核子水分/密度儀在碾壓質量檢測中替代挖坑法的可行性

■郝名揚

（四川中水成勘院工程勘察有限責任公司 四川成都 610072）

核子水分/密度儀在碾壓質量檢測中替代挖坑法的可行性

■郝名揚

（四川中水成勘院工程勘察有限責任公司 四川成都 610072）

土石壩碾壓質量檢測傳統(tǒng)的檢測方法為挖坑法、三點擊實法等、部分工程中還采用了附加質量法、核子水分/密度儀作為快速檢測方法。傳統(tǒng)方法具有可靠、直接的優(yōu)點。隨著科學技術的進步，新型快速檢測方法日益體現(xiàn)出檢測的優(yōu)勢，在以傳統(tǒng)方法為準的基礎上可建立對應關系，部分替代傳統(tǒng)方法大大提高檢測的效率，并實現(xiàn)施工過程的動態(tài)控制。

核子水分密度儀快速檢測挖坑法

0 前言

在土石壩體碾壓質量檢測中，傳統(tǒng)檢測方法有挖坑法、三點擊實法等，這類傳統(tǒng)檢測方法數(shù)據(jù)可靠、直接。在高強度機械化施工過程中，由于其檢測過程需要大量人工作業(yè)及室內試驗項目，檢測成果的反饋會受其制約，對寶貴的施工時間有所影響。

新興的快速檢測方法如附加質量法、核子水分/密度儀（也簡稱核子法）具有快速、可靠的有點，本文主要對核子水分/密度儀在碾壓質量檢測中替代挖坑法的可行性進行討論。

核子水分/密度儀在已建和在建工程中已有很多應用的實例，以核子水分/密度儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)檢測方法或部分代替，可以大大提高檢測效率，并能實現(xiàn)碾壓施工質量的動態(tài)監(jiān)控。

1 核子水分/密度儀原理

密度測量的原理：137Cs源射出γ射線進入被測材料中與物質原子的外圍電子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生康普頓散射，散射后的γ射線能量將減少，方向會改變。若物質的密度越大，康普頓散射的γ射線越多，于是通過測量散射后的γ射線的數(shù)量，即可判斷被測物質的密度。

含水量測量的原理：由241Am-Be源產(chǎn)生的快中子射入被測材料中，與料層內物質發(fā)生碰撞散射，減速、擴散，使快中子最后變成熱中子，熱中子被探測器探測，這個作用主要是由物質中的含氫量決定，而氫主要在水中，若被測材料中含水量大，熱中子數(shù)就多，反之就少。因此探測熱中子數(shù)的多少即反映其含水量的大小。

2 檢測方法分類

核子水分/密度儀根據(jù)儀器的設計特點可進行表面反射法、鉆孔透射法、雙孔透射法、鉆孔反射法檢測，滿足各種密度和水分的檢測需要。

3 工程實例

表1 檢測方法分類

本文作者曾參與某電站進行的“大壩填筑料碾壓試驗”項目，試驗中對雷達法、附加質量法、核子水分/密度儀法、壓實計等快速檢測方法進行試驗比較，本文作者負責實施了其中核子水分/密度儀一項檢測試驗內容。

3.1 試驗成果數(shù)據(jù)對比分析

選取一組在摻礫土料中碾壓試驗的檢測數(shù)據(jù)作比較分析，并用差值絕對值表示偏差的大小。

通過干密度與含水率散點圖可見，“核子水分/密度儀”與“挖坑法”測點數(shù)值有較好的對應性，個別點會現(xiàn)較大偏差，屬正?，F(xiàn)象。干密度偏差值最大為0.04 g/cm3，總體在0~0.1 g/cm3以內；含水率偏差值最大為2.3%，總體在2.5%以內。

表2 試驗數(shù)據(jù)成果表

3.2 檢測效率對比分析

在檢測效率方面，“核子水分/密度儀”較“挖坑法”有較明顯的優(yōu)勢：

（1）挖坑法需要現(xiàn)場挖坑、會對部分碾壓層面造成破壞，核子水分/密度儀檢測時造孔對碾壓層面造成的影響非常小，基本可以達到無損；

（2）挖坑法現(xiàn)場挖坑取樣、稱量、灌水的時間較長，核子水分/密度儀檢測一個點耗時很短，測試時間可以在0.5min~4min間選擇，對施工影響??；

（3）挖坑法含水率檢測需要在室內完成，且耗時較長，核子水分/密度儀現(xiàn)場可得出結果。

4 結論

核子水分/密度儀具有“快速”“準確”“無損”的優(yōu)點，在本次試驗抽取的“挖坑法”和“核子水分/密度儀”樣本數(shù)據(jù)對比分析結果可知，“核子水分/密度儀”檢測數(shù)據(jù)相對于“挖坑法”檢測檢測數(shù)據(jù)偏差幅度較小，數(shù)據(jù)成果穩(wěn)定、可靠。

核子水分/密度儀在現(xiàn)場檢測過程中省時，操作簡單，可快速出結果，能夠滿足機械化施工進度需要，實現(xiàn)碾壓質量的動態(tài)控制。

在碾壓施工過程中，核子水分/密度儀完全可以適應施工進度要求，作為快速檢測方法替代或與傳統(tǒng)檢測方法配合使用，提高工作效率。

TD12[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-160-1