Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

3-4. szám - Rétháti László: Összefüggések a víznívó helyzete és talaj alakváltozásai között

lJfO Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 3—4. sz. ALAPOZÁS A víz szerepe az alapozásoknál eddig csak az építés végrehajtása és a korrózió szempontjából volt ismeretes. A szerző érdekes összefoglalóját adja azoknak a fizikai hatásoknak, amelyek a víz jelenléte miatt a talajok teherbírását módosítják és így befolyásolják az alaptestek méretezését. Összefüggések a víznívó helyzete és a talaj alakváltozásai között RÉTHÁTI LÁSZLÓ Az 1952—53. évi magas vízállások hívták fel ismét a figyelmet arra, hogy már az épületek előtervezésénél a legnagyobb gondot kell fordítani a hidrológiai adatok beszerzésére. Ebben az évben számos pince, kazánház és egyéb munkahely került víz alá, közöttük olyanok is, melyek az elmúlt 10—15 év alatt ilyen jellegű károkat nem szenvedtek. Mivel ma már minden jelentősebb objektumhoz készül talajmechanikai vizsgálat, melynek egyik részfeladata a talajvizet is magában foglaló rétegeződés megállapítása, többé-kevésbbé helyesen az a gyakorlat alakult ki, hogy az építési tervezés részére a legfőbb hidrológiai adatokat is ennek kell szolgáltatnia. Az adatszolgáltatás rendszerint a talajvízszint feltárási, várható építési és maximális helyzetére, valamint a betonra gyakorolt agresszivitás fokának megállapítására szorítkozik, ritkábban kiterjeszkedik víztelenítési és vízelvezetési kérdésekre is. Nem kétséges, hogy az ilyenirányú vizsgálatoknak nagy a jelentősége. A feladat gyakorlati jellegű, az adatgyűjtésben elkövetett hiba, vagy hiányosság hatása szembetűnő : a vízbetörés, a beton korróziója rámutat a hiba forrására, világosan áll előttünk az okozati összefüggés. A talaj és a víz kapcsolata azonban sokkal szorosabb és egyben bonyolultabb ; a két fázis — melyhez helyenként a levegő társul harmadiknak — szerves egységet alkot. A víz döntő hatással van a talaj fizikai jellemzőkre, ezen keresztül a talaj mechanikai viselkedésére, másrészt a talaj szerkezete is hatással van a víz áramlására, szivárgására, az altalaj vízgazdálkodására. A talajmechanikának fejlett elméleti apparátus áll ma már rendelkezésére, hogy ezt a kölcsönhatást részleteiben megvizsgálja. A következőkben az alapozások egyes stabilitási feltételeit boncolva elméleti módszerekkel kívánjuk bizonyítani, hogy a víznívó ingadozások hatása a magas- és mélyépítés területén túlmegy egyszerű szigetelési és egyéb külső védekezési problémákon, ebből kifolyólag minden esetben szükséges a talajvízszint helyzetének, elsősorban várható maximális értékének ismerete. Vizsgálatainkat elsősorban szemcsés talajokra terjesztjük ki, mert nagy áteresztőképességüknél fogva többnyire ezek a gravitációs vizet tartalmazó rétegek. 1. A talaj alakváltozása terhelés hatására Hogy a talajvíznek az alapok stabilitására gyakorolt hatását megvizsgálhassuk, azokat a talaj teherbírását determináló tényezőket kell kiragadnunk, amelyek a víz hatására értéküket megváltoztatják, vagyis annak valamilyen függvényei. A talaj teherbírásán, helyesebben egy adott alap törőterhelésén azt a feszültséget értjük, melyet működtetve á talaj oldalirányú kitérést szenved, folyás állapotába jut. A törőterhelés és általában a stabilitási kérdések az alakváltozási folyamat ismerete nélkül nem tárgyalhatók. A talajoknak feszültség—alakváltozási törvényeit itt csak annyiban érintjük, amennyiben arra a továbbiakban szükségünk lesz. A talaj nem tökéletesen rugalmas, félszilárd test. Nem rugalmas, mert alakváltozásai nem arányosak a rá működő feszültségekkel, ennek következtében terhelési diagrammján csak igen ritkán — és akkor is rendszerint csak alacsony feszültségekre — tudunk kijelölni egy kezdeti egyenes szakaszt. Ha viszont az alakváltozási diagramm görbe, nem érvényes a Hooke-törvény és nem számolhatunk állandó rugalmassági (összenyomódási) modulussal, mely mint ismeretes, az alakváltozási görbe érintőjeként definiálható. Az alakváltozási görbe jellegére természetesen a terhelt talajtömeg befogási feltételei is hatással vannak; a laboratóriumban végezhető nyomókísérleteket a befogás mértéke alapján három csoportba sorolhatjuk (1. táblázat). 1. táblázat Kísérlet neve Főfesziiltség CTj O-j Kísérlet eredménye Egyirányú nyomás (törökisérlet) = o-t 0 Törőfeszültség (crt) Többiránvú nyomás (triaxiális v. cellakísérlet) . = Pt > a-t X>

: = Const Coulomb egyenes és p

t = f(p

c) Kompressziós v. ödométeres kísérlet .... tetszőleges = Hr) Kompressziós görbe, konszolidációs görbe