显著的相关性。应压木区的管胞长度最短，对应木区其次，侧边木区的最长，但仍然比正常木短。早晚材平均管胞直径和管胞腔径，应压木最小，对应木和侧边木差别不大。管胞弦壁厚度，三者差异不大；径壁厚度，应压木区明显大于对应木区和侧边木区；对应木大于侧边木；正常木界于对应木和侧边木之间。壁腔比，应压木最大，对应木和侧边木<WP=4>相差不大；腔径比，应压木最小，对应木与侧边木差别不大。方差分析表明，应压木与对应木、侧边木的差异大部分均达到显著水平，并且应压木与对应木的差异性小于应压木与侧边木的；对应木和侧边木的差异，在早材管胞长度、早材径向直径、晚材弦腔径、早材径腔径、管胞壁厚和晚材壁腔比中达到较显著水平。应压木的微纤丝角、生长轮宽度、晚材率和基本密度明显最大，微纤丝角侧边木最小，生长轮宽、晚材率和基本密度对应木最小。应压木与对应木、侧边木的差异均显著；对应木与侧边木的微纤丝角和晚材率差异显著，生长轮宽度和基本密度差异不显著。应压木的全干和气干顺纹干缩率均大于对应木的，对应木与正常木相似；应压木与对应木在0.01水平差异显著。径向干缩率、弦向干缩率和体积干缩率，应压木小于对应木，但差异不显著。应压木的抗弯强度和抗弯弹模均小于对应木，但差异不显著；而顺纹抗压强度，应压木大于对应木，差异达0.01显著水平，对应木与正常木非常接近。正常木管胞长度、管胞弦向直径、管胞径向直径和基本密度的径向变异模式皆为：自髓心向外，先是适度的增大，到12~14生长轮后趋于稳定，但略有波动。管胞壁厚度从髓心至树皮呈增大的趋势，但第16生长轮之前递增的幅度较大，之后增加的幅度较小。微纤丝角径向变异随距髓心的生长轮数的递增而减小。应压木管胞长度、管胞直径和管胞壁厚的径向变异基本上从髓心向外呈增长的趋势，曲线波动起伏大，并且变异幅度比正常木、对应木和侧边木都大。但管胞径向直径径向变异比正常木的小。早晚材微纤丝角自髓心向外大致呈下降的趋势，但有起伏变化，早材的变异幅度大于晚材的。对应木的各种解剖性质径向变异规律性较差。侧边木除了管胞径向壁厚，其余解剖性质的径向变异模式均与正常木相似。可见侧边木的性质比较接近正常木。根据正常木管胞长度和基本密度的径向变异规律，确定幼龄材和成熟材的分界线在12~15年。从正常木管胞弦向和径向直径、胞壁厚度、微纤丝角的径向变异来看，也基本上符合这一分界。正常木管胞长度、管胞弦向直径和管胞弦壁厚度的纵向变异都是从0.3 m向上至3.3 m处增大，5.3 m之后或保持不变或有所减小。微纤丝角从0.3m至1.3m迅速减小,1.3m以上微纤丝角逐渐增大，5.3m至9.3m除了早材靠近髓心部分差异较大其余部分差异不明显。壁腔比和腔径比纵向变异规律不明显。方差分析表明，除了壁腔比和腔径比差异不显著，其余性质差异均?

全文目录

1 引言  10-15
  1.1 研究目的和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 生长应力  11
    1.2.2 应力木  11-12
    1.2.3 木材性质及其变异  12-13
  1.3 研究内容与方法  13-15
    1.3.1 生长应力的研究方法  13
    1.3.2 木材解剖性质研究方法  13-14
    1.3.3 木材物理力学性质研究方法  14
    1.3.4 木材性质变异研究方法  14-15
2 材料与方法  15-19
  2.1 材料  15-16
    2.1.1 试材采集  15
    2.1.2 试样制取  15-16
  2.2 试验方法及数据处理  16-19
    2.2.1 生长应力测定  16-17
    2.2.2 木材解剖特征测定  17-18
    2.2.3 主要物理力学性质测定  18
    2.2.4 数据统计分析方法  18
    2.2.5 实验仪器及设备  18-19
3 结果与分析  19-59
  3.1 马尾松正常木与应压木生长性状和生长应力的比较研究  19-23
    3.1.1 正常木与应压木生长性状的比较  19-20
    3.1.2 正常木与应压木生长应变以及和生长性状的关系的比较  20-23
    3.1.3 应压木中三区生长应变的比较  23
  3.2 马尾松正常木与应压木材性的比较研究  23-35
    3.2.1 构造特征的比较  23-25
    3.2.2 解剖性质的比较  25-28
    3.2.3 物理性质的比较  28-33
    3.2.4 力学性质的比较  33-35
  3.3 马尾松应压木、对应木和侧边木材性的比较研究  35-42
    3.3.1 生长轮宽度和晚材率的比较  35
    3.3.2 管胞形态特征的比较  35-39
    3.3.3 微纤丝角的比较  39-40
    3.3.4 基本密度的比较  40
    3.3.5 干缩性质和力学性质的比较  40-42
  3.4 马尾松正常木、应压木、对应木和侧边木材性径向变异比较研究  42-49
    3.4.1 管胞长度径向变异的比较  42-43
    3.4.2 管胞直径径向变异的比较  43-45
    3.4.3 管胞壁厚径向变异的比较  45-46
    3.4.4 微纤丝角径向变异的比较  46-47
    3.4.5 基本密度径向变异的比较  47-49
    3.4.6 幼龄材与成熟材的界定  49
  3.5 马尾松正常木在不同高度、圆周不同方位上材性及其变异的比较  49-59
    3.5.1 管胞形态特征及其变异的比较  50-56
    3.5.2 微纤丝角及其变异的比较  56-57
    3.5.3 基本密度及其变异的比较  57-59
4 结论  59-62
参考文献  62-67
致谢  67-68
作者简介  68

马尾松正常木与应压木生长应力及材性的比较研究

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