PL47619B1 - - Google Patents

Description

RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47619 Akademia Górniczo-Hutnicza*) Kraków, Polska KI. 84 c, 1/00 KI. internat. E 02 cL k$> Absorpcyjny gestosciomierz gruntowy Patent trwa od dnia 31 grudnia 1962 r.

Przedmiotem wynalazku jest absorpcyjny ge¬ stosciomierz gruntowy, majacy zastosowanie w geologii inzynierskiej do badania podloza grun¬ towego pod budowe róznego rodzaju obiektów jak równiez do kontroli wykonawstwa robót ziemnych.

Problem predkiego i dokladnego wyznacza¬ nia parametrów fizycznych giruntów sypkich w warunkach naturalnych w zlozu posiada du¬ ze znaczenie w geologii inzynierskiej. Klasyczne metody, polegajace na pobieraniu prób i 'bada¬ niu ich w laboratorium, /daja egzamin jedynie w przypadku skal i gruntów spoistych. W wy¬ padku gruntów sypkich pobranie prób bez na¬ ruszenia ich struktury jest rzecza bardzo trudna a niekiedy niemozliwa. Dotyczy to szczególnie przypadku luznych piasków zalegajacych poni¬ zej zwierciadla wód gruntowych. Z pomoca przy¬ chodza tu metody radiometryczne, umozliwiaja- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa mgr inz. Bohdan Dziu- nikowski i mgr mi. Jerzy Niewodniczanski, ce badanie wlasnosci fizycznych gruntów bez¬ posrednio w zlozu.

Absorpcyjny gestosciomierz gruntowy wedlug wynalazku sluzy do pomiaru ciezaru objetoscio¬ wego gruntów sypkich w warunkach ich natu¬ ralnego zalegania, bez koniecznosci pobierania prób. Urzadzenie to umozliwia mierzenie cie¬ zaru objetosciowego warstw gruntu, zalegajacych do glebokosci okolo 40 cm od. powierzchni. Prócz pomiarów w warstwach przypowierzchniowych urzadzenie wedlug wynalazku moze byc stosowa¬ ne do oznaczania ciezaru objetosciowego warsitw gruntu w dnie otworów wiertniczych, wierconych duzymi srednicami, lub tes w innych wyrobis¬ kach. Absorpcyjny gestosciomierz wedlug wy¬ nalazku nadaje sie takze do pomiaru ciezaru objetosciowego warstw dennych w zbiornikach wodnych. Wyznaczenie ciezarni objetosciowego badanego srodowiska o znanej wilgotnosci i zna¬ nym ciezarze wlasciwym szkieletu umozliwia wyliczenie innych parametrów fizycznych inter resujacych z punktu widzenia mechaniki gruntu.

Na rysunku fig, 1 przedstawia absorpcyjnyfcesto&uomierz gpun.towy w^dlug.fwynalazku w przekroju gyionowyni a £ig. i\ ^ ^estosciomierz wraz^^*mi^daryza4^^ ^5wniez%v przekroju piarwjwyM.

Gestosciomierz wedlug wynalazku sklada sie z dwóch metalowych ramion 1 i 2 o srednicach na pirzyklad 18 mm, które dla dokonania po¬ miaru wciska sie w badany grunt. W zwiazku z tym dolne konce obu ramion sa zakonczone stozkowo. W górnych swych czesciach ramiona sa polaczone sztywno stalowa konstrukcja 3 umozliwiajaca zachowanUe ich równoleglosci i stalego rozstawu. W górnej swej czesci kon¬ strukcja 3 posiada gwintowany element 4, slu¬ zacy do polaczenia gestosciomierza ze specjalna zerdzia przedluzajaca lub z zerdzia wiertnicza.

Ramie 1, stanowiace wydrazony pret stalowy, zawiera detektor prornieniowania gamma w po¬ staci licznika Geigera-Mullera na przyklad typu BGB-33 lub CTC-5. Detektor miesci sie w ru¬ rze 6 wykonanej 3 lekkiego materialu, na przy¬ klad z aluminium. Bura ta od dolu jest zamknie- *ta gwintowana glowica 7, która przez dokrece¬ nie umozliwia dobry kontakt elektryczny elek¬ trod licznika. Górna czescia rura 6 jest polaczo¬ na z konstrukcja 3, zawierajaca znany uklad elektryczny 8, mieszczacy sie w mirze 9. Rura ta od góry zamknieta jest glowica 10, umozliwia¬ jaca wodoszczelne wyprowadzenie koncentrycz¬ nego kabla 11, na przyklad typu telewizyjnego, za pomoca którego impulsy elektryczne z liczni¬ ka przesylane sa do znanej aparatury rejestru¬ jacej. Ramie 2 gestosciomierza, wykonane z pel¬ nego preta stalowego, posiada w dolnej czesci odkrecany stalowy element 12 w postaci gra-; ndastoslupa, zawierajacy zródlo 13 promienio¬ wania gamnia w postaci na przyklad izotopu 137Cs o aktywnosci okolo 5 mC. Element 12 wraz ze zródlem 23 jest przechowywany podczas transportu w pojemniku olowianym 14 (fig. 2).

Element 12 'przykreca sie do mamienia 2 gesto- scicmierza bez potrzeby uprzedniego wyjmowa¬ nia go z pojemnika 14.

Na rysunku (fig. 2) uwidoczniony jest absorp¬ cyjny gestosciomierz gruntowy wedlug wynalaz¬ ku w czasie pomiaru standaryzujacego. Pojem¬ nik olowiany 14, sluzacy do przechowywania zródla 13 promieniowania gamma jest polaczony za pomoca metalowej konstrukcji 15 ze standa- ryzatorem 16, który stanowi metalowy, cylin¬ dryczny pojemnik zawierajacy sole cezu-137 17.

Konstrukcja 15 umozliwia zachowanie stalej ge¬ ometrii w czasie pomiarów standaryzujacych.

Dzialanie gestosciomierza wedlug wynalazku jest oparte na pomiarze absorpcji promienio¬ wania gamma w badanym srodowisku. W celu przeprowadzenia pomiaru wprowadza sie w ba¬ dany grunt zródlo promieniowania oraz jego de¬ tektor, umieszczone w stalej odleglosci cd siebie.

Promieniowanie gamma, po wyjsciu ze zródla ulega rozpraszaniu i absorpcji w otaczajacym srodowisku- Spowodowane /tym procesami osla¬ bienie wiazki promieni gamma, padajacej na detektor, jest funkcja ciezaru objetosciowego srodowiska, wypelniajacego 'przestrzen miedzy zródlem i detektorem pod warunkiem, ze srodo¬ wisko to sklada sie z pierwiastków lekkich, któ¬ rych liczba atomowa nie przekracza lic/by 30.

Funkcje te wyznacza sde doswoadczalniie droga cechowania gestosciomierza za pomoca srodo¬ wisk wzorcowych o dokladnie znanych ciezarach objetosciowych, wilgotnosci i skladzie chemicz¬ nym. W ten sposób uzyskana krzywa cechowa¬ nia sluzy nastepnie do interpretacji bezposred¬ nich spostrzezen rejestrowanych w terenie.

W wyniku pomiaru gestosciomierzem wedlug wynalazku otrzymuje sie ssrednia wartosc cie¬ zaru objetosciowego gruntu wypelniajacego prze¬ strzen pomiedzy zródlem pix>mieniowamia i de¬ tektorem. Wymiary wspomnianej strefy pomia¬ rowej zaleza od odleglosci miedzy zródlem pro¬ mieniowania d detektorem oraz w pewnym stop¬ niu od ciezaru objetosciowego badanego srodo¬ wiska. Blad bezwzgledny pomiaru, okreslony jako podwójna waintosc sredniego odchylenia standartowego <+ 2 8) wynosi ok. + 0,03 G/cm*.

Poslugujac; sie absorpcyjnym gestosciomierzem gruntowym wedlug wynalazku nalezy pamietac o wplywie wilgotnosci gruntu na wskazajnaa urzadzenia. Jednoznaczna interpretacje otrzy¬ manych wyników pomiarowych przeprowadzic mozna tylko przy znanej wilgotnosci i skladzie chemicznym badanego srodowiska.

W celu wyeliminowania wplywu ewentualnych zmian parametrów aparatury jak na przyklad aktywnosci zródla, wydajnosci detektora itp. przeprowadza sie standaryzacje urzadzenia za pomoca dodatkowego, kontrolnego zródla pro¬ mieniowania gamma.

Absorpcyjny gestosciomierz wedlug wynalazku wspólpracuje ze znanym przelicznikiem tranzy¬ storowym lub elektronowym impulsów, zawie¬ rajacym stabilizowany zasilacz stalego napiecia ok. -[-400V, dla detektora promieniowania ganv ma.1 2astrzezenia patentowe 1. Absorpcyjny gestosciomierz gruntowy, zao¬ patrzony w licznik Geigera-iMullera i uklad elektryczny znamienny tym, ze sklada sie z dwóch metalowych ramion (1 i 2) o odpo¬ wiednio dobranych srednicach, z których ra¬ mie (1) stanowi wydrazony pret zakonczony stozkowo, ramde zas (2) jest wykonane z pel¬ nego preta zakonczonego metalowym ele¬ mentem (12) w ksztalcie graniastoslupa, w którym jest umieszczone zródlo (13) promie¬ niowania gamma, oba zas ramiona (1 i 2) sa polaczone konstrukcja (3), ustalajaca ich wzajemne polozenie. 2. Absorpcyjny gestosciomierz wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze wewnatrz ramienia (1) znajduje sie licznik Geigera-Mullera (5) po¬ laczony z ukladem elektrycznym (8) i wypro- wadzajacym kablem (11), które sa umiesz¬ czone w rurze (9) zamknietej wodoszczelna glowica (10). 3. Absorpcyjny gestosciomierz wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze element (12) wraz ze zró¬ dlem (13) promieniowania gamma przykreca sie do ramienia (2) bez potrzeby wyjmowa¬ nia go z pojemnika (14). 4. Absorpcyjny gestoscionrierz wedlug zastrz. 1—3 znamienny tym, ze konstrukcja (3) la¬ czaca ramiona (1 i 2) jest zaopatrzona w gwintowana glowice (4), sluzaca do polacze¬ nia z zerdzia. 5. Absorpcyjny gestosciomierz wedlug zastrz. 1 i 3 znamienny tym, ze pojemnik (14) jest polaczony ze standaryzatorem (16) za pomo¬ ca metalowej konstrukcji (15) umozliwiaja¬ cej zachowanie stalej geometrii w czasie po* miarów standaryzujacych (fiig. 2).

Akademia Górniczo-Hutnicza Zastepca: mgr inz. Mieczyslaw Slomski rzecznik patentowy 3.t Do-opisu patentowego nr 47619 U Pm a W, rti I -fl -/5 /7 Figi F,g2 1561* RSW „Prasa", Kielce.

Ibiblic.-r^':' aj