Шкала плотностей по переменной базе для ШГП с помощью описанной модели грунта строится следующим образом. Для каждого значения расчетной объемной массы модели м, исходя из данных табл. 2, опытным путем определяют зависимость расстояния lг между осями детектора и излучателя от скорости счета Nм, измеряемой частотомером. Для этого плотномер устанавливают на модели грунта, как для обычных измерений (см. рис. 6). Измерение в точке производят несколько раз. Перед измерением и после него, устанавливая плотномер на диск-затвор, определяют показания частотомера Nкту, соответствующие положению детектора в держателе на корпусе плотномера (см. рис. 1). По результатам этих измерений (средним из 10), приведенных в табл. 3, строят кривые lг = f(K) для различных значений ??м (рис. 7), где - калибровочный коэффициент.
Таблица 3
rм, г/см3 |
lг, мм |
Nм |
Nкту |
|
1,34 |
263 |
37000 |
25300 |
1,45 |
|
285 |
33000 |
|
1,28 |
|
316 |
27300 |
|
1,07 |
|
360 |
21200 |
|
0,84 |
|
406 |
16200 |
|
0,63 |
|
452 |
12300 |
|
0,48 |
|
500 |
9300 |
|
0,37 |
1,58 |
263 |
29550 |
25700 |
1,15 |
|
285 |
26000 |
|
1,01 |
|
316 |
23000 |
|
0,87 |
|
360 |
16300 |
|
0,63 |
|
406 |
12000 |
|
0,47 |
|
452 |
9000 |
|
0,35 |
|
500 |
6800 |
|
0,27 |
1,71 |
263 |
24800 |
25500 |
0,97 |
|
285 |
21800 |
|
0,86 |
|
316 |
17700 |
|
0,70 |
|
360 |
13200 |
|
0,52 |
|
406 |
9800 |
|
0,38 |
|
452 |
7300 |
|
0,29 |
|
500 |
5500 |
|
0,22 |
1,90 |
263 |
22100 |
25500 |
0,87 |
|
285 |
19300 |
|
0,76 |
|
316 |
15600 |
|
0,61 |
|
360 |
11500 |
|
0,45 |
|
406 |
8500 |
|
0,33 |
|
452 |
6400 |
|
0,25 |
2,09 |
263 |
19000 |
25400 |
0,75 |
|
285 |
16500 |
|
0,65 |
|
316 |
12900 |
|
0,51 |
|
360 |
9650 |
|
0,38 |
|
406 |
6850 |
|
0,27 |
|
452 |
5340 |
|
0,21 |
2,30 |
263 |
15850 |
25300 |
0,62 |
|
285 |
13750 |
|
0,54 |
|
316 |
10900 |
|
0,43 |
|
360 |
8130 |
|
0,32 |
|
406 |
5950 |
|
0,23 |
|
452 |
4550 |
|
0,18 |
Шкалу объемных масс ШГП получают графическим способом. По семейству кривых (см. рис. 7) строят вспомогательную кривую lг = f() (рис. 8), соответствующую значению K = 0,5. Это значение K удобно для практических измерений и в то же время близко к оптимальному. На вспомогательной кривой lг = f() через каждые 0,1 г/см3 отмечают точки, соответствующие значениям от 1,4 до 2,3 г/см3, и прямыми линиями переносят эти точки на ординату, получая шкалу объемных масс, выраженную в миллиметрах расстояния lг оси детектора от оси излучателя.
Рис. 7. Зависимость скорости счета от переменной базы плотномера при различных объемных массах модели грунта
Рис. 8. Построение шкалы плотностей по переменной базе для Nгр = 0,5Nкту
r, г/см3 |
1,34 |
1,58 |
1,71 |
1,90 |
2,09 |
2,30 |
lг, мм |
445 |
396 |
368 |
343 |
318 |
294 |
Модель грунта может быть применена в качестве контрольного устройства для штыревого плотномера. В этом случае модель позволяет найти контрольное показание частотомера, которое необходимо поддерживать при измерениях объемной массы грунта.
3.11. Проверка точности измерений штыревым гамма-плотномером ШГП. Проверка точности работы ШГП путем сравнения его показаний со значениями объемных масс грунтов, полученными методами режущих колец, неправомерна из-за того, что зона контроля грунта ШГП и объемы усреднений режущими кольцами не совпадают. Поэтому проверка точности работы ШГП проводилась на модели грунта.
Результаты проверки приведены в табл. 4.
Измерений объемных масс грунта плотномерами ШГП и ПГП-2 проводили в соответствии с методикой. Каждое измерение производили 3 - 5 раз, причем показания частотомера выдерживали с точностью до 100 единиц счета за 10 с. Из табл. 4 видна вполне удовлетворительная сходимость расчетных данных и результатов измерений с помощью ШГП. Точность измерений может быть повышена путем увеличения числа измерений, а при измерениях в грунте - путем парных измерении с поворотом платформы на 180.
Таблица 4
Объемная масса, г/см3, полученная |
||
по формуле (2) |
ШГП |
ПГП-2 |
1,53 |
1,53 |
- |
1,71 |
1,72 |
1,67 |
1,90 |
1,91 |
1,75 |
1,90 |
1,92 |
1,75 |
2,19 |
2,21 |
- |
2,33 |
2,30 |
2,24 |
Таблица 5
Объемная масса образца по расчету r, г/см3 |
Nгр |
Nкту |
|
Объемная масса образца по градуировочной кривой, г/см3 |
Абсолютная погрешность ??, г/см3 |
|
337,0 |
184,3 |
|
|
|
|
332,9 |
186,5 |
|
|
|
|
334,7 |
185,1 |
|
|
|
|
331,1 |
|
|
|
|
|
332,8 |
|
|
|
|
|
335,3 |
|
|
|
|
1,48 |
Ср. 334,0 |
Ср. 185,3 |
Ср. 180 |
1,51 |
0,03 |
|
285,7 |
186,1 |
|
|
|
|
287,0 |
187,1 |
|
|
|
|
284,1 |
185,8 |
|
|
|
|
285,3 |
|
|
|
|
|
285,0 |
|
|
|
|
|
285,5 |
|
|
|
|
1,60 |
Ср. 285,4 |
Cр. 186,0 |
Ср. 1,53 |
1,63 |
0,03 |
|
244,5 |
186,8 |
|
|
|
|
243,7 |
186,5 |
|
|
|
|
244,3 |
186,9 |
|
|
|
|
245,0 |
189,0 |
|
|
|
|
244,1 |
188,4 |
|
|
|
|
245,1 |
187,1 |
|
|
|
1,80 |
Ср. 244,4 |
Cp. 187,5 |
Ср. 1,30 |
1,80 |
0,0 |
|
|
182,3 |
|
|
|
|
181,4 |
182,1 |
|
|
|
|
|
184,8 |
|
|
|
|
180,0 |
185,5 |
|
|
|
|
|
184,2 |
|
|
|
|
180,0 |
186,0 |
|
|
|
2,0 |
Ср. 180,5 |
Ср. 184,2 |
Ср. 0,98 |
2,08 |
0,08 |
Рис. 9. Измерения плотномером на образцах грунта:
1 - образец грунта; 2 - ПГП-2; 3 - ШГП
Рис. 10. Градуировочный график гамма-плотномера ПГП-2 с приставкой
3.12. Проверка точности работы ШГП совместно с ПГП-2. Проверка совместной работы ШГП с ПГП-2 проводилась на образцах грунта, приготовленных в алюминиевых формах с особой тщательностью и забетонированных снаружи для придания им жесткости. Форму размером 50??5070 см предварительно калибровали, заполняя ее точно вымеренными объемами воды по 30 л. Уровень воды в форме отмечали метками. Затем по этим меткам был изготовлен контрольный шаблон. Для заполнения формы приготовляли грунт однородного состава. Форму заполняли грунтом слоями по 30 дм3. Каждый слой грунта взвешивали с высокой точностью. Поверхность грунта выравнивали и уплотняли ручной трамбовкой. Контролировали с помощью шаблона по меткам формы. В форму укладывали 6 слоев равномерно уплотненного грунта. Всего приготовляли 4 образца и сразу измеряли плотномером (табл. 5 и рис. 9). Из табл. 5 видно, что результаты измерений на образцах грунта сходятся с градуировкой на модели грунта (рис. 10). Расхождение в точке = 2 г/см3 можно объяснить некоторым переуплотнением грунта в показывающей сфере плотномера из-за трудности приготовления образца из глинистого грунта.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие. 1 1. Общие требования к радиоизотопным средствам измерений плотности и влажности земляного полотна. 1 2. Радиометрические средства измерений плотности и влажности. 2 3. Штыревой гамма-плотномер ШГП.. 5 |