第4 0卷 第 1 2期 2009年 6月 文章编号:01- 19 20 ) 2- 06- 1 10 47 ( 09 1 01 0

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M I D 无核密度仪在试验检测中的应用初探
季 建 兵 宗 蓓 蓓
( 武警水电第二总队 第五支队, 江苏 常州 233 ) 101 摘要: 简要说明了水利水电工程土方填筑压实度的检测方法, 并引出了最新采用时域反射法的 M I D 无核密度 仪在试验检测方面的应用.介绍了 M I D 无核密度仪的主要构成, 检测原理, 着重叙述了无核密度仪的检测方 法( 两步法及一步法) 及其检测步骤.根据工程实际应用情况, M I 对 D 无核密度仪在检测方面的优点及弊端进 行了探讨性的分析. 关 键 词: 无核密度仪;压实度;时域反射法;两步法;水利水电工程 中图分类号:T 51 V 4 文献标识码:A 美国材料和试验学会的标准测试法( S M) A T 规定了两种现 场 T R测试方法: D 首先开发的是两步法, 随后又开发了经简化 后的一步法. D 密度仪量测现场土和现场击实 两步测试法.包括用 M I 土的电介质常数.用 M I D 密度仪在现场确定电介质常数, 将现 场测试的土壤挖出来, 在击实模内压实.靠测量有土样的击实 模的毛重和已知模的毛重和体积, 确定击实模内土壤的湿密度, D 密度仪测量击实模内土壤的电介质.击实模内的 然后用 M I 土壤含水率是根据电介质常数, 湿度含量和土壤密度之间相联 关系确定的.现场的水含量和击实模内的水含量一样, 现场土 电介质常数是由 壤的密度可从击实模内的土壤密度来确定的, 击实模内和现场测试得到的. 一步( 简化) 测试法.包括现场一步测定土的电介质常数 和土体电导率, 一步法试验方法与两步法现场测试方法基本相 同.
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1 概 述
13 90年美国工程师 Pot 通过试验首先提出: r o cr 同一种土在 相同的压实功能下, 其干密度 γ 随土中含水率 ω的不同而发生 d 变化.室内击实试验可以获得填土的最优含水率 ωp 和与之对 o 应的最大干密度 γ .自此世界各国均以此压实理论和试验方 d 并且以填筑料的压实度控制压实标准, 以判断压实 法指导施工, 土的强度和变形特性. 根据《 碾压式土石坝施工规范》 D / 19- 01 , ( L T52 20 ) 均质 粘性土坝需每 20～ 0 0 50m 检测 1次干密度, 传统的环刀法, 灌 砂法测定填土密度需要测定其含水率.不管是烘干法还是酒精 燃烧法获取压实度结果均需要较长时间, 与相对较短的建设工 期及高效率的碾压施工常常产生矛盾. 为解决以上问题,0世纪 8 2 0年代, 国外相关研究机构利用 微电子技术, 通过放射性元素测量填土的密度, 含水率的仪器问 世, 即核子湿度密度仪.虽说生产核子密度仪时已将对人体的 辐射影响考虑到较为低微的水平上, 但核子密度仪因涉及到辐 射因素, 国内需要申请辐射许可证及环境评价报告, 且需进行专 门的安全储藏方法, 定期的泄露测试及设备标定, 使用过程限制 性因素较多.为避免核子密度仪辐射泄露的危险,0世纪末期 2 T R 原理的一种测量土壤含 相关人员研制出基于时域反射法( D ) 水率和干密度的新型仪器, M I 即 D 无核密度仪.
3 检测应用分析
安徽某抽水蓄能电站下水库工程围堤为均质粘土坝结构,
3 填筑料为 Q 2粉质粘土, 3- 其总填筑量为 20万 m , 5 总工期 2 0
个月.由于工程地处长江以南地区, 全年雨天较多, 围堤填筑实
3 . d 根据相关规范, 高峰时期每天需 际高峰强度达到 15万 m /,
取3 7 0～ 5组样品进行试验检测, 这对于传统的检测手段无疑是 个挑战, 将耗费较多的人力物力, 引进无核密度仪无疑能减轻试 验压力. 通过无核密度仪两步法与一步法的测试方法可知, 与两步 法相比, 一步法不需进行两步法中的现场击实模试验, 因此一步 法的现场工作和所需时间将大为减少.作者在实际应用过程中 发现与传统的检测方法相比, 具有以下优点:
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2 检测原理及检测方法
一套 M I D 无核密度仪主要由基本 M I D 主机( D- 00 及 M 22 ) P A掌上电脑构成, D 其原理是通过脉冲发生器发出的阶梯式电 磁脉冲在通过打入土壤中的 4根金属钢针的传播时间和采集到 的电压信号, 经过对信号处理和计算获得土的电介质常数及土 体的电导率值, 利用专用的计算软件据此参数算得所测土体含 水率和密度, 结果显示在 P A掌上电脑上. D 收稿日期:09- 5- 0 20 0 1

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