核子水分/密度仪在碾压质量检测中替代挖坑法的可行性

■郝名扬

（四川中水成勘院工程勘察有限责任公司 四川成都 610072）

核子水分/密度仪在碾压质量检测中替代挖坑法的可行性

■郝名扬

（四川中水成勘院工程勘察有限责任公司 四川成都 610072）

土石坝碾压质量检测传统的检测方法为挖坑法、三点击实法等、部分工程中还采用了附加质量法、核子水分/密度仪作为快速检测方法。传统方法具有可靠、直接的优点。随着科学技术的进步，新型快速检测方法日益体现出检测的优势，在以传统方法为准的基础上可建立对应关系，部分替代传统方法大大提高检测的效率，并实现施工过程的动态控制。

核子水分密度仪快速检测挖坑法

0 前言

在土石坝体碾压质量检测中，传统检测方法有挖坑法、三点击实法等，这类传统检测方法数据可靠、直接。在高强度机械化施工过程中，由于其检测过程需要大量人工作业及室内试验项目，检测成果的反馈会受其制约，对宝贵的施工时间有所影响。

新兴的快速检测方法如附加质量法、核子水分/密度仪（也简称核子法）具有快速、可靠的有点，本文主要对核子水分/密度仪在碾压质量检测中替代挖坑法的可行性进行讨论。

核子水分/密度仪在已建和在建工程中已有很多应用的实例，以核子水分/密度仪代替传统检测方法或部分代替，可以大大提高检测效率，并能实现碾压施工质量的动态监控。

1 核子水分/密度仪原理

密度测量的原理：137Cs源射出γ射线进入被测材料中与物质原子的外围电子发生碰撞而产生康普顿散射，散射后的γ射线能量将减少，方向会改变。若物质的密度越大，康普顿散射的γ射线越多，于是通过测量散射后的γ射线的数量，即可判断被测物质的密度。

含水量测量的原理：由241Am-Be源产生的快中子射入被测材料中，与料层内物质发生碰撞散射，减速、扩散，使快中子最后变成热中子，热中子被探测器探测，这个作用主要是由物质中的含氢量决定，而氢主要在水中，若被测材料中含水量大，热中子数就多，反之就少。因此探测热中子数的多少即反映其含水量的大小。

2 检测方法分类

核子水分/密度仪根据仪器的设计特点可进行表面反射法、钻孔透射法、双孔透射法、钻孔反射法检测，满足各种密度和水分的检测需要。

3 工程实例

表1 检测方法分类

本文作者曾参与某电站进行的“大坝填筑料碾压试验”项目，试验中对雷达法、附加质量法、核子水分/密度仪法、压实计等快速检测方法进行试验比较，本文作者负责实施了其中核子水分/密度仪一项检测试验内容。

3.1 试验成果数据对比分析

选取一组在掺砾土料中碾压试验的检测数据作比较分析，并用差值绝对值表示偏差的大小。

通过干密度与含水率散点图可见，“核子水分/密度仪”与“挖坑法”测点数值有较好的对应性，个别点会现较大偏差，属正常现象。干密度偏差值最大为0.04 g/cm3，总体在0~0.1 g/cm3以内；含水率偏差值最大为2.3%，总体在2.5%以内。

表2 试验数据成果表

3.2 检测效率对比分析

在检测效率方面，“核子水分/密度仪”较“挖坑法”有较明显的优势：

（1）挖坑法需要现场挖坑、会对部分碾压层面造成破坏，核子水分/密度仪检测时造孔对碾压层面造成的影响非常小，基本可以达到无损；

（2）挖坑法现场挖坑取样、称量、灌水的时间较长，核子水分/密度仪检测一个点耗时很短，测试时间可以在0.5min~4min间选择，对施工影响小；

（3）挖坑法含水率检测需要在室内完成，且耗时较长，核子水分/密度仪现场可得出结果。

4 结论

核子水分/密度仪具有“快速”“准确”“无损”的优点，在本次试验抽取的“挖坑法”和“核子水分/密度仪”样本数据对比分析结果可知，“核子水分/密度仪”检测数据相对于“挖坑法”检测检测数据偏差幅度较小，数据成果稳定、可靠。

核子水分/密度仪在现场检测过程中省时，操作简单，可快速出结果，能够满足机械化施工进度需要，实现碾压质量的动态控制。

在碾压施工过程中，核子水分/密度仪完全可以适应施工进度要求，作为快速检测方法替代或与传统检测方法配合使用，提高工作效率。

TD12[文献码]B

1000-405X（2015）-11-160-1