我国已经把文化遗产保护上升到了国家发展战略层面,其中大型木质文物结构的可靠性问题越来越受到世界各国的关注。目前,针对大型木质文物结构的工程问题研究涉及到力学、检测技术、材料学、建筑学等多学科领域及其交叉,文物保护部门也提出了对仪器装备、技术和成果方面的需求,而且开展历史保护措施的长效性检测评估工作是有效的手段。本文在课题组已开展的泉州湾宋代海船检测/监测研究工作的基础上,以船体主要用材——杉木板构件作为研究对象,研究探索了杉木板构件在温湿度变化环境和声环境中的可靠性问题,并对这两种环境共同作用下的杉木板构件的寿命进行预测,旨在为开发科学有效的检测仪器和监测系统提供基础资料。本文的主要内容有:由于古船木试件难以获取,本文采用一种有效的人工加速老化的方法模拟杉木板构件长期受到环境温湿度的环境条件,并使用数字散斑相关方法对老化后的杉木试件进行测量,研究发现,杉木在长期环境温湿度变化条件下的失效方式为沿径向开裂,而且随着老化次数增加,木材的弹性模量、泊松比和抗压强度都有所下降,并且通过与前人研究的结果对比证明了该方法可行。在考虑了环境温湿度变化对杉木湿度横纹应力影响的基础上,对木构件损伤累积模型进行了改进,通过试验得到了杉木湿度横纹应力与杉木横纹抗拉强度随时间变化的模型,根据改进的模型计算得到杉木板构件在泉州湾宋代海船博物馆的温湿度变化的环境中一年的损伤量为1.25×10-3。基于此研究,结果确定船体保存的适宜环境相对湿度为68%-72%范围内,并且在该环境下板构件一年的损伤量只有3.3 ×10-4。采用有限元理论对人工加速老化后的杉木板构件进行模态分析,运用边界元理论对杉木板构件进行声振耦合计算,并根据振动疲劳理论,得到了无裂纹的杉木板构件在声环境下一年的损伤量达到3.19x10-4,有裂纹的杉木板构件在声环境下一年的损伤量达到1.15×10-3。根据miner线性累积理论对杉木板构件受到环境温湿度和声振动共同作用下的剩余寿命进行预测,最终发现将环境湿度控制于68%-72%范围内,并使用填充材料对杉木板构件的裂纹进行填充,可以大大的延长泉州湾宋代海船船体的寿命。