現(xiàn)場壓實度檢測-針式咖瑪密度儀(直接發(fā)送)中

1、.法國標(biāo)準(zhǔn)NF P 94-061-11996年10月分類標(biāo)記：P 94-061-1土壤：勘察和試驗對現(xiàn)場材料進行密度確定第一部分：針式咖瑪密度儀（直接發(fā)送）目錄前言1. 應(yīng)用范圍2. 標(biāo)準(zhǔn)參考資料3. 定義 縮略語 符號3.1 定義3.2 縮略語 符號4. 試驗原理5. 儀器5.1 測量工具5.2 標(biāo)定工具5.3 技術(shù)要求6. 試驗方法6.1 標(biāo)定6.2 進行試驗6.3 水含量的確定7. 結(jié)果的表達(dá)7.1 可移動源測量儀7.2 不可移動源測量儀7.3 對接近干材料的密度吸收的確定8. 試驗報告附件A（公告）：基準(zhǔn)對中塊的特性附件B（公告）：對材料成分影響的校正前言本資料屬于一系列用于對現(xiàn)場材料

2、進行密度測定，對現(xiàn)有的主要測定方法進行編碼的標(biāo)準(zhǔn)。本系列的標(biāo)準(zhǔn)有：NF P 94-061-1：土壤：勘察和試驗-對現(xiàn)場材料進行密度確定-第一部分：針式咖嗎密度儀（直接發(fā)送）NF P 94-061-2：土壤：勘察和試驗-對現(xiàn)場材料進行密度確定-第二部分：薄膜測試法NF P 94-061-3：土壤：勘察和試驗-對現(xiàn)場材料進行密度確定-第三部分：沙子測試發(fā)NF P 94-061-4：土壤：勘察和試驗-對現(xiàn)場材料進行密度確定-第四部分：粗糙材料測試法1. 應(yīng)用范圍本資料的目的是定義一種測試方法，這種方法是用針式咖瑪密度測試儀在施工現(xiàn)場對一已知厚度的材料的平均密度進行隨機測試。它適用于（回填）土方材料，

3、不用于以下等級的材料：F1，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)9（按照標(biāo)準(zhǔn)NF P 11-300要求）。本資料不適用于地面層材料，對此請參照標(biāo)準(zhǔn)NF P 98-241-1。2. 標(biāo)準(zhǔn)參考資料（略）3. 定義 縮略語 符號3.1 定義根據(jù)本資料需要，應(yīng)用以下定義：材料密度：材料相對于體積的密度報告平均密度：厚度為Z的一層材料，它給位于Z邊的、厚度為dz的每個基本層所帶來同樣的重量（見圖1） 射線源支桿 探測器 射線源和探測器之間的距離 平均密度（z） 射線 咖瑪密度儀的作用深度 材料 圖1. 用咖瑪射線對材料平均密度進行確定的原理3.2 縮略語 詞匯 1 z = Z = （z）dz Z z = 0其中：是密度，由克

4、/每立方厘米表示（z）：是在z深度、厚度為dz的材料的密度，由克/每立方厘米表示w：是重水含量，由百分比表示；它等于水重量是干材料重量的100倍d：是平均干密度，由克/每立方厘米表示Ph：是平均濕密度，由克/每立方厘米表示C：是射線源發(fā)出的、穿過材料的咖瑪光子數(shù)量，由計時器按時間單位探測，由次數(shù)/秒表示Co：是在沒有材料的情況下，由射線源發(fā)出的、由計時器按時間單位探測的咖瑪光子數(shù)量，由次數(shù)/秒表示CaCO3：是鈣的單位吸收系數(shù)，由平方厘米/克表示mat sec：是試驗用干材料的單位吸收系數(shù)，由平方厘米/克表示ap mat sec：是干材料的接近單位吸收系數(shù)，由平方厘米/克表示mat humid

5、e：是試驗用濕材料的單位吸收系數(shù)，由平方厘米/克表示X：是穿過的平均厚度，由厘米表示r：是材料的計數(shù)比A、B、C、D、E、F：是在標(biāo)定時確定的常數(shù)C1：是校正的計數(shù)率，由次數(shù)/秒表示C：是探測器停止時間對計數(shù)的校正，由次數(shù)/秒表示Cs standard：是在測量前對一標(biāo)準(zhǔn)試塊的計數(shù)，由次數(shù)/秒表示：是探測器的停止時間，由秒表示C：是底部噪音，它等于源于環(huán)境和所用電子儀器的計數(shù)比，由次數(shù)/秒表示t：是計數(shù)時間，由秒表示Z：是測量時放射源所達(dá)的深度4. 試驗原理試驗的目的是確定位于一層的上部自由區(qū)域、或一給定的區(qū)域（Z）的材料的平均密度。測量的進行是由插入試驗層Z深度的放射源給材料發(fā)出一個給定量的

6、咖瑪光子，看材料對光子的吸收情況。數(shù)量為C的咖瑪光子以時間為單位穿過材料，它直接與Co mat和X相聯(lián)系，關(guān)系如下： C = Co.exp ( - matX )所探測的材料厚度與射線源插入的深度一致。材料是在工作基準(zhǔn)塊上進行了標(biāo)定的，工作基準(zhǔn)塊的密度取自基準(zhǔn)快的整個中央數(shù)據(jù)。5. 儀器5.1 測量工具工具有4個主要部分，可以是獨立的也可以是組合的一個型號：1） 射線源總成包括n 一個咖瑪放射源1），有一個桿連接這個放射源可以深入到所需要的深度（Z）n 一個測量完成之后用于放置放射源的保護容器2） 一個能保證幾何測量的基座，能確定：- 儀器可以定位在需要探測的那層材料的表面- 一個或多個射線探測

7、器的放置- 射線源的插入深度 儀器上必須有用于可能的測量配置的作用深度顯示。3） 有或沒有微處理器時的計數(shù)刻度計數(shù)刻度與探測器相連接，它可在一預(yù)先設(shè)定的時間段或一個要獲得脈沖數(shù)量所必須的時間段對探測器發(fā)出的預(yù)設(shè)定的電脈沖計數(shù)。必要時，所連接的微處理器可以進行本資料中給出的所有計算操作。 4） 標(biāo)準(zhǔn)塊適合計數(shù)比方法用于不可移動放射源的儀器。5.2 標(biāo)定工具用工作基準(zhǔn)塊對儀器進行標(biāo)定。這些工作基準(zhǔn)塊由至少三個直立棱柱組成。其組成材料是某種化學(xué)品，其密度應(yīng)分別等于1.2g/cm，2 g/cm和2.6 g/cm0.2 g/cm。因有空隙而對濕度測定很敏感的這些基準(zhǔn)塊在干燥爐里在至少60C下干燥至少一周

8、時間，在使用前在一個濕度低于80%的地方保存至少3個月。在每個棱柱上垂直鉆一個直徑為0mm 到3mm等于射線源連桿的孔徑?？椎闹休S與壁之間最接近的距離至少應(yīng)該是10cm。承接咖瑪密度儀底座的上部表面的面積應(yīng)足夠大，以便能使探測器所有的點都在它的四周范圍之內(nèi)，并有一定的邊緣能獨立對基準(zhǔn)塊的環(huán)境進行測試。每個棱柱的高度應(yīng)該是探測的最大深度，至少應(yīng)為6cm。每個棱柱上要貼上標(biāo)簽，標(biāo)明采用各種咖瑪密度儀時，對探測的不同深度所能參考的密度。應(yīng)每年對工作基準(zhǔn)塊上的密度重建一次。操作方法是對基準(zhǔn)快標(biāo)定之后，立即用一定型號的咖瑪密度儀測量其密度。附件A中給出的是工作基準(zhǔn)快的特性。對中間基準(zhǔn)塊或工作基準(zhǔn)塊的測量

9、條件是要保證對密度的測量有一個0.5%的誤差。工作基準(zhǔn)快的密度值與鈣有關(guān)系，并要考慮與每個儀器的探測能力水平一致的單位吸收系數(shù)。5.3 技術(shù)要求針對儀器有使用的技術(shù)要求。要求有：周期調(diào)試的種類的頻次使用前要進行所有的檢查進行測量時要完成所有的操作步驟必要時有：計算必須的圖表計數(shù)校正值C，所用計數(shù)器停止時間的作用相連接的微處理器的使用方法底部噪音確定方法6. 試驗方法6.1 標(biāo)定 咖瑪密度儀的標(biāo)定是根據(jù)從至少3個工作基準(zhǔn)塊所得到的計數(shù)值來確定以下函數(shù)的代表性曲線： CaCO3 = A LnC1 +B = mat sec或者： CaCO3 = D Ln（E/r F ）X mat sec附件B中給出

10、了單位吸收系數(shù)值的確定方法。咖瑪密度計應(yīng)該至少一年校定一次。6.2 試驗的進行一旦選擇的測量的位置，即開始以下試驗：用一個直徑類似放射源支桿（最大+3mm）的導(dǎo)桿或者鉆頭，垂直向下鉆一個深度為Z+6cm的孔。檢查表面狀態(tài)，底座的整個支撐表面應(yīng)該完全與材料接觸（接近宏觀粗糙度）對于深度Z10cm, 表面空出部分應(yīng)填上細(xì)沙子。A）帶可移動放射源的儀器確定底部噪音的計數(shù)比率。在每個試驗場地要每天測量底部噪音，放射源要遠(yuǎn)離至少10米。當(dāng)容器固定在底座上，而且放射源已深入到材料鉆孔的Z深度時，確定出計數(shù)比率C。B）帶不可移動放射源的儀器在每個試驗場地要每天在標(biāo)準(zhǔn)儀器上測定計數(shù)比率Cs。當(dāng)放射源深入到材料

11、的Z深度時測定出計數(shù)比率C。C）在上述兩種情況下，有兩種可能的測量方法：或者計數(shù)是在一個選擇的時間、預(yù)設(shè)為0.1秒進行或者計數(shù)是在一個為獲得一定的脈沖數(shù)而有必要變化的時間進行計數(shù)應(yīng)該能產(chǎn)生低于或等于所測量密度的0.5%的重復(fù)誤差。要檢查附近沒有其它放射源干擾測量。6.3 測定水含量水含量的測定是通過其中的一個標(biāo)準(zhǔn)化方法進行的（見NF P 94-049-1，NF P 94-049-2或NF P 94-050）。水含量的測定是在經(jīng)咖瑪密度儀探測過的一部分（深度和幾何形狀）具有代表性的體積上進行的。要測定7.3中所述的單位吸收系數(shù)也就是W的函數(shù)，可以采用標(biāo)準(zhǔn)化方法確定水含量，也可以采用中子射線來測定

12、水含量，由咖瑪密度儀的工作情況而定。7. 結(jié)果表達(dá)對每個測定位置和測定點的計算是按照以下方法進行計算的：7.1 采用可移動放射源的儀器校正計數(shù)比率C1。從停止時間開始確定C。計算C1:C1 = C + C C1濕密度： CaCO3Ph = (ALnC1 + B) 2） W 1 - W 水 +ap mat sec （ ）100 100干密度： 100 Pd = Ph 100 +w2): 這些關(guān)系使我們要考慮水的化學(xué)特性和干材料的特性，ap mat sec的確定方法在7.3條中。7.2. 采用不可移動放射源的儀器濕密度： CaCO3Ph = DLn(E/r F) 2） W 1 - W 水 +ap

13、mat sec （ ）100 100干密度： 100 Pd = Ph 100 +w7.3 確定干材料接近單位吸收系數(shù)7.3.1 土和巖石（A.B.C.D級，R：NF P 11-300）根據(jù)土或巖石的地質(zhì)來源，將其劃分到以下三類中的一類里：土或石灰?guī)r（100%的石灰）土或硅質(zhì)巖石100%的硅）土或硅質(zhì)石灰?guī)r（50%的硅，50%的石灰?guī)r）按照附件B中所描述的方法來測定接近（ ap），注意上面所列每一類的含量。7.3.2 F級材料（F2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)8）對這類材料已進行化學(xué)識別（礦渣，灰渣，磷灰），按照附件B中所描述的方法根據(jù)其化學(xué)成分可直接確定出。如果對材料沒有進行化學(xué)識別（煤板巖，鉀礦板

14、巖），則應(yīng)對庫存材料進行粗略的化學(xué)分析，然后按照附件B中所描述的方法從化學(xué)分析中來確定ap。8. 試驗報告試驗報告中至少應(yīng)包含以下信息：本資料的參考編號：NF P 94-061-1測量儀器的型號和編號試驗的名稱試驗日期材料的特性以及所選擇ap的校正類別（7.3條）濕密度所測定的重水含量所計算出的干密度附件A（公告）基準(zhǔn)中間塊的特性針式咖瑪密度儀所用的C.C.A基準(zhǔn)快1號基準(zhǔn)快：聚酰胺尺寸：1000mm x 507mm x 500mm密度：1.147g/cm0.065 g/cm系數(shù)：0.08455cm/g1.10-4 cm/g0.660MeV的CaCO3密度：1.255 g/cm0.010 g/

15、cm2號基準(zhǔn)塊：樹脂玻璃尺寸：780mm x 532mm x 500mm密度：1.960g/cm0.010 g/cm系數(shù)：0.0780cm/g0.660MeV的CaCO3密度：1.975 g/cm ）3號基準(zhǔn)塊：鋁尺寸：754mm x 504mm x 500mm密度：2.710g/cm0.0066 g/cm系數(shù)：0.0744cm/g2.10-4 cm/g0.660MeV的CaCO3密度：2.605 g/cm0.017 g/cm3）：對有關(guān)基準(zhǔn)塊的基本元素進行進一步的系數(shù)測定之后，可獲得誤差。很有可能CaCO3的密度值會達(dá)到或超過0.01 g/cm。同時要注意的是按照目前的列表，估計石灰?guī)r的系數(shù)

16、是0.0774 cm/g1，1.10-4 cm/g。附件B（公告）對材料成分影響的校正咖瑪射線的吸收和分布現(xiàn)象是由物理定律支配的，物理定律的總體可由單位吸收系數(shù)來表示，這些系數(shù)值即取決于所用射線的能量，也取決于材料成分的特性。要從唯一的標(biāo)定曲線中獲得對材料成分的獨立測定，那么就有必要對因參考了系數(shù)值而得出結(jié)果進行校正。校正的形式很明顯取決于所用的儀器類型，特別是射線源所發(fā)出的射線能量，以及儀器的幾何形狀和探測器的類型。對每一個類型的一起來說，都應(yīng)該采用由儀器制造商推薦的校正方法。列表中給出了單位吸收系數(shù)值，其中的編號和內(nèi)容是根據(jù)儀器的類型來提供的：要計算與給出的能量相一致的系數(shù)，可采用插值法要

17、計算已知材料的可應(yīng)用系數(shù)，我們先計算出與主要基本要素相一致的系數(shù)之和，加上這些要素在材料中的單位含量（不要忘記水含量）。比如，下表給出的是能量在100KeV和1.5MeV之間、以及在土木建筑中經(jīng)常見到的幾個要素的單位吸收系數(shù)值（根據(jù)GRODSTEIN表）。表B.1 單位吸收系數(shù)（根據(jù)GRODSTEIN表）能量KeV氫cm/g碳cm/g氧cm/g鋁cm/g硅cm/g鈣cm/g水cm/g硅土cm/g石灰cm/g礬土cm/g1002.95E-011.52E-011.56E-011.69E-011.82E-012.57E-011.72E-011.68E-011.96E-011.63E-011502.6

18、5E-011.35E-011.37E-011.38E-011.44E-011.67E-011.51E-011.40E-011.49E-011.38E-012002.43E-011.23E-011.24E-011.22E-011.27E-011.37E-011.37E-011.25E-011.29E-011.23E-013002.12E-011.07E-011.07E-011.04E-011.08E-011.12E-011.19E-011.07E-011.09E-011.05E-014001.89E-019.53E-029.56E-029.27E-029.61E-029.79E-021.08E-019.58E-029.65E-029.41E-025001.73E-018.70E-028.70E-028.44E-028.37E-028.95E-029.66E-028.71E-028.76E-028.56E-026001.60E-018.05E-028.06E-027.79E-028.02E-028.13E-028.95E-028.04E-028.09E-027.92E-028001.40E-017.07E-027.08E-026.83E-027.06E-027.