健康材的应力波传播速度是进行应力波无损检测时正确判断和分析的依据，在古建筑木构件腐朽和虫蛀程度的判断中显得尤为重要，现将国内外学者的有关测试结果汇总于此，以供检测时参考（见表12.4-2～表12.4-4）。
表12.4-2 应力波在健康材中的径向传播速度（FAKOPP提供）
表12.4-3 应力波在健康材中的传播速度（美国学者研究结果）
表12.4-4 应力波在健康材中的传播速度（日本学者研究结果）
在实施国家科技部社会公益研究专项“古建筑木结构防护和无损检测评价新技术研究”的过程中，我们对国内部分木材树种健康材进行了应力波传播时间和传播速度的测定，采用的仪器是匈牙利产的FAKOPP，得到了一些国产树种健康材的应力波传播速度，见表12.4-5。
表12.4-5 国产树种健康材的应力波传播速度
注：1.各栏数据中，第1行为均值，第2行左下为标准差，右下为变异系数。
2.含水率和密度为所测试材的平均值。
3.应力波速度v=L/T。
2.横向应力波在古建筑木构件腐朽与虫蛀检测中的应用
（1）云杉根据国外对健康云杉木材径向传播速度（为1210m/s）的测定结果，参照具体房椽的测定部位，通过对青海塔尔寺的11根无损检测房椽应力波传播速度与木材有无腐朽进行判断分析，可以发现，木材内部腐朽可以分为以下三种类型：
第一类（5号房椽）（见表12.4-6）。这一类木材是外部部分健康，而内部全部腐朽的类型。这一类型在外表观察，还有一些部位为健康材，但应力波无损检测后发现，其应力波速度均小于1200m/s，木材内部全部为腐朽材。可见用无损检测方法可以消除木材表面看似完好，其实内部已经完全腐朽的现象。
第二类（1号房椽、7号房椽）（见表12.4-7）。这一类木材是部分表里不一的类型。一种表现是在外表观察为健康材的，而经过应力波无损检测后发现并确定为腐朽材，如第一次测定的1.2m、1.0m部位，第二次测定的2.5m、2.9m部位外表为健康材，而其应力波速度均小于1200m/s，表明已经腐朽。而另一种表现表面明显腐朽而内部却不腐朽的情况，如7号房椽第一次在0.0m到2.8m共测定的7个点，只有1.5m和2.8m表层健康，而其他表层均有不同程度的腐朽，而应力波检测后发现，这一个方向所有检测各个部位均为健康型，表里不一。
表12.4-6 塔尔寺大金瓦殿腐朽与虫蚀房椽无损检测结果与现场腐朽分级记录（一）
表12.4-7 塔尔寺大金瓦殿腐朽与虫蚀房椽无损检测结果与现场腐朽分级记录（二）
第三类（6号房椽）（见表12.4-8）。这一类木材是虫蛀材。昆虫蛀蚀木材和木材腐朽不同，虫蛀材有很多细小的虫眼，而腐朽基本成片状或块状，后者易于用无损检测的方法鉴别出来，而虫蛀材一般比较困难。对6号房椽虫蛀材（当然也有些部位为腐朽材），无损检测与表层腐朽分级比较发现，对虫蛀部分（如1.7～2.5m）的虫蛀与腐朽情况，仍然可以用应力波检测出来，但相对而言难度较大。
表12.4-8 塔尔寺大金瓦殿腐朽与虫蚀房椽无损检测结果与现场腐朽分级记录（三）
（2）杨木
1）对杨木腐朽房椽的分析和讨论，根据对在罗布林卡测定的13号杨木健康材的测定结果，其健康材径向传播速度为1022～1190m/s，因此选择1022m/s作为分析确定其腐朽规律的依据。参考现场表层腐朽分级结果，通过在西藏测定的24根无损检测房椽应力波传播速度与木材有无腐朽进行判断分析，可以发现，与塔尔寺测定的云杉木材的内部腐朽可以分为以下两种类型：
第一类（见表12.4-9）。这一类木材是外部部分健康，而内部全部腐朽的类型。从表12.4-9可见，布达拉宫11号房椽在A-B方向所有部位，其中80cm、130cm处，表面健康，应力波速度均低于1022m/s，其余各个部位表层腐朽分级发现多为初腐或重腐，仅有两个点为健康。
表12.4-9 布达拉宫平错堆朗殿换下来的杨木腐朽与虫蚀房椽无损检测结果
第二类（见表12.4-10、表12.4-11）。这一类木材是部分表里不一的类型。一种表现是表面明显腐朽而内部却不腐朽的情况，如布达拉宫9号房椽（见表12.4-10）第一次测定在30～185cm的4个点，第二次测定在30～130cm的3个点；而表12.4-11所列的罗布林卡噶厦办公区的1号房椽，第一次测定在10～110cm的4个点，第二次测定在260cm、280cm的2个点，这些点表面观察分别为初腐、重腐，个别点为健康，而应力波检测之后所有这些点的传播速度均超过1022m/s，表明这些腐朽仅发生在测试部位的表层，而其内部还是健康的。
表12.4-10 布达拉宫平错堆朗殿换下来的杨木腐朽房椽无损检测结果
表12.4-11 罗布林卡噶厦办公区平房换下来的杨木腐朽房椽无损检测结果
2）对杨木腐朽房椽的分析和讨论。昆虫蛀蚀木材和木材腐朽不同，虫蛀材有很多细小的虫眼，而腐朽基本成片状或块状，后者易于用无损检测的方法鉴别出来，而虫蛀材一般比较困难。(www.xing528.com)
根据杨木健康材径向传播速度参考标准值1022m/s，分析在西藏测定的14根无损检测杨木虫蛀房椽的应力波传播速度，确定虫蛀木材的腐朽规律以及表面肉眼腐朽分级与无损检测的一致性。
对罗布林卡吉美曲溪9号虫蛀杨木房椽各点测定结果来看（见表12.4-12），表面观察多为虫蛀与腐朽，而应力波测定发现，其传播速度均小于杨木健康材径向传播速度参考标准值1022m/s，说明内部也是明显虫蛀或腐朽。
而从表12.4-13来看，布达拉宫2号房椽第一次测定的20cm、90cm、130cm和第二次测定的20～130cm的这些部位，表面观察为虫蛀或腐朽，但其无损检测结果应力波速度都大于杨木健康材径向传播速度参考标准值1022m/s，这表明所有这些点的虫蛀或腐朽仅见于表面，而内部还是健康的。
综合上述分析表明，在肉眼观察的基础上，采用应力波技术可以分析确定木材内部的虫蛀或腐朽缺陷。
（3）柏林由于测定的柏木试材数量仅为2株，缺少健康材应力波传播速度，难以分析其腐朽与虫蛀变化规律（见表12.4-14）。但从两个虫蛀材的所测各个点的应力波传播速度分布来看，3号房椽第一次测定在125cm、145cm处的结果应力波速度较高，而其他各点速度明显降低，该木构件腐朽特点为两头虫蛀和腐朽严重，中间部分较为健康。而1号房椽第一次测定在60～210cm各点的应力波速度均较两个端头高，其腐朽特点与3号房椽相同，为两头虫蛀和腐朽严重，中间部分较为健康。
（4）落叶松国外对落叶松健康材径向传播速度参考标准值1490m/s，据此，对布达拉宫的7号、8号落叶松腐朽房椽进行分析（见表12.4-15），结果发现2根房椽表面观察均为不同程度的腐朽，其应力波速度也都低于其相应的健康材参考值，说明其内部均发生腐朽，表明表面肉眼看到的腐朽分级与无损检测非常一致。
表12.4-12 罗布林卡吉美曲溪办公区平房换下来的杨木虫蛀和腐朽房椽无损检测结果
表12.4-13 布达拉宫平错堆朗殿换下来的杨木虫蛀和腐朽房椽无损检测结果
表12.4-14 布拉达宫和罗布林卡吉美曲溪换下来的虫蛀房椽无损检测结果（柏木）
（续）
表12.4-15 布达拉宫换下来的落叶松腐朽房椽无损检测结果
（5）木材腐朽与虫蛀检测结论通过对明显有表面腐朽或虫蛀的房椽进行无损检测，并计算应力波传播速度，根据对表面明显腐朽部位的重点监测，结果发现：
1）所有检测过的房椽除有部分明显的表层腐朽或虫蛀，还存在有不同程度的内部腐朽或虫蛀，发生腐朽的部位和多少随检测样木不同而异，云杉、杨木木材腐朽或虫蛀无损检测结果发现其变化规律基本一致。
2）有的房椽表面看还有健康材，但经过应力波无损检测发现内部全部腐朽或虫蛀。
3）表面腐朽一般难以用无损检测确定。
4）虫蛀材内部状况也可以用无损检测方法予以确定。
5）表层腐朽分级与无损检测结果大部分结果一致，但也有部分不尽相同，这和无损检测测定的位置有关。
6）FAKOPP应力波无损检测仪是快速准确的判定木材内部腐朽的无损检测设备。
3.纵向应力波在青海、西藏古建筑木构件残余动弹性模量检测中的应用
对塔尔寺大金瓦殿三层的脊檩、檩、梁、承椽檩、房椽等五种木构件的动弹性模量进行了测定，其中塔尔寺大金瓦殿顶层方檩残余动弹性模量（MOE）测定结果见表12.4-16。表中列出了应力波传播速度、木材密度、MOE和木材含水率，概括地说明了所测木构件现在的物理力学情况。
为了系统比较所测6种木构件的残余MOE的整体情况，对相应结果进行归纳整理，得到应力波检测的塔尔寺木构件特征与动弹性模量结果（见表12.4-17）。从表12.4-17可见，不同木构件残余动弹性模量大小不同，其中房椽的动弹性模量最高，而圆檩的残余动弹性模量最低，这和其承担的力学负荷大小是相关的。
同时与产于青海、甘肃和四川的紫果云杉（PiceaPurpurea）木材的气干密度（15%）和青海产紫果云杉木材静弹性模量（实验室方法测定）进行比较，确定所测木构件木材力学性能的变化。其中青海产紫果云杉气干密度为0.422g/cm3，而甘肃洮河的为0.429g/cm3，四川平武产的为0.481g/cm3，青海紫果云杉木材静弹性模量（实验室方法测定）为10689.31MPa。
比较发现，我们所测的木构件的密度与青海、甘肃和四川三地产的紫果云杉木材的气干密度处于相同的分布范围，其中顶层方檩、顶层梁、承椽檩密度与青海产紫果云杉非常接近，这也符合木材密度的变异规律。
一般地，木材动弹性模量和静弹性模量不能进行比较，但在无法进行同一实验方法检测时也可进行大致比较。研究表明，采用无损检测测定的动弹性模量比我们在实验室进行的木材力学试验测定的静弹性模量数值要高。据此，我们对本次测定结果与青海产紫果云杉木材静弹性模量（实验室方法测定）数值（MOE=10689.31MPa）进行比较，结果发现，除房椽外，其他四种木构件的残余MOE均比紫果云杉静MOE要低，其中顶层圆檩残余动弹性模量最低，降低最大，其余依次为顶层梁、顶三层脊檩、顶层方檩、顶层承椽檩。不同种类木构件残余MOE降低的次序和其承担的负荷是相关的，如圆檩和方檩相比，前者主要起承重作用，而后者只起辅助作用。
而房椽残余动弹性模量比紫果云杉静弹性模量略高，主要是采用应力波测定的结果比实验室所测要高许多所致。除去测定方法上的差别，还可以发现房椽的动弹性模量还是有所降低，但因其基本平铺在房顶，承重受力小，因此其力学强度降低也最小。上述分析表明，采用应力波检测技术评价古建筑木构件的残余力学强度是准确可行的。
表12.4-16 塔尔寺大金瓦殿顶层方檩残余动弹性模量测定结果表
表12.4-17 应力波检测的塔尔寺木构件特征与动弹性模量结果
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