DB13 T 5384-2021 复阻抗法土体密度测试规程.pdf
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1、ICS 03.100.01 CCS A 02 DB13 河北省 地方标准 DB 13/T 5384 2021 复阻抗法土体密度测试规程 2021 - 04 - 26 发布 2021 - 05 - 26 实施 河北省市场监督管理局 发布 DB13/T 5384 2021 I 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 2020 标准化工作导则 第 1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 本文件由河北省水利厅提出并归口。 本文件 起草单位: 河北省水利科学研究院、廊坊市壹家水利水电工程检测有限公司 、 北京耐实科 技有限公司 、 河北省标准化协会。 本文件主要 起草人: 霍学平、朱永涛、高仲兵
2、、韩振江、王建新、张昀保、张国斌、张红梅、李 源、李青峰、孟辉、金蕊、张云涛、冯宇飞、王晨、杨青、张建勇、郝凌霄 。 DB13/T 5384 2021 1 复阻抗法土体密度测试规程 1 范围 本文件规定了土壤无核密度仪(复阻抗法)测定现场土体密度的方法 、步骤等 。 本文件适用于 采用 复阻抗法测定土体原位密度 的检测 。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适 用于本文件。 GB/T 15406 岩土工程仪器基本参数及通用技术条件 GB/
3、T 22541 土工试验仪器 击实仪 GB/T 50123 土工试验方法标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 测区 按检测方法要求,在检测单元内为取得检测数据而选定的测试区域称为测区。 3.2 测点 按检测方法要求,在检测单元内为取得检测数据而选定的测试点称为测点。 3.3 复阻抗( Z) 正弦交流电路中任一线性无源单口的端口电压相量与电流相量的比称之为该单口的复阻抗,用 Z 表示。 3.4 等效电路 基于土体导电性,在物理概念上等效为电容 C和电阻 R并联形成 的电路。 3.5 土体电流 被测土体两探针间流过的电流,单位为 A(安培)。 3.6 探针电压 被测土体两探针
4、间的电位差,单位为 V(伏特)。 3.7 DB13/T 5384 2021 2 土体模型 用来模拟填筑土体密度的标准土体模型。 3.8 土体模型的线性函数关系 对标准土体模型测得的土体复阻抗与土体密度、电容 /电阻比值与含水率等数据进行线性回归拟 合,所建立的函数对应关系。 3.9 检测深度 金属导电探针(钢钎)插入土体的深度,单位为 mm(毫米)。 4 符号 下列符号适用于本文件。 R 电阻; C 电容; Z 复阻抗; r 有功电阻 X 电抗 湿密度; 体积含水率; w 水的密度; 含水率; d 干密度。 5 原理 5.1 复阻抗法测试土体密度是基于高频无线电射频技术获取土体复阻抗、土体电容
5、、电阻参数,利用 标准土体模型试验建立的土体电参数与土体物理特性参数关系,检测土体密度与含水率。 5.2 复当对一组具有不同密度 和含水率的土体进行现场电性参数检测和复阻抗计算时,采用回归分析 方法建立复阻抗( |Z|)与密度、电容 /电阻比( C/R)与含水率之间的函数关系方程,利用公式( 1) ( 2)确定被测土体的密度和体积含水率;利用式公式( 3)将体积含水量换算为含水率。 =aZb ( 1) =c V C dR ( 2) = - wV wV ( 3) 式中: a、 b、 c、 d为函数关系系数(含温度补偿阻抗)。 DB13/T 5384 2021 3 5.3 标准土体模型的建立及现场
6、检测与标准土体模型的比对均采用回归分析,回归方程的拟合程度由 相关系数 R2 确定, R2的最大值为 1, R2越接近 1,说明拟合曲线对实测值的拟合程度越好,所建立的 标准土体模型越准确。 5.4 采用复阻抗法土体无核密 度 湿度仪 测定 土体密度和含水率时,要求 R20.9。 5.5 建立标准土体模型时,当 R2小于 0.9 时,应进行以下步骤。 a) 根据主机软件系统所显示的拟合直线,剔除相关性最差的一个点,重新拟合后,观察 R2是否 满足 要求 ; b) 当步骤 a) 无法满足要求时,新 增 建 3 个标准土体模型( 与原建标准土体模型试样含水率相 同、密度不同 ) , 在增加检测样本
7、数量的基础上,观察拟合后的 R2是否满足要求,如不满足 要求,重复步骤 a) ; c) 当步骤 b) 无法满足要求时,重新开展标准土体模型的建立工作。 5.6 代表所检测土体区域的标准土体模型建立成功后,其任何点位的土体密度和含水率即可通过复阻 抗法土体无核密度湿度仪进行现场迅速、准确的测定。 6 检测装备及辅助设施 6.1 复阻抗法检测土体密度设备 6.1.1 基本组成 复阻抗法土体无核密度湿度仪的基本组成见图 1。 复阻抗法土体无核密度湿度 仪的主机主要包括以下部分: a) 土体电参数测量电路单元 由电子射频发射源、电流测量电路、电压测量电路以及相位差 测量电路组成,电缆用于连接土体温度传
8、感器和金属导电探针(钢钎); b) 显示控制与数据处理单元 由液晶显示屏和数据处理模块(软件系统)组成。 DB13/T 5384 2021 4 1-主机; 2-标准导板; 3-金属导电探针(钢钎); R/B-连接主机的电缆线夹; T-温度传感器 图 1 复阻抗法检测土体密度湿度仪 6.1.2 标准导板 用于确定金属导电探针(钢钎)的插入位置,可折叠,展开后呈十字形。 4个金属导电探针(钢钎) 分别按照 0、 90、 180和 270(顺时针方向)的导板定位位置固定。 6.1.3 金属导电探针(钢钎) DB13/T 5384 2021 5 适合插入填筑土体中的金属导电物体,由不锈钢制成。金属导电
9、探针(钢钎)的长度可以变化, 插入深度不小于 100 mm。金属导电探针(钢钎)共 4支,尺寸一致。探针与主机间通过电缆线夹连接, 探针插入土体部分与电缆线夹夹持部分通过划线标记或者改变几何尺寸进行严格区分。 6.1.4 土体温度传感器 用于检测土体温度的传感器,温度传感器通过电信号线与主机连接。 6.1.5 辅助部分 辅助部分主要包括 :铁锤;充电器;标尺;刷子。 6.2 击实建模设备 6.2.1 击实建模仪:应符 合现行国家标准 GB/T 15406 的规定,由建模筒、击锤、护筒组成。相关技 术指标详见附录 A。 6.2.2 天平:称量 200 g,分度值 0.01 g。 6.2.3 台秤
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