Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

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

Rétháti L.: A víznívó és talaj alakváltozás összefüggései Hidrológiai' Közlöny. 34. évf. 1954. 3—4. sz. 131 vei, hogy a vizsgált réteg oldalkitérését a fellépő súrlódás megakadályozza —, olvashatunk a hazai irodalomban is olyan sorokat, melyek ennek éppen a fent elmondottakból következő hibáira rámutatnak (ir. 7.). Kisebb terhelésekre, vagyis a rugalmas tartományban és annak közelében jól használható Maszlov eljárása, aki a háromtengelyű feszültségállapot alkalmazásával figyelembeveszi a kompressziós terhelési ágban a befogásnak süllyedéscsökkentő hatását (ir. 4.). A kérdés korántsem tekinthető megoldottnak, de a fejlődésnek feltétlenül ebben az irányban kell haladnia. amiből következik, hogy Azonos (állandó) függőleges terhelés mellett tehát az alakváltozás fordítottan arányos a befogási feszültséggel, annak növekedésével hiperbolikusán csökken. A helyszíni viszonyok, mint láttuk, általában csak annyiban különböznek a laboratóriumi kísérleti feltételektől, hogy ott a befogást jelentő kezdeti nyomás a talaj önsúlyából származó vízszintes feszültség. Itt térhetünk rá a talaj víznívó szerepének vizsgálatára. A kérdés az, mennyiben van hatással a víznívó a süllyedések értékére ? 2. Yíznívó és süllyedések Az 1. fejezetben megállapítottuk, hogy a helyszínen fokozatosan terhelt alap alakváltozási görbéje I. típúsú. Vizsgáljuk meg a vízszintes (befogási) feszültség szerepét. Tegyük fel, hogy a laboratóriumban triaxiális kísérlettel előállítottuk 3. ábra. A kezdeti rugalmassági modulus, mint a befogás nagyságának függvénye (Terzaghi—Peok nyomán). az altalaj alakváltozási görbéit három különböző vízszintes feszültségre (3a. ábra). A kezdeti arányos szakasz hajlásszögének (a) cotangense a ,,kezdeti rugalmassági modulus" értékét adja meg ; az ábrából közvetlenül leolvashatjuk, hogy itt érvényes a mechanika ismert törvénye, mely szerint a feszültség arányos a rugalmassági modulussal (E) és a fajlagos alakváltozással (e) : a = E-e 4 (1) Másrészt, mivel a befogás csökkenti a vízszintes alakváltozások nagyságát, E értéke megnő. Minél nagyobb a vízszintes p

c feszültség, annál kisebb a kezdő-ág hajlásszöge. Terzaghi (ir. 6., 18. cikk) homoktalajokkal végzett kísérletei azt bizonyítják, hogy az E (p„)'függvény tömör szerkezet esetén hatványparabolához hasonló, laza homoknál egyenes (3b. ábra), vagyis E = ocpc, és a — x-p

ce, 4. ábra. A talajvíznek az önsúlyfeszültségekre gyakorolt csökkentő hatása szemcsés talajban. Ismeretes, hogy a talaj önsúlya okozta geológiai nyomást — míg a térfogatsúly állandó — a mélységgel lineárisnak szoktuk feltételezni. A talaj felszínétől felvett t mélységben a y térfogatsúlyú anyag tényleges nyomása tehát ty. Emelkedjék a vizsgált sík fölé z magasságig gravitációs víz, akkor az ott uralkodó teljes nyomás (p) két részből tevődik össze, nevezetesen a tényleges nyomás (p) és az ú. n. semleges feszültség (u) összege : p =p + u, ahonnan a tényleges normális feszültség: = p — u (3) A víz felhajtóerőt gyakorol az egyes talajszemcsékre, és ugyanakkor a nagy áteresztőképesség miatt a síkra effektív többletterhelést nem jelent; hatását összegezve : csökkenti a geológiai nyomást (4. ábra). Ugyanez áll a vízszintes feszültségekre (a

2) is ; mivel o

2 = /(<Tj) = f(ty), a geológiai nyomással együtt változik (csökken) a vízszintes feszültség, mely adott esetben az oldalkitérést gátló befogás feladatát látja el. Ennek következménye E csökkenése és ezzel párhuzamosan e növekedése. Az összefüggéseket úgy látjuk legvilágosabban, ha az egyes függvénypárokat öttengelyű koordinátarendszerben egyesítjük (5. ábra). A felállított rendszerben minden egyes talaj vízálláshoz (z) meghatározott alakváltozás (e) tartozik — azonos függőleges feszültség (CT

x) mellett. Azt is megfigyelhetjük az ábrán, hogy az alakváltozási vektor (e,—e

2) iránya az egyes szintkülönbségekből (z\—z

2) szerkesztett vektorok irányával egyezik meg. A talajvízszint magasabb állása, míg az a komprimált réteg egyes metszeteiben