核子密度仪检测压实土密度的应用分析

孙俊峰

（黑龙江省水利工程质量检测第五分站，黑龙江黑河164300）

核子密度仪检测压实土密度的应用分析

孙俊峰

（黑龙江省水利工程质量检测第五分站，黑龙江黑河164300）

核子密度仪检测压实土密度与传统的环刀法、灌砂法等相比具有快速、无损的优势，已广泛应用于水利工程大型土方填筑工程压实土的质量检测工作，成为工程质量检测和控制的重要手段之一。结合黑河市爱辉区公别拉河近期治理工程压实土质量检测，采用美国坎贝尔国际公司生产的MC-3型核子密度仪，有针对性地与环刀法进行对比试验分析，论证了核子法的适用性和方便性，为今后类似工程的压实土密度检测工作提供参考。

核子法；环刀法；干密度；对比

公别拉河流域位于黑河市区南部，流经爱辉区罕达汽镇、锦河农场、西岗子镇、坤河乡，在坤河乡兰旗屯附近汇入黑龙江。黑河市爱辉区公别拉河近期治理工程项目有堤防工程、护岸工程及河道疏浚工程，总长18.94km，其中堤防工程长3.76km。

本次对比试验与土料碾压试验同步进行。铺土采用后退法铺料方式，铺土厚度为30cm，碾压6遍。土料最大干密度ρdmax=1.61g/cm3，最优含水率为20.9%。试验采用MC-3型核子密度仪与500cm3环刀原位取样进行对比分析，试验依据文献［2，3］进行。

1核子密度仪工作原理

MC-3型核子密度仪内有2种放射源：铯137γ源用来测量密度值，镅241/铍中子源用来测水分。中子源安装在核子仪机壳底部，γ源安装在辐射源金属杆底部，随测量的深度变化。测量密度时，铯137放射源发出的γ射线进入被测物质。如果被测物质的密度较低，穿过物质的γ射线就会很多，γ射线检测管在单位时间内的计数值就大。如果被测物质的密度较高，γ射线检测管在单位时间内的计数值就小。微处理器将测得的计数值与仪器内部的标准计数值进行计算，就可以得到被测物质的湿密度值。

测量水分时，中子源所发出的中子流进入被测物质，被测物质水分中的氢原子与高能中子相碰撞后使中子减速，减速后的慢中子被仪器内的中子管接收到。被测物质含水量大，单位时间内所转化的慢中子就多，反之就少。最后微处理器将接收的水分计数值与仪器内的水分标准数进行比较，计算出被测物质的含水率。

2核子密度仪与环刀法现场检测成果分析

核子密度仪与环刀法现场检测成果见表1。

从表1的试验数据可以看到，核子密度仪与环刀法测定的湿密度偏差为0.002g/cm3，含水量偏差为0.002g/cm3，2者检测结果的相差很小，可能是检测过程中由于检测的条件、检测方法或土的本身性质引起的。通过计算分析知道，核子密度仪与环刀法检测湿密度相关系数为0.91（＞0.90）；核子密度仪检测与环刀取样法含水量相关系数为0.95（＞0.90）；均满足规范要求，所以说核子密度仪可以用于施工中土密度的检测。2者相比较，环刀法检测过程中人为因素较大，试验的结果容易出现更大的误差。核子密度仪的人为因素引起的误差较小，只要通过现场标定，对湿密度偏差和含水量偏差进行校正后，试验的精度是很高的，总体来说核子密度仪检测成果更具稳定性和准确性。

表1核子密度仪与环刀法现场检测成果

3核子密度仪检测注意事项

（1）核子密度仪采用的γ射线源和中子源在使用中随时间而减弱，为保证检测数据准确应定期进行仪器的标准计数检测。

（2）核子密度仪标定一定要在作业现场或与施工环境相同的地点进行，当土料场发生变化时要对仪器进行重新标定。

（3）核子密度仪在现场标定时，其检测深度要尽可能达到压实厚度，对比点数不应少于30点，相关系数不应小于0.9。

4结语

核子密度仪是一种快速、准确地测量各种土壤、沥青、混凝土等建筑材料的水分及密度的智能化仪器，试验时间短，适合大型土方填筑工程施工质量检测工作。通过与环刀法的对比试验，可以看出采用核子密度仪检测土的密度，数据准确、可靠。只要做好对比标定工作，用核子密度仪检测土的密度是可行的。

［1］金锡兰，李金.浅谈路基压实度的质量检测技术［J］.安徽建筑，2001（05）.

［2］SL275-2001.核子水分-密度仪现场测试规程［S］.

［3］SL237-1999.土工试验规程［S］.

［4］田润暹，李俊杰.非粘性土的击实指标与干密度［J］.水利规划与设计，2004（04）.

TV52+3

B

1008-1305（2016）03-0003-01

10.3969/j.issn.1008-1305.2016.03.002

2016-04-02

孙俊峰（1972年—），男，高级工程师。