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。傳統方法具有可靠、直接的優點。隨著科學技術的進步，新型快速檢測方法日益體現出檢測的優勢，在以傳統方法為準的基礎上可建立對應關系，部分替代傳統方法大大提高檢測的效率，并實現施工過程的動態控制。

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，傳統檢測方法有挖坑法、三點擊實法等，這類傳統檢測方法數據可靠、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/密度儀代替傳統檢測方法或部分代替，可以大大提高檢測效率，并能實現碾壓施工質量的動態監控。

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生碰撞而產生康普頓散射，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源產生的快中子射入被測材料中，與料層內物質發生碰撞散射，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，熱中子數就多，反之就少。因此探測熱中子數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 試驗成果數據對比分析

選取一組在摻礫土料中碾壓試驗的檢測數據作比較分析，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”測點數值有較好的對應性，個別點會現較大偏差，屬正常現象。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 試驗數據成果表

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”有較明顯的優勢：

（1）挖坑法需要現場挖坑、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，對施工影響小；

（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”的優點，在本次試驗抽取的“挖坑法”和“核子水分/密度儀”樣本數據對比分析結果可知，“核子水分/密度儀”檢測數據相對于“挖坑法”檢測檢測數據偏差幅度較小，數據成果穩定、可靠。

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

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