岳小泉 王立海 王興龍 榮賓賓 葛曉雯 劉澤旭 陳清耀

(1.東北林業(yè)大學工程技術學院 哈爾濱 150040； 2.福建農林大學交通與土木工程學院 福州 350002)

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電阻斷層成像、應力波及阻抗儀3種無損檢測方法對活立木腐朽程度的定量檢測*

岳小泉1,2王立海1王興龍1榮賓賓1葛曉雯1劉澤旭1陳清耀2

(1.東北林業(yè)大學工程技術學院 哈爾濱 150040； 2.福建農林大學交通與土木工程學院 福州 350002)

【目的】應用電阻斷層成像法、應力波斷層成像法和阻抗儀法對活立木樹干腐朽程度進行檢測和定量表征，判斷3種方法的可靠性，為野外立木健康情況檢測提供基礎數(shù)據(jù)和理論依據(jù)?！痉椒ā吭诤邶埥」枮I市東北林業(yè)大學試驗林場內，選取水曲柳和北京楊各25株(15株腐朽，10株健康)共50株100個截面，采用PICUS Tree Tronic型樹木電阻斷層成像儀、Arbotom應力波斷層成像系統(tǒng)和Resistograph針式阻抗儀檢測及木芯質量損失率估測4種方法對斷面腐朽程度進行檢測和定量表征。以木芯質量損失率計算的樣木腐朽程度(Es)為真值，利用最小二乘法分別建立電阻測定的腐朽程度(Ed)、應力波測定的腐朽程度(Ey)及阻抗儀測定的腐朽程度(Ez)與真值(Es)之間的線性關系?！窘Y果】電阻斷層成像、應力波和阻抗儀3種無損檢測方法能在不同腐朽程度上表征活立木木材質量損失率； 從整體上來看，電阻檢測和應力波檢測結果與腐朽程度真值的擬合程度低于阻抗儀檢測結果與腐朽程度真值的擬合程度； 從不同腐朽階段來看，在Es<30%時，Ed和Es的相關系數(shù)最高(R=0.823，P<0.01)； 在30%≤Es<50%時，Ey和Es的相關系數(shù)最高(R=0.658，P<0.01)； 在Es≥50%時，Ez和Es的相關系數(shù)最高(R=0.914，P<0.01)?！窘Y論】電阻斷層成像法對木材早期腐朽的檢測比較敏感，而應力波斷層成像法則相對在木材腐朽稍嚴重時更準確，阻抗儀法在腐朽各個階段的檢測結果都較為準確，且在腐朽嚴重時最準確，但會對木材造成微損傷。3種無損檢測方法均能有效檢測活立木腐朽，并有各自的特點，在實際腐朽檢測中應根據(jù)實際檢測需要來選擇。關鍵詞： 質量損失率； 電阻斷層成像； 應力波傳播速度； 阻抗儀阻力損失值； 腐朽程度

木材無損檢測技術在避免對木材造成創(chuàng)傷和破壞的前提下，可以對木材腐朽缺陷進行快速、準確檢測，便捷地獲得木材的特性指標和內部狀況，不僅可為立木評價和林區(qū)經營提供科學依據(jù)，而且也能為優(yōu)化造材和合理加工提供重要參考。當前，木材無損檢測方法很多，其中，應用于活立木腐朽檢測的主要有應力波、阻抗儀和電阻技術(Wangetal.， 2004； 2008； 高珊等， 2013； 王立海等， 2001)。實際應用表明，各種檢測方法都有一定的優(yōu)缺點。

電阻斷層成像法在木材檢測中的應用是近幾年才發(fā)展起來的，能便捷地對活立木缺陷進行檢測。電阻斷層成像法在國外發(fā)展較早，Just等(1998)將其應用于活立木腐朽檢測中，證明了電阻斷層成像檢測法的可行性。Brazee等(2011)將聲波層析成像和電阻抗成像EIT(electric impedance tomography)相結合，檢測并量化了活立木內部的腐朽程度。徐速等(2006)、吳華橋等(2008)、周啟友等(2009)將ERT(electric resistance tomography)技術應用于立木樹干水分分布和移動研究，通過測量電阻值分析立木中的樹液流動情況，并通過反演計算獲得了立木截面的二維電阻圖像，從而分析降雨、晝夜變化等因素對立木中水分變化的影響。

應力波可檢測出木質材料的力學性能和內部缺陷，是目前較常用的木材無損檢測技術之一(徐華東等， 2014a； 楊學春等， 2005； 2007)。針對應力波斷層成像，徐華東等(2010)對40株旱柳(Salixmatsudana)進行檢測，研究應力波在立木檢測中的傳播規(guī)律，并應用應力波二維成像技術對旱柳的安全狀況進行了評估； Wang等(2007)分析傳感器數(shù)量對應力波成像的擬合度和誤差率的影響，并指出圖像擬合度接近90%和誤差率在0.1左右時，需12個傳感器才能滿足要求； 葛曉雯等(2014)聯(lián)合應用應力波和阻抗儀2種儀器對旱柳行道樹內部腐朽的位置、程度等狀況進行檢測，結果發(fā)現(xiàn)2種檢測方法的對應關系較好。

阻抗儀法主要用于立木、木橋及木結構等的探測。阻抗儀能夠以較高的效率獲得被檢測建筑木構件、立木或木材內部的缺陷情況(黃榮鳳等， 2007； 孫天用等， 2013； 2014)，因此在美國、歐洲和日本，對古建筑木結構進行維修前的木結構安全評價常采用阻力曲線圖。

本文將野外測試和室內試驗相結合，對活立木樹干腐朽程度進行檢測和定量表征。以木芯質量損失率計算值作為樣木腐朽程度的真值，分析野外應用電阻斷層成像法(下文簡稱電阻法)、應力波斷層成像法(下文簡稱應力波法)及阻抗儀法的檢測結果，判斷3種方法的可靠性，為野外立木健康情況檢測提供基礎數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于哈爾濱市東北林業(yè)大學試驗林場，地理坐標為126°37′E，45°43′N，海拔136～140 m，地形略有起伏，南高北低，西高東低，坡度<5°，土地總面積43.95 hm2。研究區(qū)屬溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，年均溫3.6 ℃，7月最高溫36.4 ℃，1月最低溫-38.1 ℃，無霜期136天，≥10 ℃年積溫2 757 ℃，年降水量600 mm左右。原生植被為溝谷榆樹疏林草原，并于20世紀50年代末期和60年代初期進行了人工林造林試驗，林場現(xiàn)有18種人工林分布在46個樣地內，每個樣地面積為0.5 hm2，每個樣地內都栽植1種樹種。

1.2 試驗材料及設備

2015年7月，在研究區(qū)內選擇水曲柳(Fraxinusmandshurica)和北京楊(Populus×beijingensis)為測試對象。在樣地內先目測可能存在內部腐朽的活立木，主要觀察樹干上是否有空洞、枝葉是否枯落、樹皮是否有腐爛或外傷、樹干是否有臃腫或是否存在痂皮現(xiàn)象等。目測后，水曲柳和北京楊各選取15株可能存在內部腐朽的活立木和10株健康活立木作為樣木。兩樹種樹齡均為50～60年，水曲柳胸徑為20～38 cm，北京楊胸徑為30～50 cm。

試驗主要采用3種儀器對立木進行測試： PICUS Tree Tronic型樹木電阻斷層成像儀(德國Argus公司生產)、Arbotom應力波斷層成像系統(tǒng)(德國RINNTECH公司生產)及型號為3450的Resistograph針式阻抗儀(德國FrankRinnIML公司生產)，瑞典樹木生長錐鉆，天津市泰斯特儀器有限公司生產的101-3A型鼓風干燥機。

1.3 測試方法

(1)

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 電阻斷層成像數(shù)據(jù)處理 圖1為電阻法測得的立木斷面電阻分布。該圖像表示樹木斷面的電阻率變化情況，紅色部分表示高電阻率區(qū)，藍色部分表示低電阻率區(qū)。為準確計算電阻斷層成像圖中的電阻值，先將彩色圖像進行灰度化(灰階0-255)，然后通過Matlab軟件將圖中的像素值轉化為電阻值，使電阻的數(shù)值顯示于圖像上，如圖2所示。現(xiàn)定義電阻檢測的腐朽程度為Ed，公式如下：

(2)

式中：R0為同種樹所有健康立木斷面阻抗儀檢測方向上電阻率的平均值(Ω)；Rd為某個腐朽斷面被檢測方向上的平均電阻率值(Ω)。

圖1 立木斷面電阻分布Fig.1 Resistance distribution of cross-section

1.4.2 應力波數(shù)據(jù)處理 圖3為應力波法測得的立木斷面波速分布圖。如果存在腐朽缺陷，則應力波傳播速度就變小，相應地在圖像中就呈現(xiàn)出顏色較深的區(qū)域(徐華東等， 2014a)。按照處理電阻斷層成像相同的圖像處理方式來計算應力波傳播速度?，F(xiàn)定義應力波檢測的腐朽程度為Ey，公式如下：

(3)

式中：Vj為同種樹所有健康立木斷面應力波測試儀檢測方向上應力波傳播速度的平均值(m·s-1)；Vf為某腐朽斷面被檢測方向上的平均傳播速度(m·s-1)。

1.4.3 阻抗儀數(shù)據(jù)處理 阻抗儀的檢測結果為阻力曲線圖，通過對阻力曲線圖進行分析可實現(xiàn)腐朽程度的定量。在阻力曲線圖(圖4)上，橫坐標表示

圖2 電阻分布灰度圖及對應的電阻值分布Fig.2 Grey-scale map and corresponding value of resistance distribution

圖4 阻抗儀Resistograph測得的阻力曲線Fig.4 Resistance curve of cross-section by Resistograph

探針鉆入木材的深度，縱坐標表示探針所受阻力的相對大小(單位：resi)。木材的硬度、密度等物理力學特性影響著探針受到的阻力大小(黃榮鳳等， 2007； 安源等， 2008)，當活立木某處發(fā)生腐朽時，該處木材的力學強度和密度就會顯著降低，探針鉆到該處時所受周圍木材的阻力就會降低，在阻力曲線圖上呈現(xiàn)為一個波谷，圖4中ABCD區(qū)域所包含的那段曲線表明活立木有腐朽。根據(jù)曲線圖上橫縱坐標軸的實際意義，現(xiàn)定義腐朽程度E(單位resi)，公式如下：

(4)

式中：L為下降段曲線在橫軸上投影的長度(mm)；H，h分別為下降段曲線左右兩邊AB和CD在縱軸上投影的長度(resi)；D為所測活立木橫截面的直徑(mm)。

圖3 立木斷面應力波波速分布Fig.3 The velocity distribution of stress wave about cross-section

應用此公式將每幅阻力曲線圖的腐朽程度(E)計算出來，找出所有斷面E的最大值(Emax)，則所有斷面的腐朽程度(Ez)按下式計算：

(5)

腐朽程度(Ez)是一個百分數(shù)(%)，介于0～100之間。

2 結果與分析

根據(jù)上述算法得到木芯質量損失率(作為腐朽程度真值Es)、電阻法腐朽程度(Ed)、應力波法腐朽程度(Ey)及阻抗儀法腐朽程度(Ez)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計結果如表1所示。

2.1 電阻檢測結果與腐朽程度真值之間的關系

用最小二乘法對Ed和Es進行一元線性回歸分析，得到回歸方程Ed=0.665 9Es+11.852(R2=0.516 6，R=0.718 8，P<0.01)，表明Ed和Es之間呈顯著正相關性。若以Es=30%和Es=50%為界線，分成Es<30%、30%≤Es<50%及Es≥50% 3個區(qū)域進行一元線性回歸分析(圖5)，在Es<30%時得到相應回歸方程Ed=1.303 3Es+4.285 5(R2=0.677 3，R=0.823 0，P<0.01)； 在30%≤Es<50%時得到相應回歸方程Ed=0.757 69Es+13.427(R2=0.067 7，R=0.260 2，P<0.01);在Es≥50%時得到相應回歸方程Ed=1.362 2Es-30.292(R2=0.304 9，R=0.552 2，P<0.01)。以上表明，在Es的各個區(qū)域，Ed和Es之間均呈顯著正相關性，但Es<30%區(qū)域的相關系數(shù)高于30%≤Es<50%和Es≥50% 2個區(qū)域的相關系數(shù)，因此，在Es<30%時，電阻檢測法檢測結果更可靠。

表1 各種檢測法測定結果統(tǒng)計

圖5 電阻檢測結果Ed和腐朽程度真值Es之間的關系Fig.5 Relationship between result of measuring resistance Ed and the truth value of degree of decay Es

2.2 應力波檢測結果與腐朽程度真值之間的關系

用最小二乘法對Ey和Es進行一元線性回歸分析，得到回歸方程Ey=0.999 3Es+7.536 9(R2=0.637，R=0.799，P<0.01)，此時Ey和Es之間呈顯著正相關性。同樣以Es=30%和Es=50%為界線，分成Es<30%、30%≤Es<50%及Es≥50% 3個區(qū)域進行一元線性回歸分析(圖6)，在Es<30%時得到相應回歸方程Ey=1.250 1Es+5.949 7(R2=0.399，R=0.632，P<0.01)； 在30%≤Es<50%時得到相應回歸方程為Ey=1 085 7Es+1.268(R2=0.432，R=0.658，P<0.01)； 在Es≥50%時得到相應回歸方程Ey=2.011Es-47.8(R2=0.626，R=0.791，P<0.01)。以上表明，在Es的各個區(qū)域，Ey和Es之間均呈顯著正相關性，但在Es≥30%時的擬合度高于Es<30%時的擬合度，說明在腐朽程度大于等于30%時，應力波檢測結果能較清晰地表征木材腐朽程度。

圖6 應力波檢測結果Ey和腐朽程度真值Es之間的關系Fig.6 Relationship between result of stress wave Ey and the truth value of degree of decay Es

2.3 阻抗儀檢測結果與腐朽程度真值之間的關系

用最小二乘法對Ez和Es進行一元線性回歸分析，得到相應回歸方程Ez=1.08Es+5.317(R2=0.688,R=0.829，P<0.01)，此時Ez和Es之間呈顯著正相關性，且擬合度較高。同樣以Es=30%和Es=50%為界線，分成Es<30%、30%≤Es<50%及Es≥50% 3個區(qū)域進行一元線性回歸分析(圖7)，在Es<30%時得到相應回歸方程Ez=1.311Es+2.538(R2=0.506，R=0.711，P<0.01)； 在30%≤Es<50%時得到相應回歸方程Ez=1.184Es-2.398(R2=0.337，R=0.58，P<0.01)； 在Es≥50%時得到相應回歸方程Ez=4.177Es-182.63(R2=0.843，R=0.914，P<0.01)。以上表明，Ez和Es之間在Es≥50%時擬合度最高，此時阻抗儀檢測結果能更清晰地表征木材質量損失率的情況。

圖7 阻抗儀檢測結果Ez和腐朽程度真值Es之間的關系Fig.6 Relationship between result of resistance Ez and the truth value of degree of decay Es

3 討論

3.1 電阻檢測結果與腐朽程度真值之間的關系分析

木材腐朽是指木材受到木腐菌感染，其細胞壁被分解引起的木材腐爛和解體。當木材出現(xiàn)腐朽變色時，菌絲生長需要大量水分，將使腐朽變色區(qū)含水率升高；同時，木腐菌分解木材的細胞壁，釋放出木材細胞中的離子。研究顯示，隨著立木變色腐朽的發(fā)生，其病變組織中的鉀、鈣、錳、鎂等金屬離子含量增加；而隨著陽離子濃度增加，立木中腐朽變色的組織與健康組織相比，其電阻會明顯減小(Houston， 1971)。電阻法測得的腐朽程度Ed主要反映了腐朽區(qū)域在活立木體內的含水率升高比例和其結構中金屬離子含量增加情況，腐朽程度真值Es主要反映了木材質量損失情況，質量損失率與腐朽分布范圍、木材結構破壞程度和力學強度密切相關(楊忠， 2005)，所以2種方法都能反映立木腐朽程度。在本研究中，當Es<30%時，Ed和Es之間呈顯著相關性，且相關系數(shù)最高，說明電阻法在檢測木材初期腐朽方面具有較好的靈敏性，若能盡早地發(fā)現(xiàn)木材腐朽，就能盡早防治，與其他方法相比，這是電阻檢測法的優(yōu)勢。

3.2 應力波檢測結果與腐朽程度真值之間的關系分析

木材中的大量纖維素、半纖維素和木質素若被木腐菌腐蝕，則會發(fā)生腐朽，此時其密度相應減小，木材內部將形成空洞。而當應力波在有缺陷的木材中傳播時，會繞過缺陷部位沿其邊緣傳播，傳播路徑由直線變?yōu)榍€，傳播時間增加，速度降低(徐華東等， 2014b)。應力波法測得的腐朽程度Ey主要反映了立木內部缺陷的大小情況，而木材的質量損失率也與腐朽分布范圍、木材結構破壞程度和力學強度密切相關(楊忠， 2005)，所以2種方法都能反映立木腐朽程度，其間存在相關關系。本研究中，當30%≤Es<50%時，Ey和Es之間在3種方法中相關系數(shù)最大，說明腐朽程度在此區(qū)域時，應力波檢測結果更準確。

3.3 阻抗儀測定結果與腐朽程度真值之間的關系分析

由于腐朽導致木材密度和強度下降(黃榮鳳等， 2007)，因此阻抗儀法測得的腐朽程度Ez主要反映了腐朽區(qū)域在活立木體內的分布比例和木材力學強度下降比例。而木芯質量損失率計算法利用了腐朽導致木材顏色和密度發(fā)生變化的原理，根據(jù)木芯質量損失率測得的腐朽程度Es主要反映了木材質量損失情況，質量損失率也與腐朽分布范圍、木材結構破壞程度和力學強度密切相關。所以2種方法都從多個角度體現(xiàn)了腐朽程度，并且在理論上具有很強的相關性。在本研究中，在Es≥50%區(qū)域，Ez和Es之間的相關系數(shù)最大，說明在腐朽嚴重時，阻抗儀檢測結果更準確。

3.4 3種無損檢測方法檢測結果的比較

從整體上來看，電阻檢測和應力波檢測結果與腐朽程度真值之間的擬合程度低于阻抗儀檢測結果與腐朽程度真值之間的擬合程度。活立木電阻值受多種因素影響，如環(huán)境濕度、溫度、含水率、腐朽程度、生長季節(jié)及測定部位等，且電阻檢測比較敏感，容易發(fā)生誤判(王立海等， 2001； Justetal.， 1998)，所以其擬合程度較低。同樣的，應力波檢測結果受橫截面形狀、缺陷類型、木材腐朽程度及傳感器數(shù)量等因素的影響(徐華東等， 2011； 鮑震宇等， 2013a； 劉澤旭等， 2014)，所以其擬合程度較低。對于阻抗儀，其探頭阻力與木材力學強度密切相關(安源等， 2008)，不易受其他因素影響。而質量損失率大小與木材絕干密度和木材力學強度直接相關，故阻抗儀檢測結果和質量損失率檢測真值之間的擬合程度較高。

從腐朽不同階段來看，電阻檢測法在腐朽程度Es<30%時，其檢測結果Ed和腐朽程度真值Es之間的擬合程度相對較高； 在30%≤Es<50%區(qū)域，應力波檢測結果Ey和腐朽程度真值Es之間的擬合程度在3種方法中相對較高； 而在Es≥50%區(qū)域，則是阻抗儀檢測結果Ez與腐朽程度真值Es之間的擬合程度在3種方法中相對較高。這可能與木材的腐朽過程有關，在木材腐朽初期，其質量、外觀等特征變化微小，但化學成分發(fā)生了變化。池玉杰(2002)指出，木材腐朽菌可以通過菌絲或者根狀菌索的延伸和蔓延來繁殖，當木材腐朽菌侵染進入木材細胞并在木材細胞間定居后，便分泌多種酶，將木材細胞壁中的纖維素、半纖維素和木質素分解為糖類，并進一步將其作為養(yǎng)料消化分解。木材電阻主要與腐朽區(qū)域的含水率升高比例和其結構中金屬離子含量的增加相關，因此在腐朽初期，電阻檢測方法比較準確。隨著木腐菌的分解過程開始穩(wěn)定，其電阻變化也就趨于平緩。 對于應力波檢測方法，在腐朽初期，木材內部并沒有形成空洞，因此應力波檢測不那么準確，而隨著腐朽程度的增加，導致木材內部慢慢形成空洞(李堅， 2002)。有研究(徐華東等， 2014a； 2014b)指出，當應力波遇到空洞時，不會沿直線傳播，而是繞著空洞缺陷沿空洞周圍進行傳播，此時應力波傳播路程增長，則相應的應力波傳播時間也增加。而在應力波儀器計算過程中，應力波傳播路程被設定為兩點之間最短的距離，應力波傳播時間增加，使傳感器接受信號時間變長，故檢測得到的應力波傳播速度變化能反映腐朽程度。對于阻抗儀檢測方法，無論腐朽程度如何，一旦發(fā)生腐朽均會使得木材密度發(fā)生變化，并導致力學性能下降，而阻抗儀探頭阻力與木材力學強度密切相關，在腐朽程度更嚴重時，阻力檢測值下降得更為明顯(黃榮鳳等， 2007； 張厚江等， 2011)，本試驗也表明在腐朽程度更大時，阻抗儀檢測結果較為準確。

4 結論

采用電阻斷層成像、應力波及阻抗儀3種無損檢測方法對立木樹干內部腐朽進行了檢測和定量表征，結果表明：

1) 電阻檢測結果(Ed)和腐朽程度真值(Es)之間呈顯著正相關性，且在腐朽程度Es<30%時，相對其他2種方法，電阻測定的腐朽程度(Ed)和腐朽程度真值(Es)之間的相關系數(shù)最大(R=0.823，P<0.01)。

2) 應力波檢測結果(Ey)和腐朽程度真值(Es)之間呈顯著正相關性，在腐朽程度Es≥30%時的相關系數(shù)大于腐朽程度小于30%時的相關系數(shù)。3種方法對比來看，在30%≤Es<50%時應力波檢測結果(Ey)和腐朽程度真值(Es)之間的相關系數(shù)最大(R=0.658，P<0.01)，說明在此腐朽程度時應力波檢測結果能更清晰地表征木材腐朽程度情況。

3) 阻抗儀檢測結果(Ez)與腐朽程度真值(Es)之間呈顯著正相關性，且Es≥50%時，在3種方法中其檢測結果(Ez)與腐朽程度真值(Es)之間的相關系數(shù)最大(R=0.914，P<0.01)。

4) 電阻斷層成像、應力波和阻抗儀3種無損檢測方法均能在不同腐朽程度上表征活立木木材質量損失率，而質量損失率是木材腐朽程度的主要表征指標(池玉杰， 2002)，因此3種無損檢測方法都能在一定范圍內有效檢測活立木的腐朽程度。

5) 電阻斷層成像、應力波和阻抗儀3種無損檢測方法各有特點，電阻法對早期腐朽(Es<30%)比較敏感， 而應力波法在腐朽程度稍微嚴重(30%≤Es<50%)時檢測結果相對較為準確， 阻抗儀法對不同腐朽程度的檢測結果都較為準確，且在腐朽程度嚴重(Es≥50%)時最為準確，但阻抗儀會對木材造成微損傷。因此，在實際腐朽檢測中應當根據(jù)實際檢測需要來選擇。

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(責任編輯 石紅青)

Quantitative Detection of Internal Decay Degree for Standing Trees Based on Three NDT Methods—Electric Resistance Tomography,Stress Wave Imaging and Resistograph Techniques

Yue Xiaoquan1, 2Wang Lihai1Wang Xinglong1Rong Binbin1Ge Xiaowen1Liu Zexu1Chen Qingyao2

(1.CollegeofEngineeringandTechnology,NortheastForestryUniversityHarbin150040；2.CollegeofTransportationandCivilEngineering,FujianAgricultureandForestryUniversityFuzhou350002)

【Objective】 Electric resistance tomography, stress wave imaging and resistograph were employed to detect and quantitatively characterize the internal decay for standing trees，then these three NDT(nondestructive testing)techniques were made comparisons in order to find out the appropriate technique matched with specific condition of standing trees in the forest field.【Method】An investigation about the accuracy of different NDT methods was carried out in the experiment forest of Northeast Forestry University in Harbin, Heilongjiang Province. 100 cross-sections ofFraxinusmandshuricaandPopulus×beijingensisstanding trees were tested by four methods: electric resistance tomography, stress wave tomography, resistograph and estimation weight loss ratios of wooden increment cores. Taking wood core samples as research objects, testing results of three other kinds of NDT methods were compared.Esdetermined by estimating weight loss ratios of wooden cores was regarded as the truth value of decay extent. Using ordinary least square regression to analyze the relationship betweenEsandEd(degree of decay determined by electric resistance tomography)，EsandEy(degree of decay determined by stress wave)，EsandEz(degree of decay determined by resistograph). 【Result】Results showed that three NDT methods were able to estimate the different degree of decay forFraxinusmandshuricaandPopulus×beijingensisstanding trees; As a whole, the fitting degree ofEdandEs,EyandEswere both lower than that ofEzandEs. In different decay degree, whenEs<30%,Edhad a strong positive correlation withEs(R=0.823，P<0.01), while when 30%≤Es<50%,Eyhave a significant positive correlation relationship withEs(R=0.658，P<0.01), electric resistance tomography had more sensitively reflect in incipient decay of standing trees, and stress wave had more accurate diagnosis on detecting middle decay of standing tress.Ezhad a strong positive correlation relationship withEs, and whenEs≥50%,Ezhave a more positive correlation relationship withEs(R=0.914，P<0.01).【Conclusion】 Electric resistance tomography showed better diagnosis than the other two methods for incipient decay of standing trees, while stress wave imaging method used in the middle stage of decay testing was best, and resistograph can be used in the different stages of decay. It was suggested that each technique could be employed in the practical internal decay testing for standing trees according to the decay stage and operational conditions.

mass loss rate; electric resistance tomography; velocity of stress wave; wood core resistance loss; decay extent

10.11707/j.1001-7488.20170315

2015-12-01；

2016-02-23。

948項目“便攜式立木腐朽電阻斷層成像關鍵技術引進”(2014-4-78)； 福建省教育廳科技項目(JA15155)； 福建省高水平大學建設專項基金(61201401801)； 國家自然科學基金項目(31300474)；黑龍江省自然科學基金面上項目(C201410)。

S715.3;S791.247

A

1001-7488(2017)03-0138-09

*王立海為通訊作者。