Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

3. szám - Nagy László: Árvízvédelmi gátak suvadásánál lejátszódó geotechnikai folyamatok

54 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2008. 88. ÉVF. 3. SZ. Suvadások kialakulása A suvadások körüli eljárásokra nincs előírás, nincs olyan manuáló, amit ha pontról pontra végre hajt a védekező, akkor eredményesen védekezett. Csak néhány alapvető eljárás adható meg, amit mindenképpen érdemes végrehajtani, azonban még manapság is szükség van a mérnöki tudásra, műszaki intuícióra az árvízvédelem magas fokú szervezettség mellett, azért hogy eredményes legyen a védekezés. Mindenek között elengedhetetlen a suvadás folyamatos ellenőrzése. Fontos lenne, hogy egy suvadást egy személy irányítson, aki a feladatra ki van képezve, és a védekezés végéig a munkát irányítja. A suvadásnál a változásokat így folyamatosan nyomon lehetne követni azért, hogy a megfelelő ellenintézkedéseket meg lehessen tenni. Ne feledjük, a természet találékony, olyan eseteket is tud produkálni, amelyekre nem vagyunk felkészülve, nem gondoltunk rá. Ezen esetekben is jól jön a masszív tudás, amire építkezve lehet a megváltozott vagy új körülményeknek megfelelni. Az árvízvédekezés értékelése állékonysági szempontból A 2006. évi Csongrád Nagyrét-i suvadásnál a következő szempontok voltak a legfontosabbak az árvízi jelenség kialakulásánál: A töltésben az agyagok közé beépített átmeneti talajokban

3 és az agyagban lévő szinguláris helyeken, úgymint a töltésbővítéseknél és az atmoszférikus hatásokra elöregedett külső kéregnél a megindult szivárgás elérte a mentett oldalt. A hosszan tartó és magas vízállás miatt túlterheltté vált gátban statikus szivárgás alakult ki, ennél magasabb szivárgási vonal korábban nem volt észlelhető. A mentett oldali rézsűre ható víznyomást a töltés vízoldali anyagának nagyobb szivárgási tényezője válthatta ki. Ehhez társult az, hogy a mentett oldali rézsülábnál a felszíni laza agyag réteg átázott, nyírószilárdsága egy kritikus értékre csökkent, a mozgással szembeni ellenállása megszűnt. így a mentett oldali rézsű megmozdult, alámetsző csúszólap mentén lesuvadt. A mozgás kialakulásában nagy szerepe volt annak, hogy a mentett oldali töltéslábnak sem volt megfelelő ellenállása. A suvadással a csúszólap alámetsző része képlékeny állapotba hozta a teljes mentett oldali altalajt. A vízállás növekedéssel nő a gátra jutó terhelés és csökken (bár valószínűsíthetően kisebb mértékben) a gát ellenállása. A korona közeli vízállásoknál (többek között a szivárgási úthossz csökkenése miatt is) az ellenállások csökkenése felgyorsul, a suvadás akkor alakul ki, ha a terhelés és ellenállás megegyezik, ha a biztonsági tényező értéke eléri az n = 1,0 értéket (1. ábra). Ekkor nem feltétlenül kell a vízállásnak tetőznie. Ekkor a suvadás az 1., 2. és 3. pontok alapján beindul, az ellenállások hirtelen csökkenése következik be az A, B, C és D pontok szerint (1. ábra). Ha nem alakul ki gátszakadás az árvízvédekezők aktivitása újra növeli az ellenállásokat, azn= 1,0 értéket elérve a mozgás megáll, a védekezés még tovább folyik egy biztonságosabb helyzet eléréséig. Az apadás felgyorsulásával egy ideiglenes biztonság kialakul. 3 Mint például a korona alatt 0,5-0,6 méter mélyen lévő homokliszt rétegben kialakult szivárgás, ami már árvízvédekezéskor is gondot jelentett, ugyanis enyhe koncentrált szivárgás indult el benne, ami ellen kis ellennyomó medencét is kellett kialakítani a mentett oldalon. Ez a réteg az októberi kibontásnál is jól azonosítható volt. A suvadás kialakulásánál több hatás érvényesül, melyek befolyásolják a biztonságot, a biztonsági tényezőt. Ezen hatások kialakulásának ismerete szükséges a szakmailag megalapozott suvadások elleni védekezéshez. A suvadásoknál a kezdeti időben lejátszódó folyamatok jól azonosíthatók. Erre az időszakra elfogadhatjuk, a merev testként elmozduló földtestekre vonatkozó a progresszív törés elméletét (Lo 1972), mely alapján időben a következő módon játszódik le: 1. Növekvő vízterhelés hatására a mentett oldalra növekvő elnyomó- és felhajtó erő hat. A nyírószilárdság kimerülése (2. ábra) a csúszólap legmélyebb pontja környezetében mutatkozik először. Ennek a felszínen látható jelei még nincsenek. („Az ármány megkezdte a fortélyt.") A nyírófeszültség eloszlására a csúszólapon, különböző elméletek vannak. A két legismertebb elmélet szerint egyenletes, illetve másodfokú parabolával írható le úgy, hogy a két végén nincs nyírószilárdság. Rendszeresen feltételezzük azt, hogy az egyik vagy másik nyírószilárdsági paraméter kimerült vagy éppen nulla a csúszólapon azért, hogy a számítási feladat könnyen megoldható legyen. Valójában azt, hogy a suvadásnál egy adott időpillanatban hol és mekkora nyírószilárdság működik, nem tudjuk, hiszen még az elmozdulások sem egyenletesek a csúszólap mentén, arról nem is beszélve, hogy egy suvadásnál még homogén gátnál is a csúszólap különböző részein a talaj eltérő állapotú. 2. Az első, szemmel is nyomon követhető jelenség a mentett oldali terepszinten kialakuló anyagtorlódás (2. ábra), a mentett oldali lábnál a terepszint megemelkedése. A töltés lábánál a passzív földnyomás nem tud ellenállni az elnyomó erőnek, a töltésláb környezetében a terepszinten a talaj hullámosan megemelkedik. Valójában ennek észlelésekor már a csúszási folyamat megindult, ezért haladéktalanul intézkedni kell a további mozgások csökkentése érdekében (ugyanis az elmozdulást megakadályozni már nem lehet). Ez a jelenség még rendszerint nem észrevehető

4 az árvízvédekezéskor kulcs szerepet játszó segédőröknek, mert ez nehezen felismerhető. 3. A töltés lábánál tapasztalt felpúposodás után, időben késleltetve a koronán, padkán vagy rézsűn is megjelennek a csúszásra jellemző repedések (2. ábra). Ekkor alakul ki a csúszólap a töltésben, és a csúszólapnak a suvadásokra jellemző karéjos kimetsződése a felszínen. Rendszerint ennek a karéjos kimetsződés húzási repedésének a felfedezése jelenti a suvadás elleni védekezés kezdetét. A suvadás további alakulásánál már jelentősebb szerepe van a humán beavatkozásnak, a védekezők aktivitásának is. A talajok viselkedésével, a suvadás további alakulásával, az erőjátékban részvevő hatásokkal kapcsolatban nem csak néhány általánosan megfogalmazható viselkedésre lehet felhívni a figyelmet, hanem pontosítani lehet a lejátszódó folyamatokat: 4 Ezt a rövid időt amikor a csúszólap felső éle még nem metsződött ki, de a mentett oldali töltésláb már felpúposodott, sikerült elkapni a 2000 évi Közép-Tisza árvíznél a Szolnok feletti Tisza jobb parti szakaszon. A gátőr pontosan emlékezett rá, hogy a mentett oldali töltésláb tükörsima volt azért, hogy a kaszálás zavartalan legyen. így a védekezést már a korona jellegzetes suvadási repedése előtt el lehetett kezdeni.