孫俊峰

（黑龍江省水利工程質(zhì)量檢測第五分站，黑龍江黑河164300）

核子密度儀檢測壓實(shí)土密度的應(yīng)用分析

孫俊峰

（黑龍江省水利工程質(zhì)量檢測第五分站，黑龍江黑河164300）

核子密度儀檢測壓實(shí)土密度與傳統(tǒng)的環(huán)刀法、灌砂法等相比具有快速、無損的優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于水利工程大型土方填筑工程壓實(shí)土的質(zhì)量檢測工作，成為工程質(zhì)量檢測和控制的重要手段之一。結(jié)合黑河市愛輝區(qū)公別拉河近期治理工程壓實(shí)土質(zhì)量檢測，采用美國坎貝爾國際公司生產(chǎn)的MC-3型核子密度儀，有針對性地與環(huán)刀法進(jìn)行對比試驗(yàn)分析，論證了核子法的適用性和方便性，為今后類似工程的壓實(shí)土密度檢測工作提供參考。

核子法；環(huán)刀法；干密度；對比

公別拉河流域位于黑河市區(qū)南部，流經(jīng)愛輝區(qū)罕達(dá)汽鎮(zhèn)、錦河農(nóng)場、西崗子鎮(zhèn)、坤河鄉(xiāng)，在坤河鄉(xiāng)蘭旗屯附近匯入黑龍江。黑河市愛輝區(qū)公別拉河近期治理工程項(xiàng)目有堤防工程、護(hù)岸工程及河道疏浚工程，總長18.94km，其中堤防工程長3.76km。

本次對比試驗(yàn)與土料碾壓試驗(yàn)同步進(jìn)行。鋪土采用后退法鋪料方式，鋪土厚度為30cm，碾壓6遍。土料最大干密度ρdmax=1.61g/cm3，最優(yōu)含水率為20.9%。試驗(yàn)采用MC-3型核子密度儀與500cm3環(huán)刀原位取樣進(jìn)行對比分析，試驗(yàn)依據(jù)文獻(xiàn)［2，3］進(jìn)行。

1核子密度儀工作原理

MC-3型核子密度儀內(nèi)有2種放射源：銫137γ源用來測量密度值，镅241/鈹中子源用來測水分。中子源安裝在核子儀機(jī)殼底部，γ源安裝在輻射源金屬桿底部，隨測量的深度變化。測量密度時(shí)，銫137放射源發(fā)出的γ射線進(jìn)入被測物質(zhì)。如果被測物質(zhì)的密度較低，穿過物質(zhì)的γ射線就會(huì)很多，γ射線檢測管在單位時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值就大。如果被測物質(zhì)的密度較高，γ射線檢測管在單位時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值就小。微處理器將測得的計(jì)數(shù)值與儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，就可以得到被測物質(zhì)的濕密度值。

測量水分時(shí)，中子源所發(fā)出的中子流進(jìn)入被測物質(zhì)，被測物質(zhì)水分中的氫原子與高能中子相碰撞后使中子減速，減速后的慢中子被儀器內(nèi)的中子管接收到。被測物質(zhì)含水量大，單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)化的慢中子就多，反之就少。最后微處理器將接收的水分計(jì)數(shù)值與儀器內(nèi)的水分標(biāo)準(zhǔn)數(shù)進(jìn)行比較，計(jì)算出被測物質(zhì)的含水率。

2核子密度儀與環(huán)刀法現(xiàn)場檢測成果分析

核子密度儀與環(huán)刀法現(xiàn)場檢測成果見表1。

從表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看到，核子密度儀與環(huán)刀法測定的濕密度偏差為0.002g/cm3，含水量偏差為0.002g/cm3，2者檢測結(jié)果的相差很小，可能是檢測過程中由于檢測的條件、檢測方法或土的本身性質(zhì)引起的。通過計(jì)算分析知道，核子密度儀與環(huán)刀法檢測濕密度相關(guān)系數(shù)為0.91（＞0.90）；核子密度儀檢測與環(huán)刀取樣法含水量相關(guān)系數(shù)為0.95（＞0.90）；均滿足規(guī)范要求，所以說核子密度儀可以用于施工中土密度的檢測。2者相比較，環(huán)刀法檢測過程中人為因素較大，試驗(yàn)的結(jié)果容易出現(xiàn)更大的誤差。核子密度儀的人為因素引起的誤差較小，只要通過現(xiàn)場標(biāo)定，對濕密度偏差和含水量偏差進(jìn)行校正后，試驗(yàn)的精度是很高的，總體來說核子密度儀檢測成果更具穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

表1核子密度儀與環(huán)刀法現(xiàn)場檢測成果

3核子密度儀檢測注意事項(xiàng)

（1）核子密度儀采用的γ射線源和中子源在使用中隨時(shí)間而減弱，為保證檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確應(yīng)定期進(jìn)行儀器的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)檢測。

（2）核子密度儀標(biāo)定一定要在作業(yè)現(xiàn)場或與施工環(huán)境相同的地點(diǎn)進(jìn)行，當(dāng)土料場發(fā)生變化時(shí)要對儀器進(jìn)行重新標(biāo)定。

（3）核子密度儀在現(xiàn)場標(biāo)定時(shí)，其檢測深度要盡可能達(dá)到壓實(shí)厚度，對比點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于30點(diǎn)，相關(guān)系數(shù)不應(yīng)小于0.9。

4結(jié)語

核子密度儀是一種快速、準(zhǔn)確地測量各種土壤、瀝青、混凝土等建筑材料的水分及密度的智能化儀器，試驗(yàn)時(shí)間短，適合大型土方填筑工程施工質(zhì)量檢測工作。通過與環(huán)刀法的對比試驗(yàn)，可以看出采用核子密度儀檢測土的密度，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。只要做好對比標(biāo)定工作，用核子密度儀檢測土的密度是可行的。

［1］金錫蘭，李金.淺談路基壓實(shí)度的質(zhì)量檢測技術(shù)［J］.安徽建筑，2001（05）.

［2］SL275-2001.核子水分-密度儀現(xiàn)場測試規(guī)程［S］.

［3］SL237-1999.土工試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［4］田潤暹，李俊杰.非粘性土的擊實(shí)指標(biāo)與干密度［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2004（04）.

TV52+3

B

1008-1305（2016）03-0003-01

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.002

2016-04-02

孫俊峰（1972年—），男，高級工程師。