核子密度湿度仪法在建设工程的应用
核子密度仪在道路工程上应用
核子密度仪在道路工程上应用摘要：在道路工程中，压实度检测是控制工程质量的重要内容之一，用传统灌砂法、环刀法、取芯法检测存在速度慢、效率低的问题。
基于此，本文以某国际工程赞比亚D019公路升级改造项目的施工为背景，首先阐述了核子密度仪的检测原理和检测方法，进而将其与传统灌砂法、环刀法进行比较。
通过对比，结果显示核子密度仪用于压实度具有精度和速度两方面的优势，在检测道路压实度的实用性和便捷性上更具有竞争力，最后提出型核子密度仪的使用和注意事项，可供相关检测人员参考。
关键词：公路工程；核子密度仪；压实度1材料密度检测的方法及特点在国际工程施工过程中，核子密度仪大多用于检测施工材料的密度和含水量，进而判断施工材料压实度、材料孔隙率以及材料的含水量是否满足设计要求，为施工参数的制定和优化提供依据。
材料密度检测的方法发展较为成熟，主要有以下几种传统方法，其具体特点如表1所示。
以上环刀法、灌砂法、灌水法、蜡封法以及浸水天平法中，较多使用的为前三种，均具有适用面较窄、耗时较长、对试验操作技术要求较高等缺点，而核子密度仪完成一次检测通常只需不到2分钟，大大缩短了检测时间，同时核子密度仪操作更便捷，适用范围也更广泛。
2核子密度仪检测原理核子密度仪主要利用的是同位素放射原理。
核子密度仪的主要放射部分为：10毫居里的铯-137伽玛源、50毫居里的镅-241中子源。
同时核子密度仪中安装有密度探测构件和湿度探测构件，基于核子辐射穿透不同密度物质的能力不同推断出材料密度。
通常伽马源用来探测物质的单位密度，中子源通过探测物质中的氢原子含量进而推测物质的含水量[1]。
3核子密度仪检测方法针对可造孔的土类和未凝固的混凝土类，一般采用透射法。
该方法首先要求在在被检测材料中按规定钻一个垂直的检测孔，随后将仪器的探测杆顺着钻好的探测孔放入到被检测材料中，进而探测出不同深度上的密度和湿度。
针对不可造孔的石类、混凝土类等材料，一般采用反射法。
核子密度湿度仪
核子密度湿度仪在公路工程质量控制中的应用刘树林（科达集团股份有限公司257335）摘要本文对核子密度湿度仪（以下简称核子仪）快速测定路基或路面材料的密度和含水量，并计算施工压实度作简要介绍，具体阐述挖坑灌砂法同核子仪法的回归分析和核子仪的特性，从而用于正确使用核子仪控制公路工程质量以指导现场施工，并为路用者参考使用。
关键词密度压实度回归分析核子仪法灌砂法引言在公路工程施工过程中，现场压实密度测定的方法主要有挖坑灌砂法、核子仪法、环刀法、钻芯法和挖坑灌水法。
应用这些方法能否快速测得结果，对工程施工进度会有很大的影响，除核子仪法，其他检测方法均会大于12个小时，而核子仪法则不会超过1分钟。
但如何正确标定进行回归分析和正确使用至关重要。
1.核子仪使用范围核子仪法测定路基或路面的密度和含水量有透射法和散射法两种。
散射法可用于测定沥青混合料面层的压实度，所测沥青面层的厚度应不大于根据仪器性能决定的最大厚度；透射法用于测定土基或基层材料的压实度及含水量，打洞后直接测定，测定层的厚度不宜大于20cm。
2.检测步骤2.1准备工作2.1.1接通电源，按照规定的时间预热仪器。
2.1.2在测定前，在标准板上取3～4个读书的平均值建立原始标准值，并不得超过说明书规定的标准值限界。
2.2测定2.2.1按照随机取样的方法确定测试位置，但距路面边缘或其他物体的最小距离不得小于30cm。
核子仪距其他的射线源不得小于20m。
2.2.2当用散射法测定时，用细砂填平测试位置路表结构凹凸不平的空隙，使表面平整，将核子仪平稳地置于测试位置上，以确保接触紧密。
2.2.3当使用直接透射法测定时，在待测面上用钻杆打孔，孔深略深于要求测定的深度，孔应竖直圆滑并稍大于射线源探头。
2.2.4打开仪器，测试员退出仪器2m以外，以确保符合核辐射防护规定的人员安全。
按照规定的测定时间进行测量，达到测定时间后，读取显示的各项数值，并迅速关机。
2.3计算按式（2.3-1）、（2.3-2）计算施工干密度及压实度。
浅谈核子密度仪在工程施工中的运用
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在预备状态下 ， 标准计数 ” ， 按“ 键 即显示标准 计数
测压实度数据的虚假成份 。 为满足施工需要和便于控制进港
公 路 路 基 与 路 面 底 基 层 、 层 及 码 头 场 坪 的工 程 质 量 ， 们 基 我 在贵 州 省 大 乌 江码 头 、 水 河 鲢鱼 溪 码 头 进 港 公路 及场 坪施 赤
态 ， 施 工 现 场选 择 均 匀 平 坦 的测 点 进 行 核 子 密 度 含 水 量 测 在
灌 沙 法 与 核 子 仪 对 比 的 湿 密 度 偏 差 ， 数 据 分 析 ， 试 经 在
定与灌砂法测得的结果进 行比较 ， 出两种不同方法测 定的 求
验误差 范围内， 试验数据可靠 。
ｏ ； 帆 ２ 椰 …
１１测 量 密 度 的 原理 ．
２２１ ． 原始资料见表 １ ．
２２２ 砂 法 与 核 子 仪对 比资 料 分 析 ． 灌 ． ２２ ， 差 系 数 ．２１偏 ．
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铯 １７／ ３＂源放 出 ＾射线 进入被 测材料 中与物质原 子 的 ｙ 外 围电子 发生 碰撞 而产生康普顿散射 ，散射后 的 ＾射线能 ｙ 量将减少 ， 向会改变 若物质的密度越大 ， 方 康普顿散射的 ＾ ｙ 射线越多 通过测量散射后的 ＾射线 数量 ， ｙ 即可判 断被测物
绝对含水量偏差（ｇｍ ）灌 砂法测得 的绝对 含水量一 Ｋ／ ＝ 核
子 仪测 得 的绝 对 含 水量
— —
中子 ， 中子被探测器探测 ， 热 这个作用 主要是由物质 中的含氢
量决 定 ， 氢 主要 在 水 中 ， 被 测 材 料 中 含水 量 大 ， 中子 数 而 若 热
计算实例
（） １湿密度偏差见表 ２
核子密度仪的功能作用-应用工程-XXXX
核子仪的基本测试功能
➢ 核子仪用于施工现场快速准确地检测建筑 材料的湿密度（总密度）和含水量（湿 度）。
➢ 完成一次检测通常只需要1分钟或更短时 间。
核子仪可以测试的建筑材料
核子仪可以检测的材料： ➢ 任何类型的土壤 ➢ 任何粒径和体积的岩石 ➢ 各种土石混合物等土工 ➢ 各种水泥混凝土 ➢ 沥青混合料等材料。
核子法的国际和各国标准
➢ ASTM国际标准
➢ D 6938-06采用核子法现场检测土壤和土壤-集料的密 度和含水量的标准方法（浅层）Standard Test Methods
for In-Place Density and Water Content of Soil and SoilAggregate by Nuclear Methods (Shallow Depth)
➢ 中国水利部行业标准
➢ SL275-2001《核子水分—密度仪现场测试规程》
➢ 中国铁道部行业标准
➢ TB10102-2004 J338-2004 《铁路工程土工试验规 程》
➢ 中国交通部行业标准
➢ JTG E60-2008 《公路路基路面现场测试规程》 /T0922-2008《核子密湿度仪测定压实度试验方法》
➢ T 271-83 (2004)采用核子法现场检测塑 性和硬化波特兰水泥混凝土的密度的标 准方法Standard Test Method for Density of Plastic and Hardened Portland Cement Concrete In-Place by Nuclear Methods
核子仪用于检测土石坝-小浪底工程
核子仪用于检测RCC坝-龙滩工程
核子仪用于检测RCC坝-龙滩工程
核子密度仪在路基压实度检测中的应用
度的相关系数 ，或者两者之间的偏差系数圜 。 ２ ． １标定步骤
（ １ ） 先 对核 子仪 进行 １ ５ ｍｉ ｎ 的预 热 。
３使用核子仪测定密实和含水量的注意事项
（ １ ） ￣ ｌ Ｊ 果土质 的变化情 况较大 ，材料 发生变 化时 ，则应 对灌砂法和核子仪进行校正标定。 （ ２ ） 在 进行灌 砂法和 核子仪标 定时 ，灌砂法 所打 的试坑
工建设 项 目中 ，采用核 子密度仪 和灌砂法 相结合 的方式对 路基和基 层 的压 实度进行 检测 。这样不仅 可 以减轻 工作人
员 的 劳 动 强 度 ， 同 时 可 以确 保 工 程 计 划 有 序 的 进 行 ，还 能
要是 由物 质中 的含 氢量做决 定 ，而 氢主要是存 在与水 中 ， 因此如果被 测物质 中含水量 越大 ，则 所转化 的热 中子 数量 就越 多 ，通 过探测器所 探测 得到的热 中子的数量 即可判 定 物质材料含水量 的大小 。
两 者 的测 定结 果进 行对 比 ，从 而计 算得 到两 种 不 同方法 测 定密
得到参数ａ 和ｂ 的值分 别为０ ． ６ ９ ８ 和０ ． ４ ２ ２ 。比例 ＾ ｙ ＝ ０ ． ８ ５ ７ ，其
相关系数 小于０ ． ９ ， 由于 试 验 误 差 及 土 性 质 的 影 响 ，相 关 系 数要达Ｎｏ ． ９ 以上 难 度 较 大 。
合 的方 式对路 基 压 实进 行检 测 ，以此控 制路 基 的工程 量 ，这 样不 仅 可以减 轻 工作人 员的 劳动强度 ， 同时可 以确 保 工程 计划 有序 的进行 。 关键词 ：核子 密度 ；路基压 实；试验检测
中图分 类号 ：Ｕ ４ １ ６
文献 标识码 ：Ａ
０ 引言
MC-4C核子密度仪在安哥拉土方填筑中的应用
（ 西 水 电 工程 局 科 研 所 ， 宁 广 南 ５０ ０ ） ３ ０ １
摘
要 ： 哥 拉 罗 安 达市 工 业 园 工程 土 方 填 筑 方 量 大 ， 期 短 ， 场 压 实 度 检 测 须 快 速 、 靠 进 行 ， －Ｃ型 核 子 安 工 现 可 ＭＣ ４
密 度 湿度 仪 能 满 足 要 求 。通 过 分 析 核 子密 度 仪 的 工作 原 理 ， 器 需 要 进 行 校 正 的 原 因及 方 法 ， 仪 以及 提 出 了 应 用 仪 器 需 要 注 意 的几 个 要 点 ， 保检 测 准 确 快 速 ， 于 现场 施 工 质 量 控 制 ， 进 大 型 机械 化 快 速 施 工 。 确 便 促 关 键 词 ： 子 密度 仪 ， 核 土方 填 筑 ， 实 度 ， 测 ， 量 控 制 压 检 质
以便及 时采取措施 ， 如决 定是否需 要继续碾 压等 ， 不 仅 提高压 实 效 率 ， 证 施 工 质 量 ， 且 节 省 施 工时 保 而
间 ， 快施 工进度 。 加
战后建 设 的 重点 工 程 ， 括 １ 包 １个 仓 库 共 ３ ３万 ｍ 和大大小小 道路 ５ ３条共 ２ ． ｍ， ０ ７ｋ 仓库基 础和 道路 基层 需 要土 方 填 筑 约 １ ５万 ｍ。 工 期 要 求 为 ８个 ０ ， 月 。本 工程 土方填筑具 有工期 短 、 工程量 大 、 施工 强 度 高等特点 。该 工程 由中 国广 西水 电工 程局承建 。 为 了保 证土 方填 筑施 工 质 量 ， 一层 土料 碾 压 每 完成之后 ， 必须 进 行压 实 度 检 测 ，压 实度 满 足设 计 要求后才 能继 续 填 筑 上 升 。而 每 天 填 筑 的 土方 量 大， 需要检测 压实度 的点数 也 很 多 ， 到 ３ ～５ 达 ０ ０个 试样 ， 这必须 由快 速 、 可靠 的 检测 方法 来 完成 ， 则 否 将会 影响土 方填筑施 工进度 。
核子快速密度水分仪在碾压混凝土坝中的应用
２１ ０ ２年 ８月
广 东 水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳ ０ＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷ ＥＲ
Ｓｕ ｐ． １ Ａｕ ｇ． ２ ２ ０１
核 子 快 速 密 度水 分仪 在 碾 压 混 凝 土 坝 中 的应 用
冯 微 ，梁 志雄 ，李 红 强
显 示 方 式
外 形 尺 寸 背 光 开 关 选 择
主 机 重 量／ ｇ ｋ
通过仪 器可设定 液晶显示 背光开
关 ，在 任何 光线 条件下 可清 晰读 数
ｌ． ２５
核 子快 速 密度水 分仪 内部 装 有 ２种 放 射 源铯 １ ７／ ３＂ ，
源 用来 测量 密 度 ，镅 ２ １ 中子 源 用 来 测 量水 分 ， 中 ４ 铍
１ 工程 概况
成 热 中子 ，被测材 料 中含 有 氢 原 子越 多 ，形 成 的热 中
台山核 电厂 一期 工 程 淡水 水 源 工 程 是 台山 核 电 厂 的配 套工 程 ，主要 任 务 是 为 台 山核 电 厂提 供 淡 水 ，年 供淡 水量 为 ９ ０万 ｍ 。工 程 位 于 台 山 赤 溪 镇 曹 冲 溪 ０ 上 ，紧靠 南海 海边 。工 程 由拦 河 坝 、输 水 隧洞 及 进 场 道路 组 成 。拦 河 坝 为 碾 压混 凝 土重 力 坝 ，混 凝 土 约 为 ２ 万 ｍ ，坝顶 长 为 ３ ９ （ 】 ６ ｍ，共 分 ９个 坝段 ，中 间 为溢 流坝 段 ，其两 侧 为左 、右 河 床 非 溢 流 坝 段 。溢 流 坝段 长为 ５ ｍ，坝 顶 高 程 为 ５ ． ｍ，最 大 坝 高 为 ５ ｍ，溢 ６ １０ ４ 流坝 段 分 为 ５孔 ，每 孑 净 宽 为 １ ｍ，堰 顶 高 程 为 Ｌ ０ ４ ． ｍ，堰 面采 用 ＷＥ ５８ Ｓ曲线 ，堰 顶 不设 闸 门 ，为 自由 溢 流 ，采 用 阶梯消 能 。坝 体 上 游 为 垂 直 面 ，下 游 坝 坡
核子密实度仪在水利堤防填筑中应用
核子密实度仪在水利堤防填筑中的应用摘要：简述了核子仪在检测中的工作原理，就如何正确使用核子密实度仪，充分发挥核子密实度仪在水利堤防填土压实度检测中的自身优势。
在被检测土堤填土压实之前，把核子密实度仪与环刀法进行对比试验，建立该段土堤填料的回归方程式，从而有效、快捷、准确地控制土堤的填土质量。
关键词：核子密实度仪环刀法回归方程式对比试验abstract: briefly nuclear instrument testing in principle of work, how to correctly use nuclear density device, give full play to the nuclear density meter in water conservancy levee filling soil compaction degree testing in their own advantages. in testing soil compaction dam filling before the nuclear density apparatus and ring the comparative tests knife method, set up when the return of soil dam packing equation, thus effectively, quickly and accurately control dam filling soil quality of the soil.keywords: nuclear density instrument knife method regression equations ring comparison test中图分类号：g424.31 文献标识码：a 文章编号l概述传统的环刀法在土堤及大坝填土压实度检测中起到了重要的作用。
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核子密度湿度仪法在建设工程的应用摘要：地基基础处理的压实系数是工地实际达到的干密度与实试验所得的最大干密度的比值，对于地基基础处理换填后，只有对地基基础层进行充分压实，才能保证地基基础的承载力及基础的稳定性本文在介绍地基基础回填土的最大干密度及最佳含水量方法
的同时，还对目前现场密度试验所采用的新方法核子湿度密度仪法的适用条件、仪器、方法步骤，在工程压实系数检测中的运用做了详细介绍。
关键词：地基基础处理；压实系数；检测
随着社会对建筑工程质量要求的提高，工程建设项目管理水平、质量监控体系、监管办法和机械化施工水平也随之提升。
当建筑物的地基为软弱土、不均匀土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土等，不能满足上部结构地基强度和变形的要求，而软弱土层又不是很大时，常采用换填法（也称为换土垫层法）处理。
即将基础下一定范围内的土层挖去，然后换填密度、强度高的砂、碎石、灰土、素土、以及粉煤灰、矿渣等性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层夯（振、压）实至设计要求的密实度即压实系数。
房屋建筑地基基础回填压实系数质量是建筑工程施工质量管理最重要的内在指标之一，只有对地基基础层进行充分压实，才能保证地基基础的强度、刚度及基础的稳定性。
地基基础压实质量，主要是靠具体的检测方法和检测数据来评定的，这些质量检测方法和检测数据是否科学、真实、有效，
直接影响着地基基础质量评定是否准确。
现场压实质量用压实系数（或压实度）表示，对于地基基础，压实系数是指工地实际达到的干密度与试验所得的最大干密度的比值。
目前，较为常用的现场压实度的测量方法有环刀法、灌砂法、灌水法、核子密度仪法等。
但建筑工程土壤压实系数检测规范《土工试验方法标准》gb/t50123-1999中却没有介绍核子密度仪法，使工程质量管理和施工、检测单位对其检测的准确性抱有怀疑。
但从公路工程和水利工程已早就有相应的规范，从试验检测的准确性和其方便操作和快捷性也得到相关单位的认可。
核子仪检测方法适应于检测任何粒径、级配、组成成分和组成结构的土壤、石头等材料。
美国astm 国际标准d2922-04《用核子法现场检测土和土石混合物密度的标准检测方法(浅层)》规定：本试验方法可快速、无损地现场测定土壤和岩石的密度。
适用于施工质量控制、土壤和岩石等工程的验收试验，并可用于研究和开发。
试验的无损特性允许在同一个试验点进行多次重复检测。
核子密度仪优势
将核子密度仪与灌沙法或其它破坏性检测方法相比较，其优势是显而易见的，
主要包括：无损检测a.核子仪检测土壤，只需要检测表面平滑，钻一个直径为20毫米的检测孔。
这样小的孔不需要修补。
对于灌沙法的检测，需要挖一个直径为150毫米的洞，这样大的洞必需
回填修补。
准确性
a.核子仪对位于放射源与探测器之间的材料总重量进行响应，检测不受被检测材料中的化学的、矿物的或质地成分的影响。
检测非常正确性，无论材料是否均匀，或颗粒是粗是细。
b.被检测的土壤土壤体积很大，检测结果的代表性更好。
对于检测深度为8英寸(20cm)透射密度检测，试样体积大约为25立方英尺。
而灌沙法检测，试样体积大约为10立方英尺。
c.核子仪在标准的、固定的、数值不变的土壤和岩石校准块或可以溯源到真实土壤的其它标准的密度、湿度材料块上进行校准。
检测规程推荐每隔一到二年进行一次校准。
操作员可以每天用标准计数块进行标准计数，以检测仪器的校准状况和检测功能。
检测的速度
一次仪器检测的全部过程耗时不到5分钟，相对于灌沙法或取芯法大约30分钟完成一次检测，核子仪允许进行更多的检测并对项目的质量进行统计分析。
简单和安全的操作
a.操作员几乎不可能有潜在的错误。
仪器进行检测只需要最低限度的指令。
仪器自动计算和显示检测结果并给出单位。
不同于灌沙法检测，高湿度和施工设备的震动不会影响在附近的核子仪的准确性。
b.不同于灌沙法操作员，核子仪操作员所有时间可以站立，如果有危险接近，他能安全地观察正在移动的施工设备，如果有危险，可以迅速离开。
“实时”检测
核子仪在压路机通过后几分钟就可以显示检测结果。
可以立即对是否需要增加碾压进行指导，可以帮助及时调整施工方法以保证获得所需要结果。
地基基础压实质量是基础处理施工中最重要的指标之一，为保证地基基础的承载力，必须对地基基础结构层进行充分压实。
对沥青道路来说，通过对路基土、路面基层材料最大干密度、最佳含水量及沥青混合场密度检测，获得准确的检测数据，准确评价道路路基压实度的质量，确保道路使用安全料标准密度的测定，根据道路特点实际需要，灵活运用环刀法、灌砂法、核子湿度密度仪法进行现场密度检测，获得准确的检测数据，准确评价地基基础压实度的质量，确保工程质量安全。