河道木樁的硬度是衡量其抗壓、抗沖擊及耐久性的關(guān)鍵指標(biāo),主要通過以下方式衡量:
一、硬度測(cè)試方法
1. Janka硬度測(cè)試:國際通用的木材硬度標(biāo)準(zhǔn),通過鋼球壓入木材表面至一半直徑深度所需壓力值(單位:N或lbf)衡量。河道常用硬木(如橡木、柚木)Janka值可達(dá)4000-5000N,軟木(松木)約500-1000N。
2. 布氏硬度(HB):以壓痕面積計(jì)算單位壓力,適用于評(píng)估木材在長期荷載下的抗變形能力。
3. 現(xiàn)場(chǎng)沖擊測(cè)試:使用擺錘或落錘測(cè)試木樁表面抗沖擊性,模擬水流沖擊環(huán)境。
二、影響因素
1. 木材種類:硬木密度(0.6-1.3g/cm3)普遍高于軟木(0.3-0.6g/cm3),直接影響硬度。如紫檀木硬度可達(dá)16HB,而杉木僅3HB。
2. 含水率:標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試需在12%含水率下進(jìn)行,飽和狀態(tài)木材硬度下降約30%。
3. 纖維結(jié)構(gòu):交錯(cuò)紋理木材(如榆木)比直紋木材抗壓強(qiáng)度高20%-40%。
三、工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)
1. GB/T 15777:規(guī)定木材硬度需結(jié)合順紋抗壓強(qiáng)度(≥40MPa)和抗彎彈性模量(≥8000MPa)綜合評(píng)估。
2. 防腐處理影響:CCA防腐劑滲透度需達(dá)6-12kg/m3,處理后的木材表面硬度可能提升15%,但內(nèi)部纖維可能弱化。
四、實(shí)際工程考量
河道木樁需在硬度指標(biāo)基礎(chǔ)上,結(jié)合水流速度(如3m/s以上需硬度≥3000N)、生物侵蝕風(fēng)險(xiǎn)(蛀木水虻偏好硬度<2000N木材)及凍融循環(huán)(年溫差50℃地區(qū)硬度損失率需<5%)進(jìn)行選材。通常要求木樁使用年限20年以上時(shí),Janka硬度不低于3500N,布氏硬度≥8HB。