黔北地区主要竹种生长情况及物理力学性能初步研究

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本文通过对黔北地区丛生竹种中的云南龙竹、花吊丝竹、料慈竹、麻竹、硬头黄、撑绿竹、吊丝球竹、慈竹、梁山慈、清甜竹、毛脚龙竹、吊丝单竹以及散生竹种中的楠竹、金佛山方竹、斑竹等15种乡土及引进竹种的生长情况调查和物理力学性能分析,研究结果表明:  1.楠竹、云南龙竹、麻竹、吊丝球竹、毛脚龙竹为大壁厚竹种,壁厚均在1㎝以上,吊丝单竹、梁山慈、清甜竹、硬头黄、撑绿竹、金佛山方竹、斑竹的壁厚也较大,在0.6~1㎝之间,其他竹种则较小。另外各竹种产量中,云南龙竹、料慈竹、麻竹、硬头黄、吊丝球竹、斑竹的产量较大,均在85t/hm2以上,撑绿竹、慈竹的产量在80t/hm2左右,其他竹种则均较小。这种不同竹种之间产量的差异与不同竹种的立地条件、经营强度和竹种本身特性密切相关。  2.楠竹不同年龄的平均杆重与总重之间都存在着一定的差异,随年龄的增加有逐渐降低而趋于平缓的趋势,并且平均杆重与总重之间表现出一致的变化规律,但叶重差异不大,这与楠竹的生长特性密切相关。  3.不同竹种年龄的经营结构因人工经营强度的差别以及不同竹种本身特性的差异存在一定的差别,大多竹种出现2.5龄或3.5龄,少数竹种有4.5龄,楠竹则达7.5龄。  4.楠竹、撑绿竹、花吊丝竹、斑竹、麻竹、毛脚龙竹、云南龙竹、吊丝单竹、硬头黄、料慈竹、金佛山方竹等竹种的竹株胸径越大,株高也越高,株高随胸径的增大而增大。其中楠竹、撑绿竹、花吊丝竹、斑竹、麻竹、料慈竹、金佛山方竹等竹种,株高越高,枝下高占竹株全高的比例也越大,胸径越大,枝下高也高。清甜竹、慈竹、吊丝球竹则株高、胸径、枝下高之间无紧密的相关性。  5.通过生物量回归模型对15种不同竹种的生长模拟结果表明,除了金佛山方竹、云南龙竹外,其他竹种均可以利用W=a(D2H)b、W=aDb来估测不同竹种地上总生物量,由此所得估测几种不同竹种的地上总生物量最优方程具体为:W麻=0.860(D2H)0.540、  W慈=0.448(D2H)0.337、W梁=0.078D0.249、W硬=0.398(D2H)0.396、W料=2.929D0.016、  W花=0.768(D2H)0.041、W撑=0.901(D2H)0.024、W吊丝球竹=0.026(D2H)0.871、W楠=2.040D0.871、  W毛=0.806(D2H)0.047、W吊丝单竹=1.705D0.317、W清=1.025(D2H)0.009、W斑=0.041(D2H)0.776。  6.通过对不同竹种东南西北4个不同方向竹材的物理和力学性能分析表明,各个丛生及散生竹种不同方向之间的物理和力学性能存在一定的差异,但这种差异均不存在显著性,说明这些不同竹种的东西南北各个方向对竹材的物理和力学性能均没有影响,竹材的这种特性与它的本身构造密切相关。  7.各竹种的各个密度及干缩率之间存在一定的差异,其中在密度中硬头黄、花吊丝竹、毛脚龙竹的各个密度均较大,吊丝球竹、麻竹的各个密度均较小,其他竹种则居中。干缩率中麻竹、硬头黄、撑绿竹、吊丝球竹的各干缩率相对较大,毛脚龙竹、金佛山方竹、斑竹则相对较小,其他竹种则居中。不同竹种之间的密度及干缩率的差异与各竹种的含水率差异及各竹种的本身构造差异有关。另外不同竹种之间的顺纹抗剪强度、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量也存在着一定的差异,慈竹、梁山慈、硬头黄、花吊丝竹、楠竹为力学性能较大的一类,料慈竹、撑绿竹、云南龙竹、毛脚龙竹、吊丝单竹、清甜竹、金佛山方竹、斑竹则为力学性能居中的一类,麻竹、吊丝球竹则为力学性能较小的一类。  8.各竹种的气干密度与各力学性质存在一定的曲线或直线关系,其中在气干密度与抗剪强度关系中,除了慈竹、花吊丝竹、毛脚龙竹、金佛山方竹等竹种外,其他竹种均可利用abτρ=、12abτρ+=方程进行估测。在气干密度分别与顺纹抗压强度、抗弯强度、121212顺纹抗拉强度的关系中除了部分竹种外均可利用abσ12ρ=12、12abσρ+=进行估测,12其中在气干密度与顺纹抗拉强度关系中除了硬头黄、花吊丝竹、毛脚龙竹、金佛山方竹外,其他竹种均可利用此方程估测。在气干密度与顺纹抗压强度关系中除了花吊丝竹、毛脚龙竹外,其他竹种均可利用此方程估测。在气干密度与抗弯强度关系中除了毛脚龙竹外,其他竹种均可利用此方程估测。在气干密度与抗弯弹性模量关系中,除了花吊丝竹、毛脚龙竹外,其他竹种均可以采用E12abρ=12、12Eabρ+=方程进行估测。另外,分析表明各竹种12的抗弯强度与抗弯弹性模量也均存在一定的关系,均可以采用E12abσ=、12Eabσ+=方程进行估测。此外,在各竹种的气干密度与力学性质、抗弯强度与抗弯弹性模量相关估测方程中,各方程的精确度又存在一定的差异。1212  9.不同竹种气干差异干缩、全干差异干缩存在一定的差异,且各竹种的全干差异干缩均大于气干差异干缩,其中毛脚龙竹、斑竹、慈竹、吊丝单竹的全干及气干差异干缩较大,麻竹、料慈竹、梁山慈、吊丝球竹的全干及气干差异干缩为中等,硬头黄、花吊丝竹、撑绿竹、云南龙竹、清甜竹、金佛山方竹全干及气干差异干缩则较小。  10.参照木材的材性部分分级标准,对各竹材物理力学性能的评价表明不同竹种的各项物理及力学强度存在一定的差异,分别属于不同的等级。在物理指标评定中,气干密度、体积干缩系数、气干弦向干缩率、全干弦向干缩率中各竹种均处于一定的等级。采用顺纹抗剪强度和抗弯强度对不同竹种强度评价,各竹种均处于较低等级,采用顺纹抗压强度和抗弯强度对不同竹种强度评价,各竹种则处于中、高等级。由于对竹材还没有特定的分级规定标准,因此适当参照木材的评价标准对竹材的物理力学性能进行评价具有一定的实际参考意义。  总体分析来看,黔北地区各调查竹种中适合于建筑及加工利用竹材主要竹种有楠竹、慈竹、硬头黄、梁山慈、花吊丝竹、斑竹等竹种,若是作为建筑及加工用材即可大面积推广。
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