Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)

12. szám - Gálfi János: Geofizikai mérések víztározók és völgyzárógátak vizsgálatára

562 Hidrológiai Közlöny 1968. 12. sz. Gálfi J.: Geofizikai mérések rezgési sebesség felett már valószínűleg fellépnek károk. A mérés menete a következő: a gáttest közelében kisebb robbantást végeznek és mérik a rezgési sebességeket az igénybevétel helyén. (Megjegyezzük, hogy az általában használt elektrodinamikus rezgésfelvevő közvetlenül a rezgési sebességet mérik: a kivezetésükön jelentkező elektromos feszültség tehát a felvett mechanikus rezgés sebességével már arányos). Miután néhány, ismert robbanóanyag mennyiséggel végrehajtott kis robbantáshoz tartozó sebességamplitúdót megmértek, Koch képletével, mely szerint a sebességamplitúdó a robbanóanyag mennyiségének négyzetgyökével egyenesen, a távolság négyzetével pedig fordítottan arányos, kiszámítható, hogy adott távolságban milyen mennyiségű robbanóanyagot lehet használni anélkül, hogy a kritikus 50 mm/s rezgési sebesség érték bekövetkeznék. Ezt az eljárást a Weida völgyzárógátnál végzett robbantásoknál alkalmazták [13]. Az eddig ismertetett talajvizsgálati eljárásoknál mechanikus impulzussal (súlvejtés, kalapácsütés) keltett rengéshullámokat használtak. A folyamatos hullámkeltéssel dolgozó talajvizsgáló eljárást, az ún. vibrátortechnikát Militzer dolgozta ki [10]. A mérés alapelve a következő: a talajon egy folyamatosan rezgő berendezést, vibrátort helyeznek el, amely folyamatosan rengéshullámokat gerjeszt a talajban. Ha e hullámok réteghatárt érnek, arról visszaverődve a felszínre jutnak. Ha egy rezgésfelvevő is van a vibrátor közelében, vagy magán a vibrátoron, ebben a gerjesztett és visszavert rezgés együttesen fog jelentkezni. Ha a két rezgés azonos fázisban érkezik a felvevőhöz, erősödés, ha ellentetten, gyengülés következik be. Azonos fázisban akkor van a visszavert rezgés a gerjesztettel, ha a visszaverő felület a félhullám egész számú többszörösére van a felszíntől. Ismeretlen mélységű visszaverő felület felett mérve kis értékektől kezdve folyamatosan kell növelni a vibrátor frekvenciáját mindaddig, amíg először jelez a felvevő helyi maximumot. Ekkor ugyanis először érkezett azonos fázisban a visszavert rezgés, tehát a visszaverő felület éppen félhullámnyi mélységben van. Ha tehát a hullám terjedési sebessége a talajban ismeretes, például szeizmikus mérésből, akkor a réteg mélysége számítható. A rétegmélységet a terjedési sebesség és a maximális értékhez tartozó frekvencia kétszeresének a hányadosa adja. Emlékeztetünk rá, hogy réteghatárok kalapácsos szeizmikával is kimutathatók. A vibrátoros eljárás ugyanezt a feladatot más módon oldja meg. Refrakciós szeizmikus mérésnél a rezgéshullámok belépnek a kimutatandó rétegbe (totális refrakcióval), vibrátor használatakor annak felületéről viszszaverődnek. Ez azt jelenti, hogy vibrátortechnikánál bármilyen lehet a visszaverő réteg, a fedőnél rugalmasaabb (pl. agyag alatt mészkő) vagy kevésbé rugalmas (agyag alatt homokréteg), és nem kell teljesülnie a refrakciós szeizmikus mérésnél megkívánt feltételnek, hogy a hullámok terjedési sebessége a mélységgel (szakaszosan) növekedjék. A vibrátortechnika a fentiek szerint igen alkalmas gáttestben vagy talajban levő inhomogenitások, kőpadok, homoklencsék sőt — ami igen fontos lehet — üregek kimutatására. A fenti dinamikus mérési eljárásokon kívül foglalkoznak még a tanulmányok alapok süllyedésének, billenésének, elcsúszásának a mérési módjaival, az egyszerű gumicsöves szintezés Meissnerféle finomított formájával, amellyel 0,001 cm-es pontosság volt elérhető [26 és 27], majd az invar drótokkal történő deformáció méréssel földgátakban. A tanulmánykötet geofizikai vonatkozású dolgozatai között csak kettő foglalkozik völgyzárógátak vizsgálatára végzett elektromos méréssel. Ez azért feltűnő, mert az ásványkutató geofizikában, különösen sekély problémáknál, kiterjedten használják a horizontális és vertikális elektromos szondázás különféle változatait. A tározók és gátak vizsgálatánál azonban mechanikai jellemzőket kell általában megállapítani, indokolt tehát, hogy mechanikai mérőmódokat használjanak. Egy elsősorban érckutató elektromos eljárást, a Turam-rendszert alkalmazták a landwüsti tározó előzetes talajvizsgálatánál [16]. A kutatási területet átszelő vezetőbe, illetve a területet körülfogó hurokba váltóáramot tápláltak és vizsgálták, hogy a mérési terület egyes helyein kialakuló tér mennyiben tér el erősség és fázis tekintetében a gerjesztő tértől. Ha a talajban jó vezetők (pl. érctelér) vannak, az ezekben keletkező indukált áram módosítja a gerjesztő áram terét. A szokásos mérési eljárásnál elsősorban a fáziseltérésekre figyelnek, amelyek jelenléte vezető inhomogenitásokra utal. A landwüsti tározó gátját ópaleozoós palákra kívánták telepíteni. Lényeges volt annak ismerete, hogy a palában hol vannak tektonikáikig zavart zónák, amelyek töredezettségük miatt jó vízvezetők és így viszonylag kis ellenállásúak. A Turammérés jó eljárásnak bizonyult a fáziseltéréseket okozó kis ellenállású zavart zónák előzetes felderítésére. A részletes vizsgálat azonban itt is szeizmikus méréssel történt. Hasonló céllal végeztek potenciálméréseket a muldenbergi völgyzárógát környékén. Ennél a gátnál, amelynek alapja fillit, fillites pala és kvarcitos pala, rétegződési zavarok mutatkoztak, amelyeknek feltételezett oka az volt, hogy a fillitben és a palákban mállás kezdődött. Mivel a mállás a kőzetek elektromos tulajdonságait is megváltoztatja, már azzal is, hogy a mállott részeken megnő a víztartalom, a bomlott helyek felderítésére célszerűnek látszott elektromos módszert használni. A vizsgálatoknál a gáttest mellett a talajba szúrt és egymással összekötött elektródokból „vonalelektródot" képeztek, amely a hullámtéri oldalon a gáttesttel párhuzamosan haladt. Ezen és egy másik elektródon, amely a gát túloldalán a gáttesttől nagy távolságban volt elhelyezve, egyenáramot bocsátottak a talajba úgy, hogy ez utóbbi legyen a negatív pólus. Ha a talaj a gáttest környékén mindenütt homogén, tehát mindenütt azonos