打樁木的抗壓強(qiáng)度是影響其工程性能的關(guān)鍵指標(biāo),主要受以下因素的綜合作用:
1. 木材種類與微觀結(jié)構(gòu)
不同樹種的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、纖維排列和木質(zhì)素含量差異顯著。針葉材(如松木、杉木)因管胞排列整齊且木質(zhì)素含量高(約25%-35%),通??箟簭?qiáng)度優(yōu)于闊葉材。木材密度與強(qiáng)度呈正相關(guān),如橡木(密度0.75g/cm3)抗壓強(qiáng)度可達(dá)52MPa,而楊木(0.45g/cm3)僅28MPa。晚材率每增加10%,抗壓強(qiáng)度可提升15%-20%。
2. 含水率與纖維飽和點(diǎn)
當(dāng)含水率高于纖維飽和點(diǎn)(通常30%)時(shí),每降低1%含水率,抗壓強(qiáng)度增加約3%-5%。工程中常要求含水率控制在12%-15%以達(dá)到強(qiáng)度。但過(guò)度干燥(含水率<8%)會(huì)導(dǎo)致纖維脆化,強(qiáng)度下降達(dá)20%。
3. 荷載方向與缺陷影響
順紋抗壓強(qiáng)度約為橫紋的3-5倍,斜紋加載角度每增加10°,強(qiáng)度衰減8%-12%。單個(gè)直徑2cm的節(jié)疤可使局部強(qiáng)度降低30%,裂紋深度超過(guò)截面1/5時(shí)整體強(qiáng)度下降40%。
4. 環(huán)境作用與生物降解
長(zhǎng)期處于濕度>85%環(huán)境中,真菌侵蝕可使強(qiáng)度每年衰減8%-15%。白蟻侵害可使木材有效截面每少0.5-1mm。海水環(huán)境中的船蛆侵蝕速率可達(dá)2cm/年。
5. 處理工藝優(yōu)化
加壓浸漬處理可使防腐劑滲透深度達(dá)6-8cm,延長(zhǎng)使用壽命3-5倍。高溫?zé)崽幚恚?80-220℃)能提升尺寸穩(wěn)定性,但過(guò)度處理會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度損失15%-25%。樹脂改性處理可使抗壓強(qiáng)度提升30%以上。
6. 工程應(yīng)用參數(shù)
荷載持續(xù)時(shí)間超過(guò)10年時(shí),長(zhǎng)期強(qiáng)度約為短期值的50%-60%。溫度每升高10℃,強(qiáng)度下降約5%。pH<4或>9的土壤環(huán)境會(huì)加速纖維素降解,5年內(nèi)強(qiáng)度損失可達(dá)40%。
在實(shí)際工程中,建議選用密度>0.6g/cm3的樹種,采用真空加壓防腐處理,控制含水率在12%-15%區(qū)間,并通過(guò)超聲波檢測(cè)剔除內(nèi)部缺陷率>5%的構(gòu)件。沿海地區(qū)應(yīng)選用柚木等天然耐腐木材,并實(shí)施陰極保護(hù)等綜合防護(hù)措施。