核子密度儀在路基壓實(shí)檢測(cè)的應(yīng)用

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1、關(guān)于核子密度儀與灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)質(zhì)量的對(duì)比試驗(yàn)近年來，越來越多的路基施工工程把核子密度儀使用在路堤填筑的壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)上，配合高效的機(jī)械化施工，使施工進(jìn)度、施工質(zhì)量都得到了顯著的提高。我們?cè)诼逭胯F路永岑段YQ5標(biāo)的站場和路基填土施工中，學(xué)習(xí)兄弟局在青藏鐵路工程、浙贛鐵路提速改造工程的經(jīng)驗(yàn)，采用美國坎貝爾MC-3核子密度儀和K30平板載荷測(cè)試儀作為填筑質(zhì)量的檢測(cè)工具。并根據(jù)本標(biāo)段填料的情況，有針對(duì)性地對(duì)傳統(tǒng)的灌砂法和核子密度儀進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，以此考核使用核子密度儀在本標(biāo)段路基填筑質(zhì)量檢測(cè)適用性和理論性，為今后的檢測(cè)工作找出依據(jù)。1灌砂法和核子密度儀在路基檢測(cè)的

2、應(yīng)用范圍1.1灌砂法灌砂法是利用均勻顆粒的砂去置換試洞的體積，計(jì)算填料的濕密度，用酒精燃燒法測(cè)定含水量，然后計(jì)算出填料的干密度和壓實(shí)度，它是當(dāng)前填土最通用、最常規(guī)的檢測(cè)方法。它的缺點(diǎn)是：需要攜帶較多量的砂，而且稱量次數(shù)較多，計(jì)算步驟煩瑣，因此它的測(cè)試速度較慢。常常成為機(jī)械化施工的“瓶頸”和“咽喉”工序。1.2核子密度儀法該法是利用放射性元素測(cè)量土或路面材料的密度和含水量。這類儀器的特點(diǎn)是測(cè)量速度快，需要人員少，測(cè)試一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)兩、三分鐘就可以得出結(jié)果。10我標(biāo)段使用的MC-3型核子密度儀是美國CPN公司的產(chǎn)品，用于測(cè)定各種土料、土石混合料的密度、含水量。儀器

3、上的液晶顯示器可同時(shí)顯示出濕密度、干密度、含水量、含水率、壓實(shí)度（輸入填料的最大干密度后）、孔隙率（輸入填料的比重后）等檢測(cè)數(shù)據(jù)及測(cè)量條件。它有兩種測(cè)量方式：一種為反射式無需在被測(cè)體上打洞，測(cè)量深度達(dá)50～70mm；另一種為透射式，需在被測(cè)體面上用專用工具打一小洞，測(cè)量深度為300～500mm。它的缺點(diǎn)是，放射性物質(zhì)對(duì)人體有害。另外核子密度儀的水份測(cè)量是由高能量的快速中子，穿透材料時(shí)與水份中的氫原子碰撞，因氫原子與中子的質(zhì)量幾乎相等，碰撞后使中子的能量減速為慢中子反射回來，被儀器接收并與水（H2O）中氫的含量進(jìn)行比較，計(jì)算出含水量。但氫不是光以水的形式存于

4、填料之中，比如水泥、石灰、粉煤灰、有機(jī)土、粘性土等材料中都不同程度存在著水以外的氫，因此核子密度儀在監(jiān)測(cè)中，得出的濕密度值比通常用灌砂法檢測(cè)有所偏高，一定程度上影響測(cè)定的準(zhǔn)確性。所以，用核子密度儀檢測(cè)路基的壓實(shí)質(zhì)量，需與常規(guī)方法比較，找出現(xiàn)用填料的偏移特征，以驗(yàn)證其可靠性。2填料情況我標(biāo)段施工位置處在廣西壯族自治區(qū)桂東南地區(qū)，屬丘陵地帶。土質(zhì)分布以砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、頁巖風(fēng)化層、易風(fēng)化的軟石層及黏土層為主。根據(jù)建指《洛湛鐵路永岑段路基土方調(diào)配方案》，本標(biāo)段共需路基填料97萬m3,主要來源是移挖作填，取自路塹挖方及隧道棄渣。首先，我們對(duì)沿線各路塹挖方

5、山頭摸底，并取樣送試驗(yàn)室進(jìn)行填料的分組試驗(yàn)。在這個(gè)基礎(chǔ)上選出比較有代表性的兩個(gè)組別填料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。10具體的各項(xiàng)物理指標(biāo)見表1：表1土工試驗(yàn)報(bào)告號(hào)填料名稱填料組別液限WL％塑限WP％最大干密度g/cm3最佳含水量％比重Gs土粒組成（％）6020520.50.25　～～～～～～＜0.07520520.50.250.075TG2005081低液限粉質(zhì)黏土C組34.621.41.8817.4　　　23.62.40.610.8　TG2005076土質(zhì)細(xì)角礫B組　　　　2.6817.240.310.42.66.6　TG2005009細(xì)角礫土B組26.718.91.

6、9413.241.911.916.17.916.3注：具體試驗(yàn)結(jié)果見附件1、2、33對(duì)比試驗(yàn)3.1檢測(cè)方法：試驗(yàn)選擇在標(biāo)段項(xiàng)目填筑的路段上進(jìn)行，同一測(cè)點(diǎn)分別先用核子密度儀，后用灌砂法檢測(cè)。灌砂法的含水量采用酒精燃燒法測(cè)定。核子密度儀檢測(cè)以試孔為中心置儀器于路基縱橫兩個(gè)垂直位置分別測(cè)試兩次，以平均值為測(cè)試值，共檢測(cè)10點(diǎn)，取10組數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，求出密度和水份的修正值。3.2檢測(cè)依據(jù)規(guī)程：TB10102-2004《鐵路路基施工規(guī)范》；TB10102-2004《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》；TB10001-2005《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》；《新建鐵路洛陽至湛江線永州至

7、岑溪段路堤試驗(yàn)段施工實(shí)施細(xì)則》3.3檢測(cè)設(shè)備：核子密度儀為美國CPNMC-3型核子密度儀，測(cè)量深度250mm10，測(cè)量時(shí)間30s；用Wd擋檢測(cè)填層的壓實(shí)度，用Av擋檢測(cè)填層的孔隙率。灌砂儀為標(biāo)準(zhǔn)的灌砂儀，灌砂筒直徑150mm；量砂為粒徑0.25～0.75mm標(biāo)準(zhǔn)砂，砂的密度事先作好標(biāo)定；所用案秤、天平、鋼直尺等計(jì)量器具均檢定合格。4細(xì)粒土（粉質(zhì)黏土，土工試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)：TG2005081）的對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果及分析。4.1用3.1的檢測(cè)方法，我們首先對(duì)粉質(zhì)黏土為填料的路基填層壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果見表2：表2細(xì)粒土灌砂法核子密度儀法對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果匯總測(cè)點(diǎn)編號(hào)12

8、345678910灌砂法濕密度2.0912.0592.0482.0