Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)
4. szám - Tiszai Pál: A műanyagfóliás rézsű védőrétegének méretezése
Tiszai P.: A műanyagfóliás rézsű Hidrológiai Közlöny 1970. 4. sz. 187 a) A védőrétegre ható víztúlnyomás Tapasztalatok szerint a rézsűs védőréteg száraz állapotban a legstabilabb. A csatornák, vagy a medencék feltöltésekor a víz emelkedése nem jelent mértékadó igénybevételt és az állandó szintű üzemvíz hatása sem, ha a víz elsodró és a hullámverés elhaboló hatásától eltekintünk. A részűs védőréteg lecsúszása a vízszint aránylag gyors lesüllyedésekor, illetve utána következik be, éspedig nem gyorsan, hanem az ismétlődő vízszintsüllyedések hatásaként kismértékű lecsúszások összegeződéseként. Ilyenkor a fólia védelem nélkül maradhat, sőt a lecsúszó védőréteg a fóliát el is szakíthatja. A vízszint gyorsabb lesüllyedésével előálló lecsúszás azzal magyarázható, hogy a védőrétegből a víz bizonyos késéssel szivárog ki. A védőréteg és fólia mentén a vízszint magasabb, illetve a víznyomás nagyobb, mint a medencében, vagy csatornában. Ezáltal a fólia melletti víz túlnyomást fejt ki a védőrétegre. A h vízszintkülönbségnek megfelelő víztúlnyomás értékét abból az összefüggésből számíthatjuk, amely a védőréteg vízfelőli felületén 1 idő alatt kiszivárgó víz és a védőrétegből eltávozó víz menynyiségének egyenlőségéből ered. A jelölések a következők : t a medence, illetve csatorna leürülési ideje — melyet a vízsüllyedés sebessége és a vízmélység határoz meg, d, a védőréteg vastagsága, k a szivárgási tényezője, n a telített , r a nedves talaj víztartalma térfogatszázalékban. A h víztúlnyomásra vonatkozó képlet (bizonyos egyszerűsítések mellett) a következő: A képlet a h értékét a vízszint süllyedési sebessége alapján adja meg. A méretezésnél figyelembe vett érték természetesen nem haladhatja meg a csatornában üzemszerűen lehetséges legnagyobb vízjáték mértékét. Ez a körülmény a kötöttebb talajoknál jelent előnyt, ha a vízjáték biztonságosan kis mértékre korlátozható. JJAT támaszkodási erők meghatározása A beépített fóharéteg lehetővé teszi azt, hogy a fóliarétegen cp szöggel súrlódó védőrétegnek erőjátékát pusztán statikai módszerekkel vizsgálhatjuk a h erő nagyságának kiszámítása, illetve az üzemi körülményeknek megfelelő felvétele után. Az eljárás első lépése a fóliavédő réteg felvétele. Ezt a réteget minden fóliamenti, vagy rézsűmenti törésnél választósíkkal szakaszokra bontjuk. A választósíkok az egyes részek közelítő súlypontjainak összekötő egyeneseire merőlegesek. Az egyes fóliaszakaszokra aktív és passzív erők hatnak. Egy közbenső szakasz aktív erői: a védőréteg-szakasz Gi önsúlya, a fóliaréteg mentén a szakaszra ható — fent részletezett — h víztúlnyomás ós a ferdén felette levő szakaszról átadódó i támaszkodási erő, passzív erői pedig a fóliára vont merőlegessel <p szöget bezáró egyik, a fólián keletkező saját támaszkodási erő SÍ és a másik saját támaszkodási erő Ti, amely a ferdén alatta levő szakasz súlypontja felé irányul. Szakaszonként az összes aktív erőket egy-egy eredő erővé lehet összegezni. A feladat tehát oda egyszerűsödik, hogv felülről lefelé haladva szakaszonként az aktív eredőerőt a passzív erők adott két irányában alkotókra kell bontani egészen a legalsó szakaszig. Az erők nemcsak grafikusan határozhatók meg, hanem számítással is. A némileg több munkát jelentő számítás párhuzamos elvégzése hibák kiszűrése végett célszerű. c) A legnagyobb feszültségű felület iránya A védőrétegben a felette levő szakasz T támaszkodási erejének hatására belső feszültségek keletkeznek. A 2. ábrán az ,4— C adott keresztmetszettől lefelé eső talajrétegből az A B ferde metszékkel léválasztott ABC tömeg súlya és a T erő eredője az A.—B síkban feszültséget okoz. E feszültség eredője egy a metszősíkba eső M és egy arra merőleges N alkotóra bontható (4. ábra). Az / felületű metszősík hajlásának változtatásával (3. és 4. ábra) a keletkező (M—N -tg 0) :f értékek megoszlása áramvonalszerű (3. ábra). A szerkesztéssel kapott ábra — s analitikus eljárás, szerint is — a feszültség maximuma a 2. ábrán jelzett 45° + 0/2 szögű hajlásnál keletkezik. Ez a felület lesz tehát a közelítő szakadólap, ha a feszültség a határértéket meghaladja. Az alábbi méretezési eljárás ezen alapul. d) A T 0 határnyonióerő A T erő nagyságának változtatásával található a 45°+0/2 hajlású metszősíkra merőleges N és a metszősíkkal párhuzamos M alkotók közül egy olyan értékpár, amelynél A T • tg 0 — M = 0, azaz egyensúlyban van (5. ábra). Az ehhez az értékpárhoz tartozó T 0 határnyomóerő mellett a kohézió nélkülinek feltételezett védőrétegben éppen a szakadás előtti határfeszültség lép fel. Látszólag a metszősíkra nehezedő A BC hasáb tömegét nem a fóliára merőleges, hanem a függőleges síkig kellene venni. Ennek ellentmond egyrészt az, hogy ezt a többlet-tömeget a statikai méretezésnél a T meghatározásakor már számításba vettük, másrészt az, hogy függőleges szakaszhatár esetén a felette levő védőréteg egyensúlyt megbontó ékhatást fejtene ki. (Az eddigi méretezési módszerben a függőleges szakaszhatár emiatt kifogásolható.) A T 0 nagyságát az 5. ábra alapján számíthatjuk. Az eredmény: _0,5-y„-eí 2-tg (45° +0/2).sin (45°+0/2-a) cös"(45°-f- 0/2) ' A képlet megadja a kohézió nélküli rézsűs védőréteg T 0 határnyomóerejét, ez tulajdonképpen a rézsű passzív földnyomásával egyenlő. A képletben az OL— 0 értéket helyettesítve a passzív földnyomás Ep = 0,5-y v-d 2-tg 2 (45° + 0/2) ismert képletét kapjuk.
