Способ определения влажности и плотности пробы грунта в пробоотборнике

)5 6 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЪСТВУ ВТОРСКО(71) Всесоюзное морственное объединенгия" 8ское научно-производе "Союзморинжгеоло(56) Звольский С.Т. методы исследован ских свойств донных думка, 1984, с, 35.Авторское свиде М 951108, кл. 6 01 М др, Радиоизотопные я, физико-механичесадков, Киев: Наукова ельство СССР9/24, 1980. ВЛАЖНО- ГРУНТА В Изобретен и лиза материал плотности и пре ния при опред ности проб г отобранных колми при проведских изысканий ль изобретфиг. 1 и а детектор учения чер ения сигна нии гамма- эталонног повышение точноН оказана схема измерения а по при прохождении гамез воздух; на фиг. 2 - схема ла детектора и при произлучения через воздух и о пробоотборника с номи-и иэмер ожде тенк(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИСТИ И ПЛОТНОСТИ ПРОБЬПРОБООТБОРНИКЕ е относится к способам анаов путем определения их днаэначено для использоваелении влажности и плотрунтодонных отложений, онковыми пробоотборникаении инженерно-геологиче(57) Изобретение относится к радиоизотопным способам определения свойств грунта донных отложений. Цель изобрстения - повышение точности, Способ включает размещение источника и детектора гамма- излучения на фиксированном расстоянии. измерение сигнала детектора при прохождении гамма-излучения через воздух, через стенки эталоннгло пробоотборника с известными значениями внутреннего диаметра и двойной толщины стенок, через эталонный пробоотборник, з" полненный водой, через эталонный пробозтборник, заполненный сухим грунтом с известными пористостью и минеральной плотностью, через стенки пробоотборника с известным внешним диаметром, через пробоотборник с исследуемым грунтом и определение влажности и плотности по результатам измерений. 6 ил. нальными значениями внутреннего диаметра бо и двойной толщиной стенки по, на фиг.3 - схема получения сигнала детектора пВ для эталонного пробоотборника, заполненного водой; на фиг, 4 - схема получения сигнала детектора пс при прохождении гамма-излучения через эталонный пробоотборник, заполненный сухим грунтом с известной пористостью ч и минеральной плотностью ри ; на фиг, 5 - схема получения сигнала детектора п 2 при прохождении гамма-излучения через стенки пробоотборника с внешним диаметром о 1; на фиг. 6- схема регистрации сигнала детектора и при прохождении гамма-излучения через пробоотборник, заполненный пробой исследуемого грунта,ще 5) и (10) полу ют след и п и 1 п 2 С 1 о)п пппбп 11Ьо =4 ст рст При просвечивании пучком гамма-излучения колонкового пробоотборника в точке исследования пробы полностью водонасыщенного грунта, для которой измерен внешний диаметр пробоотборника 01 и неизвестны двойная толщина стенки пробоотборника Ь 1 и внутренний диаметр бвн пробоотборника, и измерении скорости счета детектора и справедливо выражение- ,искРск 01 вн - Р ВР В Ю Овн - ,ИстРст М и =пое где ио - скорость счета детектора прихождении гамма излучения от источнидетектору через воздух;,иск - массовый коэффициент поглния скелета грунта;рск - плотность скелета грунта;,ив - массовый коэффициент поглния воды;р в - плотность воды,Ю - объемная влажность грунта;,ист - массовый коэффициент поглния стали;рст - плотность стали.При контрольном определении ссти счета п 2 при пустом колонковом протборнике в точке исследования свогрунта справедливы выражения(,искрск +,и вР в ВI ) свнИ = П 2 ЕСледовательно, определение контрного отсчета П 2 для пустотелого пробборника исключает из выраженипеременную величину й 1, т.е, такимзом можно учитывать влияние измендвойной толщины стальной стенки от ннального значения,При просвечивании эталонного. ителого стального цилиндра с номинальнзначениями двойной толщины сталстенки Ьо, внутренним диаметром бо и оделении скорости счета п 1 справедливы. ражения- 4 стрст ьои 1 е Неизвестную двойную. толщину стенкипробоотборника Ьтможно найти с у атом (4)и (7) из выражения5 ЬоП 1 = По = Ъо 1 П ( По 1 И 2 )Ли ( Иогп 1 ), (8)Неизвестный внутренний диаметр пробоотборника двн в выражении (5) можно определить через известные значения бо, б 1,по, ио, п 1 и п 2 по выражениям 10П По И 1внббвн =дооо(11)При контрольных отсчетах пв и иск поэталонному стальному цилиндру, заполненному соответственно водой с плотностьюр в или сухим грунтом с известной пористостью И и минеральной плотностью рмин, сучетом (6) справедливы выражения 0 и в р в до = и ( п 1/п в )(12)3 П ( И 1/Пск )р- р-. О. = --- . (13)Для полностью водонасыщенного грунта справедливо выражение5Рск =Рмин (1 - В/ ), (14)Решая уравнения (11), (12), (13), (14) он , получают Плотность р исследуемою полностью5 водонасыщенного грунта определяется сле дующим выражением 5 где у - коэффициент для широкого или уз чения соответственн Выражение (16) с у мает вид 01 л п 1/пск Способ исключает погрешность из-за наличия стальной стенки, вариаций толщины стенки и диаметра колонки пробы грунта в пробоотборнике. Таким образом, при выполнении одноразовых нетрудоемких дополнительных контрольных отсчетов достигается высокая точность определения влажности и плотности пробы грунта в колонковом пробоотборнике в процессе многократного отбора проб грунта при инженерно-геологических испытаниях. На фиг. 1-6 показан вариант конкретной реализации способа с использованием колонкового прибора, который содержит корпус 1 с направляющим роликом 2, защитный свинцовый контейнер 3, предназначенный одля установки источника 4 излучения Со или Сз и детектор 5 гамма-излучения, расположенный в корпусе 1 напротив источника 4 на постоянном расстоянии от него, позволяющем размещать между источником 4 и детектором 5 колонковый пробоотборник б с пробой 7 исследуемого грунта.Перед измерением свойств проб грунта в колонковом пробоотборнике производятся следующие контрольные измерения; определение скорости счета по при прохождении гамма-излучения в воздухе; определение скорости счета п 1 при прохождении гамма-излучения через пустотелый цилиндр с номинальными значениями бо и по; определение скорости счета пв при прохождении гамма-излучения по стальному цилиндру с номинальными значениями бо и Ьо, заполненному водой; определение скорости счета пск припрохождении гамма- излучения по стальному цилиндру с номинальными значениями Ьо и бо,заполненному сухим грунтом с известной пористостью И и минеральной плотностью Рмин, измерения внешнего диаметра колонкового пробоотборника по его длине с 011 по б 1 П и в этих же точках контрольные отсчеты с п 21 по п 2 п по пустому пробоотборнику. 10 15 20 25 30 35 40 45 лонкового пробоотборника по соотношени-. ям (15) и (17) соответственно.Формула изобретения Способ определения влажности и плотности пробы грунта в пробоотборнике, имеющем форму полого цилиндра, включающий размещение источника и детектора гамма-излучения нэ фиксированном расстоянии, измерение величины сигнала детектора по при прохождении гамма-излучения через воздух в зазоре между источником и детектором, измерение величины сигнала детектора п при прохождении гамма-излучения через пробоотборник. заполненный и робой грунта, и оп редел ение влажности В/ и плотностир, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности, перед измерением величины сигнала детектора и дополнительно определяют величину сигнала п 1 детектора при прохождении гамма-излучения через стенки эталонного пробоотборника с номинальными значениями внутреннего диаметра до и двойной толщины стенок по, определяют величину сигнала пв детектора при прохождении гэмма-излучения через эталонный пробоотборник, заполненный водой, имеющей известную плотность р в, определяют величину сигнала пс детектора при - рохождении гамма- излучения через эталонный пробоотборник, заполненный сухим грунтом с известной пористостью Ч и минеральной плотностью р,н, помещают в зазор между источником и детектором пробоотборник, фиксируют его положение, измеряют внешний диаметр б 1 пробоотборника по оси, соединяющей центр источника и детектора, и определяют сигнал детектора п 2 при прохождении гамма-излучения через стенки пробоотборника, причем измерение величины сигнала детектора п производят в фиксированном положении пробоотборника, а определение влажности и плотности производят по соот- ношениям0 где у - коэфф ния 008 или пучка гамма-и После рений в пр ся скорост пробоотбо определен Значен грунта опр В точках овыполнения контрольных измецессе пробоотбора определяет- счета и по длине колонкового ника с пробой грунта в точках Я о 11- о 1 щ и п 21- П 2 а.ия влажности и плотности пробы деля ются для каждого отсчета и ределения Ф и п 2 по длине коент, принимающий эначе1 для широкого и узкогочения соответственно,1 б 31360 Жиа тавитель И,Павленкоред ЬЛ.Моргентал Корректор В.Гирняк Касарда кт ГКНТ ССС ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина ствен но-и каз, 538 ВНИИП Тираж 375 сударственного комитета по из 113035, Москва, Ж, Р