SU1631360A1 - Method for measuring the moisture content and density of soll samples in a sampler - Google Patents

Method for measuring the moisture content and density of soll samples in a sampler Download PDF

Info

Publication number
SU1631360A1
SU1631360A1 SU884448615A SU4448615A SU1631360A1 SU 1631360 A1 SU1631360 A1 SU 1631360A1 SU 884448615 A SU884448615 A SU 884448615A SU 4448615 A SU4448615 A SU 4448615A SU 1631360 A1 SU1631360 A1 SU 1631360A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sampler
detector
gamma radiation
density
magnitude
Prior art date
Application number
SU884448615A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Иванович Дорофеев
Андрей Евгеньевич Матусевич
Original Assignee
Всесоюзное морское научно-производственное объединение "Союзморинжгеология"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзное морское научно-производственное объединение "Союзморинжгеология" filed Critical Всесоюзное морское научно-производственное объединение "Союзморинжгеология"
Priority to SU884448615A priority Critical patent/SU1631360A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1631360A1 publication Critical patent/SU1631360A1/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизотопным способам определени  свойств грунта донных отложений. Цель изобретени  - повышение точности. Способ включает размещение источника и детектора гамма- излучени  на фиксированном рассто нии измерение сигнала детектора при прохождении гамма-излучени  через воздух, через стенки эталонного пробоотборника с известными значени ми внутреннего диаметра и двойной толщины стенок, через эталонный пробоотборник, з полненный водой, через эталонный пробе отборник,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.This invention relates to radioisotope methods for determining soil sediment properties. The purpose of the invention is to increase accuracy. The method includes placing a source and a gamma radiation detector at a fixed distance measuring the detector signal when gamma radiation passes through the air, through the walls of the reference sampler with known internal diameter and double wall thickness values, through the reference sampler filled with water, through the reference sample sampler filled with dry soil c. known porosity and mineral density, through the walls of the sampler with a known external diameter, through the sampler with the test soil and the determination of humidity and density from the measurement results. 6 Il.

Description

Изобретение относитс  к способам анализа материалов путем определени  их плотности и предназначено дл  использовани  при определении влажности и- плотности проб грунтодонных отложений, отобранных колонковыми пробоотборниками при проведении инженерно-геологических изысканий.The invention relates to methods for analyzing materials by determining their density and is intended for use in determining the moisture content and density of soil-bottom sediment samples collected by column samplers during geotechnical surveys.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

На фиг, 1 показана схема измерени  сигнала-детектора по при прохождении гамма-излучени  через воздух; на фиг. 2 - схема измерени  сигнала детектора rii при прохождении гамма-излучени  через воздух и стенки эталонного пробоотборника с номинальными значени ми внутреннего диаметра do и двойной толщиной стенки ho; на фиг. 3 - схема получени  сигнала детектора пв дл  эталонного пробоотборника, заполненного водой; на фиг. 4 - схема получени  сигнала детектора пск при прохождении гамма-излучени  через эталонный пробоотборник , заполненный сухим грунтом с известной пористостью N и минеральной плотностью/Эмин; на фиг. 5 - схема получени  сигнала детектора П2 при прохождении гамма-излучени  через стенки пробоотборника с внешним диаметром di; на фиг. 6 - схема регистрации сигнала детектора п при прохождении гамма-излучени  через пробоотборник , заполненный пробой исследуемого грунта.Fig. 1 shows a circuit for measuring the detector signal by passing gamma radiation through the air; in fig. 2 is a diagram of measuring the signal of the detector rii with the passage of gamma radiation through the air and the walls of the reference sampler with nominal values of internal diameter do and double wall thickness ho; in fig. 3 is a diagram for obtaining a PV detector signal for a reference sampler filled with water; in fig. 4 shows a scheme for obtaining a signal from a PCS detector when gamma radiation passes through a reference sampler filled with dry soil with a known porosity N and mineral density / Emin; in fig. 5 is a diagram of obtaining the signal of detector P2 when gamma radiation passes through the walls of the sampler with an outer diameter di; in fig. 6 is a diagram of the detection of the detector signal p when gamma radiation passes through a sampler filled with a sample of the soil under study.

ОABOUT

0505

ыs

При просвечивании пучком гамма-излучени  колонкового пробоотборника в точке исследовани  пробы полностью водонасы- щенного грунта, дл  которой измерен внешний диаметр пробоотборника di и не- известны двойна  толщина стенки пробоотборника hi и внутренний диаметр йен пробоотборника, и измерении скорости счета детектора п справедливо выражениеWhen a sampling probe is examined by a gamma-ray beam at a test point of a completely water-saturated soil sample, for which the outer diameter of the sampler is measured di and the double wall thickness of the sampler hi and the inner diameter of the sampler are unknown, the expression

- скрскОвн- вРв вн -/«стрстМ П Пов- skrskOvn-vrv vn - / "strstM P Pov

0)0)

где по - скорость счета детектора при прохождении гамма излучени  от источника к детектору через воздух;where is the detector counting rate when gamma radiation passes from the source to the detector through the air;

,Дск - массовый коэффициент поглощени  скелета грунта;, Dsc is the mass absorption coefficient of the soil skeleton;

рек - плотность скелета грунта;rivers - the density of the soil skeleton;

IAQ - массовый коэффициент поглоще- ни  воды;IAQ is the mass absorption coefficient of water;

рв плотность воды,Ditch water density

W - объемна  влажность грунта;W is the soil moisture content;

ст - массовый коэффициент поглощени  стали;St is the mass absorption coefficient of steel;

РСТ - плотность стали.PCT - steel density.

При контрольном определении скорости счета П2 при пустом колонковом пробоотборнике в точке исследовани  свойств грунта справедливы выражени With the control determination of the count rate P2 with an empty column sampler at the point of the study of soil properties, the following expressions are valid

-/встреть 1- / meet 1

П2 гт0е;(2)P2 gt0e; (2)

22

По By

-/«стрстИ- / "prsti

(3)(3)

1п(По/П2) стрст 1p (Po / P2) pstr

Подстановка (3) в (1) дает выражениеSubstituting (3) into (1) gives the expression

(/Мскрск +fi вР В w ) dBH (/ MSKR + fi BP b w) dBH

п П2е. (5)P2e. (five)

Следовательно, определение контрольного отсчета П2 дл  пустотелого пробоотборника исключает из выражени  (1) переменную величину hi, т.е. таким образом можно учитывать вли ние изменени  двойной толщины стальной стенки от номинального значени .Therefore, the definition of the reference reading P2 for a hollow sampler excludes from the expression (1) the variable value hi, i.e. thus, the effect of changing the double thickness of the steel wall from the nominal value can be taken into account.

При просвечивании эталонного, пусто- телого стального цилиндра с номинальными значени ми двойной толщины стальной стенки ho, внутренним диаметром do и определении скорости счета гп справедливы выражени  -/ стрстЬо When the reference, hollow steel cylinder is scanned with nominal values of double thickness of steel wall ho, internal diameter do and determination of counting rate hp, the following expressions are valid:

ni п0е;(6)ni p0e; (6)

In (Пр/Щ ) /Лет РСТ In (Pr / Sch) / Years PCT

Неизвестную двойную толщину стенки пробоотборника hi можно найти с у (егом (4) и (7) из выражени  hiThe unknown double wall thickness of the sampler hi can be found with y (er (4) and (7) from the expression hi

hi h0hohi h0ho

: ri0ln ( n0/ri2 )/ln ( По/гм ). (8): ri0ln (n0 / ri2) / ln (By / um). (eight)

Неизвестный внутренний диаметр пробоотборника dBH в выражении (5) можно определить через известные значени  do, di, ho, no, ni и па по выражени мThe unknown internal diameter of the sampler dBH in expression (5) can be determined by the known values of do, di, ho, no, ni and pa by expressions

d.H d,,.: мd.H d ,,.: m

dBH dBH

d0 d0

dodo

. . di - h0ln ( no/па )/ln ( n0/ni ) - do2-. . di - h0ln (no / pa) / ln (n0 / ni) - do2-

dodo

(Ю)(YU)

С учетом (5) и (10) получают следующее выражениеTaking into account (5) and (10) receive the following expression

dodo

di - П01п По/П2 )Лп (По/П1 ) -(//скрск +/UBPB W )dodi - П01п По / П2) Лп (По / П1) - (// skrsk + / UBPB W) do

InIn

П2P2

(11)(eleven)

При контрольных отсчетах ПБ и пСк по эталонному стальному цилиндру, заполненному соответственно водой с плотностью р в или сухим грунтом с известной пористостью N и минеральной плотностьюрмин , с учетом (6) справедливы выражени In the control readings of PB and PSC on a standard steel cylinder filled respectively with water with density p in or dry soil with known porosity N and mineral density rmin, taking into account (6) the expressions

,MBpBdo ln (ni/nB);(12), MBpBdo ln (ni / nB); (12)

и п Л - ln()and p L - ln ()

Д СКРМИН Оо -,( К|D SKRMIN Oo -, (K |

(13)(13)

3535

Дл  полностью водонасыщенного грунта справедливо выражениеFor a fully saturated soil, the expression

(1 -W).(14)(1 -W). (14)

Реша  уравнени  (11), (12), (13), (14) относительно W, получаютSolving equations (11), (12), (13), (14) with respect to W, yields

do, n i In (п1/пск)do n i In (p1 / psk)

1 -N1 -N

40 ш 40 sh

0101

h 1п(п0/п2) °ln (n0/ni ) h 1n (n0 / n2) ° ln (n0 / ni)

I n 1 In- +П2I n 1 In- + P2

45 45 5Q ,45 45 5Q,

In (m/ncic j , ni 1-Nln iIn (m / ncic j, ni 1-Nln i

(15)(15)

Плотность р исследуемого полностью водонасыщенного грунта определ етс  следующим выражениемThe density p of the fully saturated soil under investigation is determined by the following expression

.ABOUT

где у- коэффициент, равный 0,08 или 0,11 дл  широкого или узкого пучка гамма-излучени  соответственно.where y is a coefficient of 0.08 or 0.11 for a wide or narrow beam of gamma radiation, respectively.

Выражение (16) с учетом (11) и (13) принии мает видExpression (16), taking into account (11) and (13), can be

РМИН(1 -N),у1П -RMIN (1 -N), u1P -

.л - ° (п2/по ) п..l - ° (n2 / po) n.

d1d1

-ywpB.-ywpB.

In (ni/пск )In (ni / psk)

In (пт/пр )In (Fri / Pr)

(17)(17)

Способ исключает погрешность из-за наличи  стальной стенки, вариаций толщины стенки и диаметра колонки пробы грунта в пробоотборнике. Таким образом, при выполнении одноразовых нетрудоемких до- полнительных контрольных отсчетов достигаетс  высока  точность определени  влажности и плотности пробы грунта в колонковом пробоотборнике в процессе многократного отбора проб грунта при ин- женерно-геологических испытани х.The method eliminates the error due to the presence of a steel wall, variations in wall thickness and column diameter of the soil sample in the sampler. Thus, when performing one-time easy-to-use additional reference readings, the accuracy of determining the moisture content and density of the soil sample in the column sampler is high during the process of multiple soil sampling during geotechnical tests.

На фиг. 1-6 показан вариант конкретной реализации способа с использованием колонкового прибора, который содержит корпус 1 с направл ющим роликом 2, защитный свинцовый контейнер 3, предназначенный дл  установки источника 4 излучени  Со или 137Cs и детектор 5 гамма-излучени , расположенный в корпусе 1 напротив источника 4 на посто нном рассто нии от него, позвол ющем размещать между источником 4 и детектором 5 колонковый пробоотборник 6 с пробой 7 исследуемого грунта.FIG. 1-6 show an embodiment of a specific implementation of the method using a column device that includes a housing 1 with a guide roller 2, a protective lead container 3 for mounting a Co or 137Cs radiation source 4 and a gamma radiation detector 5 located in the housing 1 opposite the source 4 at a constant distance from it, allowing for the placement of a core sampler 6 with a sample 7 of the soil under study between the source 4 and the detector 5.

Перед измерением свойств проб грунта в колонковом пробоотборнике производ тс  следующие контрольные измерени : определение скорости счета по при прохождении гамма-излучени  в воздухе; опреде- ление скорости счета m при прохождении гамма-излучени  через пустотелый цилиндр с номинальными значени ми do и ho; определение скорости счета пв при прохождении гамма-излучени  по стальному цилиндру с номинальными значени ми do и ho, заполненному водой; определение скорости счета Пек при прохождении гамма- излучени  по стальному цилиндру с номинальными значени ми ho и йо.залол- ненному сухим грунтом с известной пористостью N и минеральной плотностью/9мин ; измерени  внешнего диаметра колонкового пробоотборника по его длине с dn no dim и в этих же точках контрольные отсчёты с П21 по П2т по пустому пробоотборнику. ,Before measuring the properties of soil samples in the column sampler, the following control measurements are made: determination of the count rate for the passage of gamma radiation in the air; determining the count rate m when passing gamma radiation through a hollow cylinder with nominal values of do and ho; determination of the pv count rate during the passage of gamma radiation through a steel cylinder with nominal values of do and ho filled with water; determination of the Peck's counting rate during the passage of gamma radiation through a steel cylinder with nominal values of ho and dryly salted with a well-known porosity N and a mineral density of / min. measurements of the external diameter of the core sampler along its length with dn no dim and at the same points the test counts from P21 to P2t along the empty sampler. ,

После выполнени  контрольных измерений в процессе пробоотборг определ етс  скорость счета п по длине колонкового пробоотборника с пробой грунта в точках определени  dn - dim и гш - пат.After the control measurements are made in the process of sampling, the counting speed n is determined along the length of the core sampler with a soil break at the points of determination of dn - dim and gsh - pat.

Значени  влажности и плотности пробы грунта определ ютс  дл  каждого отсчета п в точках определени  di и П2 по длине ко- The values of humidity and density of the soil sample are determined for each sample n at the points of determination of di and P2 along the length

лонкового пробоотборника по соотношени-.  м (15) и (17) соответственно.von sampler for the ratio-. m (15) and (17) respectively.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ определени  влажности и плотности пробы грунта в пробоотборнике, имеющем форму полого цилиндра, включающий размещение источника и детектора гамма-излучени  на фиксированном рассто нии , измерение величины сигнала детектора по при прохождении гамма-излучени  через воздух в зазоое между источником и детектором, измерение величины сигнала детектора п при прохождении гамма-излучени  через пробоотборник, заполненный пробой грунта и определение влажности W и плотности р, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, перед измерением величины сигнала детектора п дополнительно определ ют величину сигнала ni детектора при прохождении гамма-излучени  через стенки эталонного пробоотборника с номинальными значени ми внутреннего диаметра do и двойной толщины стенок ho, определ ют величину сигнала пв детектора при прохождении гамма-излучени  через эталонный пробоотборник, заполненный водой, имеющей известную плотность р в, определ ют величину сигнала Пек детектора при прохождении гамма- излучени  через эталонный пробоотборник, заполненный сухим грунтом с известной пористостью N и минеральной плотностью РМИН, помещают в зазор между источником и детектором пробоотборник, фиксируют его положение, измер ют внешний диаметр di пробоотборника по оси, соедин ющей центр источника и детектора, и определ ют сигнал дртектора П2 при прохождении гамма-излучени  через стенки пробоотборника , причем измерение величины сигнала детектора п производ т в фиксированном положении пробоотборника, а определение влажности и плотности производ т по соотношени мThe invention The method for determining the moisture content and density of a soil sample in a hollow cylinder-shaped sampler, including placing the source and detector of gamma radiation at a fixed distance, measuring the magnitude of the detector signal as the gamma radiation passes through the air into the gap between the source and the detector, measuring the magnitude of the detector signal p when gamma radiation passes through a sampler filled with soil breakdown and the determination of humidity W and density p, characterized in that, in order to increase Accuracy, before measuring the magnitude of the detector signal p, the magnitude of the detector signal ni when gamma radiation passes through the walls of the reference sampler with nominal values of internal diameter do and double wall thickness ho is additionally determined, the magnitude of the PV signal of the detector when passing gamma radiation through the reference a sampler filled with water having a known density p v determines the magnitude of the Peck signal of the detector when gamma radiation passes through a reference sampler filled with A soil sampler with a known porosity N and mineral density of PMIN is placed in the gap between the source and the detector, the sampler is fixed, its position is measured, the external diameter di of the sampler is measured along the axis connecting the center of the source and detector, and the gamma signal radiation through the walls of the sampler, where the measurement of the magnitude of the detector signal n is carried out in a fixed position of the sampler, and the determination of humidity and density is made by the ratio do, n j 1п(п1/пСк)do, n j 1n (p1 / psk) W W di-ho4no/;2)di-ho4no /; 2) In ( no/HiIn (no / Hi Inп2Inc2 +1 -N+1 -N In (пт/пск ) . niIn (Fri / Psk). ni Inп - Рмин(1Inp - Pmin (1 In (п1/пск)01In (P1 / PSC) 01 -yWpQ,-yWpQ, 1 -Nо в1 -No to N ) dpln ( n2/n } n0ln (r.2/ng) In(ni/n0) N) dpln (n2 / n} n0ln (r.2 / ng) In (ni / n0) где у- коэффициент, принимающий значени  0,08 или 0,11 дл  широкого и узкого пучка гамма-излучени  соответстаенно.where y is a coefficient taking values of 0.08 or 0.11 for a wide and narrow beam of gamma radiation, respectively. , JJ Фиг.11 иг.2ig.2 Фиг. 5FIG. five
SU884448615A 1988-06-27 1988-06-27 Method for measuring the moisture content and density of soll samples in a sampler SU1631360A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884448615A SU1631360A1 (en) 1988-06-27 1988-06-27 Method for measuring the moisture content and density of soll samples in a sampler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884448615A SU1631360A1 (en) 1988-06-27 1988-06-27 Method for measuring the moisture content and density of soll samples in a sampler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1631360A1 true SU1631360A1 (en) 1991-02-28

Family

ID=21384747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884448615A SU1631360A1 (en) 1988-06-27 1988-06-27 Method for measuring the moisture content and density of soll samples in a sampler

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1631360A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Звольский С.Т. и др. Радиоизотопные методы исследовани , физико-механических свойств донныхосадков. Киев: Наукова думка, 1984, с. 35. Авторское свидетельство СССР Ns 951108. кл. G 01 N 9/24, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2499252C2 (en) Apparatus and method for x-ray fluorescence analysis of mineral sample
CA1251852A (en) Method and apparatus for ultrasonic measurements of a medium
US4701705A (en) NMR moisture measurements
FR2454619A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF ELEMENTS CONTENT
ATE344068T1 (en) BUBBLE DETECTOR AND CALIBRATION AND EVALUATION METHOD THEREOF
US7539282B2 (en) XRF analyzer
SU1631360A1 (en) Method for measuring the moisture content and density of soll samples in a sampler
ES467459A1 (en) Method of and apparatus for measuring physical or chemical properties of flowable materials
SU721736A1 (en) Method of determining open porosity of ore-collectors
SU1518743A1 (en) Method of recording phase transitions
JPS58223049A (en) Method for measuring concentration of water in oil including water
SU1658028A1 (en) Method for measuring ground sample density by using pipe sampler
RU2251684C1 (en) Method of determining humidity
SU1073654A1 (en) Device for determination of mountain rock porosity
SU714895A1 (en) Device for calibrating neutron transducer of loose materials moisture meter
SU1392470A1 (en) Method of checking substance composition of solid fuel
Cornell et al. The application of an infrared absorption technique to the measurement of moisture content of building materials
RU2141640C1 (en) Measurement technique for gas/liquid flow parameters
SU949437A1 (en) Device for measuring physical mechanical preperties of construction materials
SU1154598A1 (en) Method of determining local moisture content in gas-liquid flow by volume
SU1578606A1 (en) Method of determining weight moisture content and volume mass of soil-ground in natural bedding
SU1040389A1 (en) Substance chemical composition determination method
SU1420492A1 (en) Method of measuring binding properties of materials
SU1532810A1 (en) Method of determining surface roughness
SU1636752A1 (en) Method of determination of thermophysical characteristics of materials