Радиометрическая установка для исследования грунтов

Иллюстрации

Радиометрическая установка для исследования грунтов (патент 118644)
Радиометрическая установка для исследования грунтов (патент 118644)
Радиометрическая установка для исследования грунтов (патент 118644)
Радиометрическая установка для исследования грунтов (патент 118644)
Показать все

Реферат

 

Класс 42k, 28 № 118644

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. П. Добычин

РАДИОМЕТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГРУНТОВ

Заявлено 7 апреля )958 г. за № 596704/29 в Комитет по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 6 за 1959 г.

Изобретение относится к радиометрическим установкам для исследования грунтов, основанным на применении гамма-излучений радиоактивных изотопов, имеющим заглубляемые в грунт полые зонды, снабженные контейнером-датчиком с радиоактивным изотопом и счетчикомдетектором проходящих через грунт гамма-излучений.

Известные такого рода установки для определения плотности грунта требуют предварительного бурения и последующего опускания зондов.

Предлагаемая установка не требует отдельного бурового оборудования для бурения и позволяет одновременно определять объемный вес и влажность исследуемых грунтов. Достигается это выполнением двух

;;,îíäîâ в виде ручных буров, соединяемых между собой в процессе исследования съемным кондуктором с направляющими втулками, снабженными установленными в окнах втулок подвижными вставками для фиксирования и автоматической очистки буров от грунта с выбросом его на поверхность через окна втулок.

Радиометрическая часть установки, состоящая из формирующей схемы, интегрирующей электрической цепи, лампового вольтметра и источника питания, снабжена устройством для предварительного регулирования при измерении объемного веса, состоящим из контейнера с контрольным препаратом применяемого радиоизотопа, устанавливаемым на зонде-датчике против счетчика-детектора. В радиометрическую часть включено также устройство для проверки показаний на влажность грунта, состоящее из помещаемого в полость зонда-датчика источника быстрых нейтронов и серебряной трубки для контрольной активации ее за счет содержащегося в исследуемом грунте водорода с последующим отсчетом количества медленных нейтронов по показаниям счетчика № 118644

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка для определения обьемного веса в рабочем состоянии; на фиг. 2 — установка для определения влажности грунта; на фиг 3 — зонд со счетчиком-детектором в продольном разрезе; на фиг. 4 — зонд датчика в продольном разрезе.

Предлагаемая радиометрическая установка для исследования грунтов состоит из зондов 1 и 2, выполненных в виде буров, съемного кондуктора 8 и радиометрической части 4.

Зонд 1 со счетчиком-детектором проходящих через грунт грамма-излучений представляет собой стальную трубу, изготовленную из нержавеющей стали и имеющей наружную винтовую поверхность 5. В нижнем конце этой трубы приварена втулка с прикрепленным резцом б, изготовленным из быстрорежущей стали Верхний конец трубы заканчивается тройником со съемными ручками 7.

Внутри этот зонд имеет полую трубку 8, выполненную из дюралюминия. В ней размещен счетчик-детектор 9 и экранированный кабель

10, соединенный одним концом со счетчиком через высокочастотный контакт 11, а другим — с. разъемным устройством 12.

Зонд 2 с датчиком по своему внешнему виду не отличается от зонда 1 со счетчиком за исключением того, что он имеет передвижной контейнер 18, изготовленный из стали и служащий для защиты от гаммаизлучений и съемный контейнер 12 для защиты от нейтронов, изготовленный из органического стекла.

Внутри этого зонда расположена дюралюминиевая трубка, в которой размещены источник быстрых нейтронов 15, источник гамма-излучений 16, счетчик 17, серебряная трубка 18, а также высокочастотный контакт 19 для соединения счетчика с разъемным устройством 20.

Съемный кондуктор предназначен для обеспечения параллельности бурения скважин. Он состоит из двух направляющих втулок 21 и 22, скрепленных между собой уголками 28.

Во втулке 21 размещается контейнер 18. Направляющие втулки кондуктора имеют подвижные вставки 24, предназначенные для автоматической очистки зондов от грунта с выбросом последнего в окна втулок и для фиксирования положения зондов по глубине.

Электрическая схема радиометрического прибора имеет два диапазона измерения: один для измерения влажности, второй для измерения объемного веса грунта. Она не требует предварительного усилителя, так как амплитуда импульсов, поступающих от счетчика, BIIQJIIIp. достаточна для запуска формирующей схемы.

В предлагаемой установке предусмотрено специальное устройство, которое сохраняет первоначальную градуировку прибора на все время работы.

Это устройство состоит из контейнера с контрольным препаратом, применяемого радиоактивного изотопа, устанавливаемого на зонде 2 против счетчика-детектора. Такое устройство обеспечивает постоянство градуировки прибора по объемному весу грунта.

Работа по определению объемного веса грунта начинается с выравнивания поверхности грунта. Для этого расчищается горизонтальная площадка и ограждается валиками, если возможен приток воды со стороны. На эту площадку устанавливают кондуктор 8, Во втулки кондуктора вставляют зонды 1 и 2 и производят бурение скважин. Грунт при бурении подается наверх по винтовой поверхности зондов и через окна втулок выбрасывается наружу.

После 2 — 3-минутного прогрева радиометрической части 4 производится проверка напряжений. Далее, прибор переключается на «работу» и включается счетчик-детектор 9. Через 2 — 3 мин. стрелка прибора покажет среднее значение объемного веса просвечиваемого грунта. № 118644

Определение влажности грунта основано на рассеянии нейтронов атомами элементов грунта. Если поместить в грунт источник быстрых нейтронов, то эти нейтроны будут рассеиваться грунтом, окружающим источник, и большое число нейтронов будет возвращаться к источнику или в окружающее пространство, причем нейтроны, рассеянные атомами водорода, будут терять большую часть своей энергии и возвращаться в виде медленных нейтронов. Чем больше водорода в грунте, тем больше медленных нейтронов будет образовываться вокруг источника быстрых нейтронов. Таким образом, по количеству медленных нейтронов вблизи источника можно судить о количестве водорода, а следовательно, и воды в грунте.

Для определения влажности грунта служит та же установка, что и для измерения объемного веса, причем используется только зонд 2 и радиометрическая часть 4.

Определение влажности грунта предлагаемой установкой начинается с погружения в грунт при помощи ручного бурения зонда 2 на требуемую грубину. Посредством штока 25 опускается серебряная трубка l8 на источник быстрых нейтронов 15, после этого радиометрическая часть 4 подключается к зонду экранированным кабелем 10. После прогрева и проверки правильности показания напряжения питания установки включается счетчик 17. По истечении 3 мин. после активации серебра эта трубка быстрым движением приподнимается вверх и надвигается на счетчик 17. Стрелка прибора покажет значение влажности грунта, выраженной в единице веса воды в объеме грунта.

Обычно определения объемного веса и влажности грунта на данном горизонте производятся одновременно. Это обеспечивается тем, что радиометрическая часть установки имеет два диапазона измерения и, соответственно, две независимых шкалы.

Предмет изобретения

1 Радиометрическая установка для исследования грунтов, основанная на применении гамма-излучений радиоактивных изотопов и снабженная заглубляемыми в грунт полыми зондами, снабженными контейнером-датчиком с радиоактивным изотопом и счетчиком-детектором проходящих через грунт гамма-излучений, регистрируемых радиометрическим устройством, отличающаяся тем, что, с целью определения в полевых условиях одновременно объемного веса и влажности грунта без применения бурового оборудования, оба зонда выполнены в виде ручных буров, связываемых между собой в процессе исследования съемным кондуктором с направляющими втулками, снабженными устанавливаемыми в окнах втулок подвижными вставками для фиксирования и автоматической очистки буров от грунта с выбросом его на поверхность через окна втулок.

2. Установка по п. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что ее радиометрическая часть, состоящая из формирующей схемы, интегрирующей электрической цепи, лампового вольтметра и источника питания, снабжена устройством для предварительного регулирования при измерении объемного веса, состоящим из контейнера с контрольным препаратом применяемого радиоизотопа, устанавливаемым на зонде-датчике против счетчика-детектора.

3 Установка по пп. 1 — 2, отлич ающ а я ся тем, что в ее радиометрическую часть включено устройство для проверки показаний на влажность грунта, состоящее из помещаемого в полость зонда датчика источника быстрых нейтронов и вставляемой в зонд серебряной трубки для контрольной активации ее за счет содержащегося в исследуемом грунте водорода с последующим отсчетом количества медленных нейтронов по показаниям счетчика.