陳勇平 高 甜 李德山 郭文靜

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所 北京 100091； 2.故宮博物院 北京 100009)

馬尾松木材內(nèi)部空洞的雷達(dá)檢測(cè)與定量評(píng)估*

陳勇平1高 甜2李德山2郭文靜1

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所 北京 100091； 2.故宮博物院 北京 100009)

【目的】 研究快速有效的古建筑木柱內(nèi)部空洞殘損評(píng)測(cè)方法，科學(xué)確定木柱內(nèi)部空洞的存在位置及大小。【方法】 以古建筑木構(gòu)件常用的馬尾松木材為研究對(duì)象，采取人工模擬方法在木段端部制作不同大小、不同位置和不同形狀的空洞殘損，利用雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)探測(cè)空洞殘損，通過分析木材內(nèi)部殘損在雷達(dá)檢測(cè)方法下的表現(xiàn)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)木材內(nèi)部空洞的快速識(shí)別和表征?！窘Y(jié)果】 雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)木材內(nèi)部殘損進(jìn)行快速判別，雷達(dá)波在木材中探測(cè)到空洞時(shí)，其交界面會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈反射，對(duì)應(yīng)反射波形為谷-峰-谷，同時(shí)檢測(cè)圖像中出現(xiàn)黑-白-黑的特征形態(tài)； 根據(jù)雷達(dá)檢測(cè)圖像可以對(duì)木材內(nèi)部殘損面積進(jìn)行大致評(píng)估，但依據(jù)雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果生成的殘損面積與實(shí)際殘損面積存在一定偏差； 雷達(dá)檢測(cè)方法對(duì)木材內(nèi)部殘損形狀的預(yù)估難度較大，若不經(jīng)過其他處理難以準(zhǔn)確識(shí)別三角形、四邊形、圓形等各種形狀的空洞殘損； 邊緣位置空洞殘損雷達(dá)檢測(cè)圖像與中心位置空洞殘損雷達(dá)檢測(cè)圖像明顯不同，中心位置空洞殘損其交界面在雷達(dá)檢測(cè)圖像中波動(dòng)較為平緩，邊緣位置空洞殘損其交界面在雷達(dá)檢測(cè)圖像中波動(dòng)較大，利用雷達(dá)檢測(cè)方法能正確區(qū)分邊緣或中心空洞殘損?！窘Y(jié)論】 雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)是一種基于雷達(dá)回波探測(cè)目標(biāo)物的檢測(cè)方法，該技術(shù)應(yīng)用于木材內(nèi)部殘損評(píng)估，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部空洞殘損的快速檢出，并可預(yù)估殘損的存在位置及大小。

馬尾松； 木柱； 空洞殘損； 無損檢測(cè)； 雷達(dá)； 古建筑

中國有著五千年文明史，既是世界上文物古建筑最多的國家，也是木結(jié)構(gòu)古建筑最多的國家。然而作為木結(jié)構(gòu)建筑最主要承重件的木構(gòu)件，由于生物材料特性,很容易發(fā)生腐朽并產(chǎn)生空洞(Ridout， 2000； 陳允適， 2007)，尤其在空氣潮濕時(shí)，腐朽的速度更快。承重木構(gòu)件材質(zhì)狀況是決定木結(jié)構(gòu)整體安全的重要指標(biāo)，而承重木柱是承重木構(gòu)件中至為重要的部分。我國古建筑用承重木柱多為大徑級(jí)木材，且木柱表面多有地仗或油飾層，內(nèi)部出現(xiàn)腐朽和空洞僅靠外部的刺探或敲擊無法及時(shí)察覺，所以，研究快速有效的古建筑木柱內(nèi)部殘損評(píng)測(cè)方法，科學(xué)確定木柱內(nèi)部殘損的存在位置及大小，對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑的保護(hù)及修繕設(shè)計(jì)具有重要意義。

對(duì)古建筑木柱內(nèi)部殘損進(jìn)行檢測(cè)，最重要的原則是不能對(duì)檢測(cè)對(duì)象造成力學(xué)損傷，即要做到無損。以往木材內(nèi)部殘損的評(píng)估中，所應(yīng)用的無損檢測(cè)方法主要有阻力儀檢測(cè)法(Rinn， 1994； Marcin， 2009； Brandon， 2014； 張富文等， 2016)和應(yīng)力波檢測(cè)法(Bucur， 2003； Nicolottietal.， 2003； 陳方翔等； 2015)。但由于部分古建筑的特殊性，既不能應(yīng)用阻力儀微型探針刺探木柱內(nèi)部，也不能在木柱表面懸掛鐵釘進(jìn)行應(yīng)力波斷層掃描，故本文引入了一種完全非侵入式新型無損檢測(cè)方法——雷達(dá)檢測(cè)法。該技術(shù)在林業(yè)領(lǐng)域主要應(yīng)用于植物根系探測(cè)(Kiraetal.， 2014； 崔喜紅等， 2011)，在木材特別是古建筑木材內(nèi)部殘損檢測(cè)方面僅部分學(xué)者開展了一些探索性研究，如活立木的健康評(píng)價(jià)(Butnoretal.， 2009)及木材內(nèi)部缺陷的檢出(Sandeepetal.， 2008； Udayaetal.， 2011； 邸向輝等， 2013)等。鑒于此，本文以古建筑木構(gòu)件常用的馬尾松木材為研究對(duì)象，采取人工模擬方法在木段端部制作不同大小、不同位置和不同形狀的空洞殘損，利用雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)探測(cè)空間殘損，以期通過分析木材內(nèi)部殘損在雷達(dá)檢測(cè)方法下的表現(xiàn)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)古建筑木柱內(nèi)部空洞的快速檢出以及位置和大小的識(shí)別。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

馬尾松(Pinusmassoniana)木材采自湖南省攸縣黃豐橋國有林場(chǎng)。采集地海拔440 m，造林年度為1966年，樹齡50年，胸徑51.5 cm，樹高約22 m。

1.2試材加工

馬尾松原木伐倒后，自樹根位置80 cm起按每段長約80 cm截取木段，以模擬短柱； 截?cái)嗪蟮哪径谓?jīng)挑選分別編號(hào)為1#、2#、3#、4#…15#，同時(shí)標(biāo)記起始檢測(cè)點(diǎn)。取1#-4#木段分別加工制作不同大小(圖1a、b和c)、不同形狀(圖1b、d和e)和不同位置(圖1c和f)的空洞，其中1#木段直徑約50 cm，2#木段直徑約46 cm，3#木段直徑約48 cm，4#木段直徑約44 cm，空洞深度約20 cm。取7#木段作為測(cè)試用健康對(duì)照材，木段直徑約40 cm。其余木段用于其他殘損模擬或?qū)φ赵囼?yàn)，如5#木段加工成邊緣具有不規(guī)則空洞的殘損材，6#木段加工成具有外緣開裂的殘損材，8#木段為健康對(duì)照材，9#、10#木段為腐朽試驗(yàn)用材，11#、12#、13#、14#、15#木段為試驗(yàn)備用材。試材含水率約為100%。

1.3試驗(yàn)儀器

采用美國TRU樹木雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)，主要參數(shù)設(shè)置為：頻率900 MHz，最大掃描直徑4.2 m，深度分辨率1.9 mm，數(shù)據(jù)采集間隔5 mm。

1.4測(cè)試方法

TRU樹木雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)主要包括雷達(dá)操控系統(tǒng)和雷達(dá)檢測(cè)裝置2部分，其中雷達(dá)檢測(cè)裝置為封裝了雷達(dá)天線的組件。測(cè)試開始前先進(jìn)行準(zhǔn)備工作，主要分以下幾步：選定測(cè)試位置并測(cè)量該位置木段直徑；標(biāo)記測(cè)試起始和終止點(diǎn)；連接雷達(dá)操控系統(tǒng)和雷達(dá)檢測(cè)裝置；根據(jù)木段直徑選擇合理的測(cè)試基準(zhǔn)。選定測(cè)試基準(zhǔn)并校準(zhǔn)無誤后便可開始測(cè)試，測(cè)試時(shí)將雷達(dá)檢測(cè)裝置貼合于待測(cè)木段上(圖2a)，從標(biāo)記的起始檢測(cè)點(diǎn)開始推動(dòng)該雷達(dá)檢測(cè)裝置勻速繞木柱一周，回到起始檢測(cè)點(diǎn)時(shí)測(cè)試完成，整個(gè)過程的測(cè)試數(shù)據(jù)將被自動(dòng)采集并存入如圖2b設(shè)備附帶的存儲(chǔ)器中。為避免測(cè)試過程中雷達(dá)檢測(cè)裝置因貼合不穩(wěn)而產(chǎn)生干擾，在測(cè)試完成前應(yīng)確保雷達(dá)檢測(cè)裝置始終與待測(cè)木段保持緊密貼合； 如果存在無法避免的凹陷、凸起等難以緊密貼合的檢測(cè)區(qū)域，應(yīng)予以位置注明，以便在圖像分析時(shí)進(jìn)行殘損規(guī)避。

圖1 木段內(nèi)部空洞殘損模擬加工Fig.1 Fabrication of internal cavity damages in wood columnsa.空洞直徑約為木材直徑1/2 The ratio of cavity to wood diameter is about one half；b.空洞直徑約為木材直徑1/3 The ratio of cavity to wood diameter is about one third；c.空洞直徑約為木材直徑1/4 The ratio of cavity to wood diameter is about one quarter；d.中心三角形空洞 Triangular cavity at the center；e.中心四邊形空洞 Quadrangular cavity at the center；f.邊緣圓形空洞 Circular cavity at the edge.

圖2 樹木雷達(dá)檢測(cè)設(shè)備及測(cè)試方法Fig.2 Tree radar unit (TRU) and testing methoda.雷達(dá)檢測(cè)裝置 Detector of the TRU; b.雷達(dá)操控系統(tǒng) Operating system of the TRU.

2 結(jié)果與分析

2.1空洞殘損的存在識(shí)別

在開展木材內(nèi)部空洞殘損大小和位置識(shí)別前，需要進(jìn)行健康木材和殘損木材的雷達(dá)測(cè)試圖像對(duì)比分析，找出木材空洞殘損在雷達(dá)檢測(cè)方法下的表現(xiàn)形態(tài)，從而以此為基礎(chǔ)進(jìn)行木材內(nèi)部殘損的定量評(píng)估。據(jù)此，對(duì)7#健康木材和1#空洞殘損木材進(jìn)行雷達(dá)掃描，結(jié)果如圖3所示。

通過健康木材(圖3a)和空洞殘損木材(圖3b)的雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比分析可知，當(dāng)木材內(nèi)部存在空洞殘損時(shí)，雷達(dá)檢測(cè)圖像的非表層區(qū)域會(huì)出現(xiàn)黑-白-黑的異常特征形態(tài)，該特征形態(tài)對(duì)應(yīng)的反射波形為谷-峰-谷。這是因?yàn)槟静膬?nèi)部空洞與木材本身具有不同的介電性、導(dǎo)磁性等物理特性，對(duì)電磁波具有不同的波阻抗，進(jìn)入木材的電磁波在穿過內(nèi)部空洞時(shí)，由于界面兩側(cè)的波阻抗不同，電磁波在介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生強(qiáng)反射，從而引起反射波形和檢測(cè)圖像的變化。根據(jù)此特征，可以判定木材內(nèi)部是否存在空洞殘損，進(jìn)一步分析檢測(cè)圖像殘損邊界可以實(shí)現(xiàn)殘損大小和位置表征。此外，無論是健康木材還是空洞殘損木材，其檢測(cè)圖像的表層區(qū)域(一般該區(qū)域深度在0～10 cm之間)均會(huì)出現(xiàn)白-黑-白的特征形態(tài)，這是因?yàn)闄z測(cè)裝置發(fā)出的雷達(dá)波從空氣中進(jìn)入木材時(shí)，介質(zhì)的介電性能變化在木材表面(空氣和木材的交界面)產(chǎn)生強(qiáng)反射所導(dǎo)致。

2.2空洞殘損的面積評(píng)估

由上述可知，通過分析雷達(dá)波反射波形和檢測(cè)圖像可以判定木材內(nèi)部空洞殘損是否存在，但在實(shí)際應(yīng)用中殘損的面積往往更被關(guān)注和重視，為此本文進(jìn)一步開展了雷達(dá)檢測(cè)下的殘損面積評(píng)估。將圖1a、b和c對(duì)應(yīng)的不同大小空洞殘損試材進(jìn)行雷達(dá)掃描，結(jié)果如圖4所示。

圖3 健康及殘損木材的雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果Fig.3 Testing result of the healthy and damaged wood columns by TRUa.健康木材 Healthy wood column；b.殘損木材 Damaged wood column.

從圖4可以看出，試材的空洞殘損均被準(zhǔn)確識(shí)別，但由于空洞大小不一樣，不同試材其殘損邊界檢測(cè)結(jié)果距表層的距離略有不同。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，圖4a殘損邊界距表層起始值約14 cm，殘損邊界距表層距離大多在14～18 cm之間；圖4b殘損邊界距表層起始值約18 cm，殘損邊界距表層距離大多在18～23 cm之間；圖4c殘損邊界距表層起始值約19 cm，殘損邊界距表層距離大多在19～23 cm之間。顯而易見，在3組試材直徑相近的情況下，殘損邊界越接近表層，殘損越嚴(yán)重，故圖4a所對(duì)應(yīng)的空洞殘損大于其他二者。圖4b和圖4c所對(duì)應(yīng)的殘損邊界與表層的距離雖接近，但因圖4b所對(duì)應(yīng)的試材直徑略大，故圖4b所對(duì)應(yīng)的空洞殘損大于圖4c。為獲得更為準(zhǔn)確的內(nèi)部殘損邊界，根據(jù)接收的雷達(dá)回波強(qiáng)度設(shè)定合理的殘損判定閾值，進(jìn)一步進(jìn)行殘損評(píng)估。從圖5可以看出，通過設(shè)定的閾值在指定區(qū)域找出超出閾值位置并進(jìn)行標(biāo)記，可使內(nèi)部殘損邊界(紅色曲線)在木材圓周展開方向上得以明顯顯示。

圖4 中心位置具圓形空洞的木材雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果Fig.4 Testing result of the wood columns with circular cavity at the center by TRUa.空洞直徑約為木材直徑1/2 The ratio of cavity to wood diameter is about one half；b.空洞直徑約為木材直徑1/3 The ratio of cavity to wood diameter is about one third；c.空洞直徑約為木材直徑1/4 The ratio of cavity to wood diameter is about one quarter.

為了更直觀地表示殘損大小，結(jié)合試材直徑進(jìn)行殘損的面積成像如圖6所示。以圖5a生成圖6a為例成像說明如下:圖5a為雷達(dá)檢測(cè)圖像，左上方交界處為坐標(biāo)0點(diǎn)，其橫向?yàn)闄z測(cè)對(duì)象圓周的展開，縱向?yàn)闄z測(cè)深度，系統(tǒng)每隔5 mm在橫向坐標(biāo)軸進(jìn)行1次標(biāo)記并計(jì)算殘損出現(xiàn)的深度，此后將圖5a標(biāo)記的檢測(cè)位置和殘損深度的數(shù)據(jù)順時(shí)針移植到圖6a的圓周上，并進(jìn)行內(nèi)部所有殘損起始點(diǎn)的連接，即可得到圖6a的殘損輪廓。圖6b和圖6c同理生成。

從圖6可以看出，空洞殘損的雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果為圖6a(對(duì)應(yīng)圖1a)gt; 圖6b(對(duì)應(yīng)圖1b)gt; 圖6c(對(duì)應(yīng)圖1c)，雷達(dá)預(yù)測(cè)殘損面積大小的趨勢(shì)與實(shí)際木材殘損結(jié)果一致。將試材原始圖像及上述殘損圖像導(dǎo)入AutoCAD軟件，分別勾勒并計(jì)算殘損輪廓及外輪廓所圍成的面積，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表1。

從表1可以看出，3種圓形空洞實(shí)際殘損百分比分別為27.23%、11.96%和6.34%，而雷達(dá)測(cè)算殘損百分比分別為11.08%、3.54%和1.81%，雷達(dá)測(cè)算殘損面積低于實(shí)際殘損面積。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行殘損分析時(shí)，本文將木材介電常數(shù)和磁導(dǎo)率固定為一個(gè)數(shù)值，但實(shí)際上木材介質(zhì)組成(木材、水、空隙)比較復(fù)雜，處于非均質(zhì)狀態(tài)，故木材內(nèi)部介電常數(shù)也處于變化狀態(tài)，根據(jù)電磁波傳播理論，當(dāng)介質(zhì)中的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)不同時(shí)，電磁波傳播速度會(huì)變慢，從而在一定程度上加大了電磁波的衰減并延長了探測(cè)到交界面時(shí)的回波走時(shí)，因此在判定交界面時(shí)產(chǎn)生了一定的偏移，造成預(yù)估殘損面積小于實(shí)際殘損面積。此外，雷達(dá)預(yù)測(cè)的殘損百分比為未經(jīng)修正的原始數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)受木材含水率等因素影響較大，通過對(duì)圖1b試件的含水率變化跟蹤測(cè)試可知，木材含水率從100%變化至12%，雷達(dá)測(cè)算殘損百分比由3.54%變化為6.18%，檢測(cè)相對(duì)誤差從70.40%減少至48.33%。

圖5 中心位置具圓形空洞的木材殘損邊界雷達(dá)判定Fig.5 Determination of the damage boundary of the wood columns with circular cavity at the center by TRUa.空洞直徑約為木材直徑1/2 The ratio of cavity to wood diameter is about one half；b.空洞直徑約為木材直徑1/3 The ratio of cavity to wood diameter is about one third；c.空洞直徑約為木材直徑1/4 The ratio of cavity to wood diameter is about one quarter.

圖6 中心位置具圓形空洞的木材雷達(dá)成像結(jié)果Fig.6 Imaging result of the wood columns with circular cavity at the center by TRUa.空洞直徑約為木材直徑1/2 The ratio of cavity to wood diameter is about one half；b.空洞直徑約為木材直徑1/3 The ratio of cavity to wood diameter is about one third；c.空洞直徑約為木材直徑1/4 The ratio of cavity to wood diameter is about one quarter.

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2.3空洞殘損的形狀和位置確定

圖1d所示殘損木材(中心位置具三角形空洞)的雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果見圖7，圖1e所示殘損木材(中心位置具四邊形空洞)的檢測(cè)結(jié)果見圖8，圖1f所示殘損木材(邊緣位置具圓形空洞)的檢測(cè)結(jié)果見圖9。

從圖7和圖8可以看出，中心位置具四邊形空洞殘損木材的雷達(dá)檢測(cè)殘損面積大于三角形空洞殘損木材，這與實(shí)際情況一致。但從雷達(dá)成像結(jié)果上看，雷達(dá)檢測(cè)對(duì)空洞殘損的形狀預(yù)估誤差較大，若不經(jīng)過其他處理分析難以準(zhǔn)確地識(shí)別三角形、四邊形以及圓形等空洞。

綜合上述結(jié)果不難看出，邊緣位置具空洞殘損木材的雷達(dá)檢測(cè)圖像與中心位置具空洞殘損木材的雷達(dá)檢測(cè)圖像存在明顯不同，中心位置具空洞殘損時(shí)其交界面在雷達(dá)檢測(cè)圖像中波動(dòng)較為平緩(圖7、圖8及圖4c)，邊緣位置具空洞殘損時(shí)其交界面在雷達(dá)檢測(cè)圖像中表現(xiàn)為遠(yuǎn)、近交替的形態(tài)，波動(dòng)較大(圖9)。這是因?yàn)檫吘壩恢每斩吹耐鈧?cè)殘損邊界距表層距離較短，表現(xiàn)為近，內(nèi)側(cè)殘損邊界距表層距離較長，表現(xiàn)為遠(yuǎn)。同樣，將上述殘損圖像分別進(jìn)行面積測(cè)算和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表2。從表2可以看出，雷達(dá)預(yù)測(cè)空洞殘損面積與實(shí)際空洞殘損面積同樣存在偏差，有待進(jìn)一步研究修正。

圖7 中心位置具三角形空洞的木材雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果Fig.7 Testing result of the wood columns with triangular cavity at the center by TRU

圖8 中心位置具四邊形空洞的木材雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果Fig.8 Testing result of the wood columns with quadrangular cavity at the center by TRU

圖9 邊緣位置具圓形空洞的木材雷達(dá)檢測(cè)結(jié)果Fig.9 Testing result of the wood columns with circular cavity at the edge by TRU

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3 結(jié)論

1) 雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)馬尾松木材內(nèi)部空洞殘損進(jìn)行快速判別，雷達(dá)在探測(cè)到木材內(nèi)部空洞時(shí)，其交界面會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈反射并在雷達(dá)檢測(cè)圖像中表現(xiàn)出較明顯的黑-白-黑特征形態(tài)，對(duì)應(yīng)反射波形為谷-峰-谷。

2) 根據(jù)雷達(dá)檢測(cè)圖像可以對(duì)內(nèi)部空洞殘損面積進(jìn)行大致評(píng)估，但依據(jù)雷達(dá)檢測(cè)圖像生成的殘損面積與實(shí)際殘損面積存在一定偏差。

3) 利用雷達(dá)檢測(cè)方法預(yù)估木材內(nèi)部空洞的形狀難度較大，若不經(jīng)過其他處理難以準(zhǔn)確識(shí)別三角形、四邊形、圓形等空洞殘損。

4) 木材邊緣位置空洞殘損雷達(dá)檢測(cè)圖像與中心位置空洞殘損雷達(dá)檢測(cè)圖像明顯不同，中心位置空洞殘損其交界面在雷達(dá)檢測(cè)圖像中波動(dòng)較為平緩，邊緣位置空洞殘損其交界面在雷達(dá)檢測(cè)圖像中波動(dòng)較大，利用雷達(dá)檢測(cè)方法，能正確區(qū)分邊緣或中心空洞殘損。

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(責(zé)任編輯 石紅青)

DetectionandQuantitativeEvaluationofInternalCavityofPinusmassonianaWoodbyRadarTestingTechnology

Chen Yongping1Gao Tian2Li Deshan2Guo Wenjing1

(1.ResearchInstituteofWoodIndustry,CAFBeijing100091; 2.ThePalaceMuseumBeijing100009)

【Objective】 A method for rapid and effective detection of internal cavity damages of wooden columns was explored to precisely determine the position and size of the internal cavity inside the columns.【Method】Pinusmassonianawhich are commonly used wood species in wooden members of ancient timber buildings were studied, and cavities with different shapes, sizes and positions were artificially made at the end of the wood columns to simulate the internal damages. Radar nondestructive testing technology was adopted to detect the cavities. By analysis of the specific patterns of the radar waves, rapid identification and characterization of the internal cavity damages of the wood columns can be realized.【Result】 The result indicate that the radar nondestructive testing technology can be used to detect the internal damages of the wood columns rapidly. Once cavities inside the columns are detected, strong reflection will appear on the boundary presenting a reflection waveform of valley-peak-valley and meanwhile, the black-white-black especial patterns will appear on the radar image. The internal damage area inside the wood columns can be assessed roughly based on the radar image, though there is a discrepancy between the detected damage area by the radar and the actual damage area. It should be noted that the radar wave based method is difficult in retrieving the specific shape of the internal damages inside the columns. Without further data processing and analysis, it is difficult to identify various shapes of cavity damages such as triangle, quadrangle and circle. The radar image of the cavity damage at the edge of the wood columns differs remarkably from that in the center. The former is featured with a high fluctuation while the latter with a mild fluctuation. Thus, the cavity damages at the edge can be distinguished from those in the center based on this radar wave method.【Conclusion】 Radar nondestructive testing technology is based on radar echo for target detection. This technology can be used to detect the internal cavity damages of timbers rapidly and estimate the position and size of the damages inside the timber.

Pinusmassoniana； wooden column； cavity damage； nondestructive testing； radar； ancient timber building

10.11707/j.1001-7488.20171015

2016-07-28；

2016-09-22。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31570711)； 故宮博物院科研課題(KT2015-06)。

*郭文靜為通訊作者。

S781.5

A

1001-7488(2017)10-0139-07