核子密度儀檢測壓實土密度的應用分析

孫俊峰

（黑龍江省水利工程質量檢測第五分站，黑龍江黑河164300）

核子密度儀檢測壓實土密度的應用分析

孫俊峰

（黑龍江省水利工程質量檢測第五分站，黑龍江黑河164300）

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

核子法；環刀法；干密度；對比

公別拉河流域位于黑河市區南部，流經愛輝區罕達汽鎮、錦河農場、西崗子鎮、坤河鄉，在坤河鄉蘭旗屯附近匯入黑龍江。黑河市愛輝區公別拉河近期治理工程項目有堤防工程、護岸工程及河道疏浚工程，總長18.94km，其中堤防工程長3.76km。

本次對比試驗與土料碾壓試驗同步進行。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，最優含水率為20.9%。試驗采用MC-3型核子密度儀與500cm3環刀原位取樣進行對比分析，試驗依據文獻［2，3］進行。

1核子密度儀工作原理

MC-3型核子密度儀內有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，銫137放射源發出的γ射線進入被測物質。如果被測物質的密度較低，穿過物質的γ射線就會很多，γ射線檢測管在單位時間內的計數值就大。如果被測物質的密度較高，γ射線檢測管在單位時間內的計數值就小。微處理器將測得的計數值與儀器內部的標準計數值進行計算，就可以得到被測物質的濕密度值。

測量水分時，中子源所發出的中子流進入被測物質，被測物質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的中子管接收到。被測物質含水量大，單位時間內所轉化的慢中子就多，反之就少。最后微處理器將接收的水分計數值與儀器內的水分標準數進行比較，計算出被測物質的含水率。

2核子密度儀與環刀法現場檢測成果分析

核子密度儀與環刀法現場檢測成果見表1。

從表1的試驗數據可以看到，核子密度儀與環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引起的。通過計算分析知道，核子密度儀與環刀法檢測濕密度相關系數為0.91（＞0.90）；核子密度儀檢測與環刀取樣法含水量相關系數為0.95（＞0.90）；均滿足規范要求，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，環刀法檢測過程中人為因素較大，試驗的結果容易出現更大的誤差。核子密度儀的人為因素引起的誤差較小，只要通過現場標定，對濕密度偏差和含水量偏差進行校正后，試驗的精度是很高的，總體來說核子密度儀檢測成果更具穩定性和準確性。

表1核子密度儀與環刀法現場檢測成果

3核子密度儀檢測注意事項

（1）核子密度儀采用的γ射線源和中子源在使用中隨時間而減弱，為保證檢測數據準確應定期進行儀器的標準計數檢測。

（2）核子密度儀標定一定要在作業現場或與施工環境相同的地點進行，當土料場發生變化時要對儀器進行重新標定。

（3）核子密度儀在現場標定時，其檢測深度要盡可能達到壓實厚度，對比點數不應少于30點，相關系數不應小于0.9。

4結語

核子密度儀是一種快速、準確地測量各種土壤、瀝青、混凝土等建筑材料的水分及密度的智能化儀器，試驗時間短，適合大型土方填筑工程施工質量檢測工作。通過與環刀法的對比試驗，可以看出采用核子密度儀檢測土的密度，數據準確、可靠。只要做好對比標定工作，用核子密度儀檢測土的密度是可行的。

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

［2］SL275-2001.核子水分-密度儀現場測試規程［S］.

［3］SL237-1999.土工試驗規程［S］.

［4］田潤暹，李俊杰.非粘性土的擊實指標與干密度［J］.水利規劃與設計，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。