Грунты. Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности

3.2. При поверхностно-глубинных измерениях в скважинах (обсадных трубах) плотности или влажности диаметр скважины (трубы) должен быть не более 146 мм. Скважины (трубы) не должны быть заполнены водой.

При измерении плотности грунта методами альбедо и альбедо-абсорбционным, а также при поверхностных и комбинированных измерениях влажности измерительный преобразователь, содержащий источник гамма-излучения или замедленных нейтронов, следует устанавливать на расчищенную и выровненную поверхность грунта. Опорная плоскость измерительного преобразователя должна быть плотно прижата (без зазора) к поверхности грунта.

При измерении плотности альбедо-абсорбционным методом и влажности по комбинированной схеме блок источника ионизирующего излучения помещают (внедряют) в грунт на глубину, фиксируемую с погрешностью не более ±0,5 мм. Расстояние между измерительным преобразователем плотномера (влагомера) от стенок сооружения или выработки должно быть более 500 мм.

3.3. Градуировку и метрологическую аттестацию радиоизотопных плотномеров, влагомеров и влагоплотномеров проводят в заводских или лабораторных условиях по образцовым мерам (стандартным образцам) плотности и влажности, метрологически аттестованными в установленном порядке, а в полевых условиях - в соответствии с приложением 2.

3.4. При измерениях по глубинной (скважинной) схеме измерений преобразователь плотномера (влагомера, влагоплотномера) помещают в скважину на заданную глубину св. 0,4 м, центрируют по оси скважины и производят отсчеты по табло прибора.

В необсаженной скважине или скважине, обсаженной трубами переменного диаметра, измеряют диаметр на глубине, совпадающей с точкой отсчета радиоизотопного плотномера и нейтронного влагомера, с погрешностью не более ±10 мм.

3.5. Метрологическую аттестацию радиоизотопных плотномеров, влагомеров и влагоплотномеров как средств измерений осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ 8.009.

Поверку радиоизотопных плотномеров выполняют по соответствующей методической инструкции, а нейтронных влагомеров по ГОСТ 8.442. Периодичность поверки определяют типом применяемого прибора.

3.6. Относительная основная погрешность плотномеров при измерении плотности грунта (в процентах)должна быть не более 3% при доверительной вероятности 0,95.

3.7. Абсолютная основная погрешность влагомеров при измерении объемной влажности грунта (в процентах )должна быть не более ±3% при доверительной вероятности 0,95.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Плотность грунта определяют по градуировочной зависимости радиоизотопного плотномера (влагоплотномера), выраженной в виде графика, таблицы или формулы для принятых условий измерений.

Виды графиков градуировочных зависимостей приведены в приложениях 7 и 8.

Объемную влажность грунта определяют по градуировочной зависимости нейтронного влагомера (радиоизотопного влагоплотномера), построенной с учетом влияния плотности сухого грунта .

Методика градуировки радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера приведена в приложении 2.

4.2. При измерении объемной влажности грунтов, содержащих растительные остатки в количестве, превышающем 5% по массе при определении по п. 4.1., следует вводить поправку , рассчитываемую по формуле

где - измеренная объемная влажность грунта, %;

- среднее содержание по массе органического вещества, определяемое по ГОСТ 23740, % вес.;

-коэффициент, принимаемый равным ;

- плотность сухого грунта, г/куб.см.

4.3. Результаты измерения плотности и объемной влажности грунта фиксируют в журнале измерений, форма которого указана в приложении 10.

4.4. По результатам измерения плотности и объемной влажности вычисляют плотность сухого грунта , г/куб.см, по формуле

где - плотность воды,равная 1,0 г/куб.см.

Влажность грунта по массе в процентах определяют по формуле

Результаты вычисления и фиксируют в журнале измерений.

4.5. К журналу измерений прилагают схему расположения пунктов измерения или скважин.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При проведении измерений радиоизотопными плотномерами, нейтронными влагомерами, радиоизотопными влагоплотномерами должны соблюдаться "Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений" (ОСН 72/87), утвержденные Минздравом СССР, Нормы радиационной безопасности (НРБ 76/87), "Правила безопасности при транспортировании радиоактивных веществ" (ПБТРВ-73), "Инструкция по эксплуатации приборов".

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

ГРАДУИРОВКА РАДИОИЗОТОПНЫХ ПЛОТНОМЕРОВ,

НЕЙТРОННЫХ ВЛАГОМЕРОВ И РАДИОИЗОТОПНЫХ

ВЛАГОПЛОТНОМЕРОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

1. Градуировку радиоизотопных приборов выполняют на метрологически аттестованных образцовых мерах (стандартных образцах) плотности и влажности грунта для наиболее распространенных условий измерений.

2. При построении градуировочной зависимости радиоизотопного плотномера для рабочих условий измерений (например, для обсадной трубы заданных материала, диаметра и толщины стенки) в диапазоне значений плотности 0,8-2,3 г/куб.см (800-2300 кг/куб.м)должны быть изготовлены и метрологически аттестованы не менее пяти образцовых мер плотности с номинальными значениями в следующих поддиапазонах 0,8-1,0; 1,0-1,3; 1,3-1,6; 1,6-2,0; 2,0-2,3 г/куб.см.

3. При построении градуировочной зависимости нейтронного влагомера для рабочих условий измерений в диапазоне объемной влажности 0 (1-2%) - 100% должны быть изготовлены и метрологически аттестованы образцовые меры объемной влажности Wоб с номинальными значениями в следующих поддиапазонах: 0-5; 5-20; 20-35; 35-60; 60-100; 100% (вода). Одновременно эти же меры могут быть аттестованы по массовой (весовой) влажности.

По крайней мере две из указанных образцовых мер объемной влажности должны быть изготовлены с постоянным значением плотности сухого грунта , определенным с погрешностью не более 200 кг/куб.м.

4. Образцовые меры плотности (ОМП) и объемной влажности должны быть изготовлены из материала,аналогичного по химическому составу алюмосиликатным грунтам с суммарным содержанием химических элементов с атомным номером более 50 (железа, марганца), не превышающим 10%.

Для изготовления образцовых мер объемной влажности не должны применяться материалы, содержащие нейтронопоглощающие химические элементы: хлор - в количестве более 0,1%; бор - более 0,001%; редкоземельные - более .

5. Материал образцовой меры (стандартного образца) должен быть однородным по плотности и влажности.

Однородность изготовленной образцовой меры определяют при помощи специальных измерений преобразователями плотномера, влагомера, влагоплотномера.

При изготовлении образцовой меры однородность по объемной влажности оценивают путем отбора образцов и определения в них влажности по ГОСТ 5180. Из каждой меры должно быть отобрано не менее 25-30 образцов. Коэффициент вариации показаний плотномера и влагомера (в единицах отсчетов) в образцовых мерах, определяемый по формуле (4), не должен быть более 0,05.

где - средние значения показаний (в единицах отсчетов) плотномера,влагомера при каждом i-м положении измерительного преобразователя и в средней мере соответственно;

- количество измерений.

Коэффициент вариации средней объемной влажности материала в мере, определяемый по формуле (5), не должен быть более 0,025.

где - значения влажности по ГОСТ 5180 в i-м образце грунта и в среднем в мере;

- количество образцов.

6. Образцовые меры плотности могут одновременно быть образцовыми мерами объемной влажности.

7. Образцовые меры плотности и объемной влажности (более 5%) для испытаний и градуировки глубинных радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров и радиоизотопных влагоплотномеров размещаются в цилиндрических емкостях (баках) диаметром мм, изготавливаемых из стального листа (ГОСТ 1050), образцовые меры объемной влажности менее 5% - в емкостях диаметром мм. Высота емкости (бака) для меры должна быть не менее расстояния от детектора до нижнего конца измерительного преобразователя плюс 300 мм.

Образцовые меры плотности и влажности для испытаний и градуировки поверхностных радиоизотопных плотномеров, нейтронных влагомеров и радиоизотопных влагоплотномеров должны изготавливаться в зависимости от типа прибора.

8. Исходными материалами для изготовления образцовых мер плотности и влажности могут быть:

песок однородной фракции;

глинопорошок (из местных глин) однородный;

керамзитовый гравий мелкий (фракции диаметром 5 мм), плотностью в сухом состоянии г/куб.см (800 кг/куб.м);

гравий и щебень однородных фракций;

стекло (в виде листов или гранул), не содержащее примесей тяжелых и нейтронопоглощающих элементов;

вода, не содержащая примесей тяжелых и нейтронопоглощающих элементов.

9. Образцовые меры плотности и влажности могут быть метрологически аттестованы как временные и постоянные. Временные меры метрологически аттестуют на период испытаний радиоизотопного плотномера, нейтронного влагомера, радиоизотопного влагоплотномера или на срок не более 3 мес.; постоянные меры - на срок более года.

10. Поверхность образцовых мер после их изготовления должна быть герметизирована для предотвращения их высыхания и повреждения.

11. На наружной поверхности емкости (бака), содержащей образцовую меру, должны быть нанесены номер меры и номинальные значения плотности и объемной влажности.

12. В емкостях для образцовых мер или в изготовленные меры плотности и влажности, предназначенные для испытаний и градуировки глубинных радиоизотопных плотномеров, устанавливают обсадные трубы необходимого номинала способом, соответствующим методике полевых испытаний.

13. При градуировке глубинных радиоизотопных приборов измерительный преобразователь прибора помещают на заданную глубину обсадную трубу, установленную в образцовой мере плотности (влажности), и производят не менее 10 измерений плотности потока гамма-излучения (замедленных нейтронов). Измерения повторяют при расположении преобразователя в 3-4 точках по глубине меры для определения коэффициента вариации по формуле (4).

14. Образцовые меры плотности грунта аттестуют по результатам измерения объема емкостей для ОМП и массы помещенного в них материала.

15. Образцовые меры влажности (ОМВ) грунта аттестуют по результатам определения средней влажности образцов материала в мере по ГОСТ 5180 и измерения плотности материала в мере по п.14.

16. По результатам измерений средней плотности потока гамма-излучения (медленных нейтронов) и определения средней плотности(объемной влажности) материала в мерах строят градуировочные зависимости радиоизотопного плотномера (приложение 7), нейтронного влагомера (приложение 8).

Градуировочные зависимости влагомера следует строить в виде серии графиков для различных в рабочем диапазоне измерений;в том числе в двух мерах с различными значениями объемной влажности, отличающихся не менее чем на 20% (при постоянном значении плотности сухого материала).

17. Допускается представлять градуировочные зависимости плотномера и влагомера в виде формул (алгоритмов).