［摘要］為滿足施工進(jìn)度的需要和快捷反映堤身土方填筑的質(zhì)量，使用MC－3C型核子密度/濕度測試儀與環(huán)刀法相結(jié)合的方法來控制堤身土方填筑壓實(shí)度。在大量土方填筑壓實(shí)度檢測中滿足規(guī)程要求的壓實(shí)度檢測頻率，有效的控制了堤身土方填筑的工程質(zhì)量，也減輕了試驗檢測人員的勞動強(qiáng)度，加快了施工進(jìn)度。
　　［關(guān)鍵詞］核子，環(huán)刀法，濕密度，含水率，修正系數(shù)
　　一、MC－3C型核子密度/濕度測試儀密度及水分測定工作原理
　　我們在惠州市馬安圍平馬圍合圍安全加固工程平馬圍第一標(biāo)段中擔(dān)任檢測任務(wù)中采用MC－3C型核子密度/濕度測試儀直接透射法測定密度及水分，由美國CPN國際公司生產(chǎn)。工作原理如下：
　　MC－3C型核子密度/濕度測試儀內(nèi)部裝有兩種放射源。銫137γ源用來測量密度，镅241/鈹中子源用來測量水分。中子源安在機(jī)殼底部位置不變。γ源裝在輻射源金屬桿底部內(nèi)，隨測量深度而變。
　　二、MC－3C型核子密度/濕度測試儀的標(biāo)定
　　用MC－3C型核子密度/濕度測試儀自帶的標(biāo)準(zhǔn)塊標(biāo)定后，并使儀器處于工作狀態(tài)，在施工現(xiàn)場選擇均勻平坦的測點(diǎn)進(jìn)行核子儀與環(huán)刀法測得的結(jié)果進(jìn)行對比，求出兩種不同方法測定的密度及含水率的相關(guān)關(guān)系，或兩種不同方法之間的偏差系數(shù)。
　　1.標(biāo)定步驟
　　(1)先把MC－3C型核子密度/濕度測試儀手柄處于安全(SAFE)位置。
　　(2)標(biāo)準(zhǔn)塊上有三個凸出的鋁釘，將儀器底部的三個凹窩對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)塊上三個凸鋁釘。
　　(3)在安全狀態(tài)下，分別按下STD，START兩個鍵面，不需選定計數(shù)時間，儀器將自動進(jìn)行一秒一次的采樣測定，共256次需四分一十六秒。標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)開始后，顯示器上N后的數(shù)在不斷遞增到256時，標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)結(jié)束，儀器發(fā)出鳴聲，標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)自動存入儀器。
　　2.核子密度/濕度測試儀的修正值置于零，預(yù)置測試時間15－30秒，選擇壓實(shí)好的平坦測試點(diǎn)，把儀器置于測試位置，然后進(jìn)行一次測試，記錄讀數(shù)，保持中心位置不變，旋轉(zhuǎn)180°再進(jìn)行第二次測試，記錄讀數(shù)，再將儀器在原位轉(zhuǎn)90°測試第三次，記錄讀數(shù)，再次儀器的原位轉(zhuǎn)180°測試第四次，記錄讀數(shù)，然后將這四次讀數(shù)的平均值作為核子密度/濕度測試儀濕密度與含水率的測得值，計算干密度。移去核子儀并在該點(diǎn)中間位置用環(huán)刀法測定得濕密度，取樣品測定含水率后，計算環(huán)刀法測得的干密度。根據(jù)《核子水分－密度儀現(xiàn)場測試規(guī)程》SL275－2001規(guī)定對比測點(diǎn)不應(yīng)少于30個，且相關(guān)曲線的相關(guān)系數(shù)應(yīng)不小于0.9。本例以現(xiàn)場實(shí)測16個點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析計算。
　　環(huán)刀法與核子儀對比原始資料（土質(zhì)：紅色網(wǎng)狀粘土）
　　測點(diǎn)
　　編號 環(huán)刀法 核子儀
　　 濕密度
　　(g/cm3) 含水率
　　(%) 干密度
　　(g/cm3) 濕密度
　　(g/cm3) 含水率
　　(%) 干密度
　　(g/cm3)
　　1 1.986 27.5 1.558 2.013 24.2 1.621
　　2 1.977 26.1 1.568 2.016 22.0 1.652
　　3 1.982 26.4 1.568 2.026 24.3 1.630
　　4 1.920 26.7 1.515 1.964 24.0 1.583
　　5 1.928 27.2 1.516 1.995 24.1 1.608
　　6 1.958 26.2 1.552 2.021 22.6 1.648
　　7 1.931 26.1 1.531 1.999 24.0 1.612
　　8 1.996 23.3 1.619 2.021 20.5 1.677
　　9 2.047 21.7 1.682 2.076 20.5 1.723
　　10 1.994 25.9 1.584 2.027 21.8 1.664
　　11 1.998 24.8 1.601 2.054 21.4 1.692
　　12 1.836 26.9 1.447 1.795 25.7 1.428
　　13 1.856 25.3 1.481 1.825 23.9 1.473
　　14 1.988 24.7 1.594 1.983 21.0 1.639
　　15 1.912 25.2 1.527 1.961 22.0 1.607
　　16 1.819 24.7 1.459 1.933 21.0 1.598
　　
　　3.環(huán)刀法與核子儀對比數(shù)據(jù)分析
　　1.偏差系數(shù)
　　(1)利用下列公式計算偏差
　　濕密度偏差(kg/m3)＝環(huán)刀法測定的濕密度－核子儀測定的濕密度
　　絕對含水率(kg/m3)＝濕密度－干密度
　　絕對含水率偏差(kg/m3)＝環(huán)刀法測定的絕對含水率－核子儀測定的絕對含水率
　　(2)計算實(shí)例
　　◆濕密度偏差
　　測點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8
　　偏差(kg/m3) -27 -39 -44 -44 -67 -63 -68 -25
　　測點(diǎn) 9 10 11 12 13 14 15 16
　　偏差(kg/m3) -29 -33 -56 +41 +31 +5 -49 -114
　　
　　利用3倍標(biāo)準(zhǔn)差法對比數(shù)據(jù)分析
　　X＝-36.3S＝38.2
　　X－3s＝-150.9
　　X＋3s＝78.3
　　環(huán)刀法與核子儀對比的濕密度偏差，經(jīng)數(shù)據(jù)分析，在試驗誤差范圍內(nèi)，試驗數(shù)據(jù)可靠。
　　◆絕對含水率偏差
　　測點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8
　　環(huán)刀法絕對含水率 428 409 414 405 412 406 400 377
　　核子儀絕對含水率 392 364 396 381 387 373 387 344
　　偏差(kg/m3) +36 +45 +18 +24 +25 +33 +13 +33
　　測點(diǎn) 9 10 11 12 13 14 15 16
　　環(huán)刀法絕對含水率 365 410 397 389 375 394 385 360
　　核子儀絕對含水率 353 363 362 367 352 344 354 335
　　偏差(kg/m3) +12 +47 +35 +22 +23 +50 +31 +25
　　
　　利用3倍標(biāo)準(zhǔn)差法分析對比數(shù)據(jù)
　　X＝-29.5S＝11.4
　　X－3s＝4.7
　　X＋3s＝63.7
　　環(huán)刀法與核子儀對比的絕對含水率偏差，經(jīng)數(shù)據(jù)分析，在試驗誤差范圍內(nèi)，試驗數(shù)據(jù)可靠。
　　◆確定核子儀修正值
　　根據(jù)濕密度偏差與絕對含水率偏差的平均值來確定核子儀的修正系數(shù)值。
　　比例修正系數(shù)值為：
　　濕密度修正值γ＝-36(kg/m3)
　　絕對含水率修正值：n＝+0(kg/m3)
　　(3)相關(guān)方程
　　根據(jù)一元線性回歸分析，建立y＝a＋bx關(guān)系來修正核子儀的數(shù)據(jù)與環(huán)刀法數(shù)據(jù)接近。
　　y＝0.698x＋0.422
　　式中：x——核子儀測的干密度(g/cm3)
　　y——修正后真實(shí)的干密度(g/cm3)
　　本例中相關(guān)系數(shù)γ＝0.857，其相關(guān)系數(shù)小于0.9，由于試驗誤差以及不同種類土的性質(zhì)要達(dá)到相關(guān)系數(shù)大于0.9比較困難。通常γ大于0.8時，認(rèn)為兩個變量有很強(qiáng)的線性相關(guān)性。
　　三、使用核子儀測定密度含水率的注意事項
　　1.土質(zhì)變化大，被測結(jié)構(gòu)層厚度、材料有變化時進(jìn)行環(huán)刀法與核子儀的校正標(biāo)定。
　　2.由于我省土質(zhì)變化大，土的顏色，土的性質(zhì)都有變化，影響土的最大干密度的變化，我們在檢測壓實(shí)度時要注意最大干密度的變化情況，正確確定最大干密度，使檢測的壓實(shí)度能夠正確指導(dǎo)施工。
　　3.美國CPN國際公司生產(chǎn)的系列核子儀在操作過程中和存放核子儀時要注意防護(hù)放射性。如操作時離儀器2米，等工作完成后再讀數(shù)，存放儀器時，離人體盡量遠(yuǎn)些。只要大家操作得當(dāng)，核子儀通過有關(guān)部門進(jìn)行儀器的放射性檢查，使用核子儀是安全的。
　　4.核子儀與環(huán)刀法配合使用，能收到好效果。
　　堤防工程中土方填筑是關(guān)鍵工程之一，土方填筑質(zhì)量的好壞，關(guān)系到整個堤防工程質(zhì)量的優(yōu)劣。要控制好堤防的工程質(zhì)量，除控制好堤身填筑用土的質(zhì)量外，主要是控制土方的壓實(shí)情況，要了解壓實(shí)情況，主要的控制手段就是檢測土方的壓實(shí)度。只要做好核子儀與環(huán)刀法的對比標(biāo)定工作，利用核子儀檢測壓實(shí)度是可以保證其準(zhǔn)確性的，并且由于核子儀的快速性能夠大大加快檢測的速度提高施工單位檢測的進(jìn)度，在工程實(shí)際運(yùn)用中有著很好的經(jīng)濟(jì)效益。