Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 2. szám
Dr. Nagy L. és Illés Zs.: Völgyzárógátak foldrengésbiztos tervezésének fejlődése 35 táblázat a nagy gátak földrengés méretezési eljárásait foglalja össze. Fontos hangsúlyozni a hazai viszonyokat, ugyanis Magyarország nem tartozik a szeizmikusán aktív területek közé. Alacsony magnitúdójú földrengések esetén az általánosan alkalmazott biztonsági tényező megfelelő biztonságot ad a földrengés hatása ellen, vagyis nem jelentkezik feladatként a földrengésre történő tervezés. ÖSSZEFOGLALÁS A földrengés méretezés a XX. század közepe óta rengeteget fejlődött, új módszerek jelentek meg, amelyek háttérbe szorították a pszeudo-statikus vizsgálatot, de a szabványokban ez a módszer továbbra is szerepel. A földrengési együtthatók meghatározása pontosabb lett az évek során. Az Eurocode az adott talaj válaszspektrumának maximális gyorsulás értékét figyelembe véve határozza meg a földrengési együtthatókat. A kvázi-statikus módszer esetén tisztában kell lennünk azzal, hogy ha a töltés talajában megnövekedhet-e a pórusvíznyomás, akkor nagyobb biztonsági tényezővel kell rendelkeznie a rézsűnek. A Newmark-módszerrel a rézsűknek földrengés hatására várható elmozdulásai határozhatók meg. A módszer alkalmazásához elengedhetetlen a várható földrengések gyorsulás-idősorának ismerete. Amennyiben nem állnak rendelkezésünkre adatsorok az adott területen várható földrengésekről az alábbi megoldások alkalmazhatóak: (i) Felveszünk egy adatsort, ami műszaki ismereteink alapján valóságos lehet, (ii) Közeli másik földrengés accelerogramját használjuk, (iii) Távoli hasonló földrengés gyorsulás-idősorával dolgozunk. A véges differencián FDM vagy véges elemes FDM módszeren alapuló számítások segítségével meghatározható a gátak dinamikus válasza az esetlegesen megjelenő repedések helyei, ahol a húzási feszültségek meghaladják a talaj húzási ellenállását. Egyidejűleg nyomon követhető a pórusvíznyomás változása is a rengés során. Kétségtelen, hogy a műszaki elvek betartásával jól megépített gátaknak nem csak a statikus igénybevételekkel, de a dinamikus igénybevételekkel szembeni ellenállása is megfelelő lehet. A laza, nem megfelelően tömörített gátaknál (a San Femando gát hidraulikus feltöltése, vagy a zagygátak) laza agyaga kisebb ellenállást jelent a dinamikus hatásokkal szemben. Ezt bizonyítja a zagygátak tönkremenetelénél a magas törési hányad földrengés következtében. Azonban a megfolyósodás csak egyike a földrengés következtében kialakulható tönkremeneteli mechanizmusoknak, ami a CPT vizsgálatok következtében numerikusán is sokat fejlődött az utóbbi két évtizedben. Manapság az a tendencia, hogy a véges elemes programok terjedése kiszorítja az egyszerű numerikus módszereket, így a koordináta-transzformáció, a pszeudo-statikus számítás és Newmark-módszer felett eljárt az idő. Azonban a végeselemes számítást jobb minőségű és mennyiségű talajvizsgálattal kell kiszolgálni, meg kell határozni a dinamikus talajjellemzőket is. Ennek ellenére már a javasolhatónál alacsonyabb magnitúdó (vagy gyorsulás) esetén is alkalmazzák. Kétségtelen, hogy a korábbi tervezői ismeretek, az előző negyven évben felhalmozódott tudás is szerepet játszik abban, hogy a nagygátak földrengés állékonysága jónak mondható. Különösen a kőszórás gátak földrengés állékonyságajó, annak ellenére, hogy a rézsűk hajlása is meredek. Magyarországi földrengés veszélyesség mellett és hazai 25-30 méteres gátmagasságoknál kielégítően alkalmazhatóak a bemutatott egyszerű számítási eljárások, amelyeket jelen közleményben áttekintettünk. Manapság a fejlett végeselemes programok segítenek a földrengés hatására történő méretezésnél, mint a legjobb jelenleg elérhető módszer. Magasabb gátak és nagyobb szeizmicitás esetére rázóasztalos kísérlet és végeselemes programok azok, amelyek lehetővé teszik a szükséges vizsgálatok elvégzését. Ezek a vizsgálatok mutattak rá arra, hogy földrengés hatására a legnagyobb igénybevételek a koronán és a korona közelében jelentkeznek. Azonban ezek a jelenleg pontosnak tartott vizsgálatok sem jelentenek sok segítséget, ha például aktív vetőre helyezik a gátat. IRODALOMJEGYZÉK Andrianopoulos K.I., Papadimitriou A.G., Bouckovalas G.D. és Karamitros D K. (2014). Insight into the seismic response of earth dams with an emphasis on seismic coefficient estimation. Computers and Geotechnics, 195-210. doi: 10.1016/j.compgeo.2013.09.005. Charatpangoon B., Kiyono Furukawa A. és Hansapinyo C. (2014). Dynamic analysis of earth dam damaged by the 2011 Off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 50- 62. doi: 10.1016/j.soildyn.2014.05.002. European Committee for Standardisation (2004). Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance - Part 5: Foundations, retaining structures and geotechnical aspects. Gutenberg B. és Richter C.F. (1956). Earthquake magnitude, intensity, energy, and acceleration: (Second paper). Bulletin of the Seismological Society of America, 2. 105-145. ICOLD (1986). Earthquake analysis for dams. No. 52. 2. táblázat. Alacsony gátak tervezése földrengés hatásra (Gyorsulás adatok Gutenberg és Richter, 1956 alapján) Table 2. Small-dams design for earthquake action (Acceleration data from Gutenberg and Richter 1956)__________ Magnitúdó I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. Gyorsulás (m/s2) 0,01 0,03 0,12 0,5 1,5 5 8 > 10 Tervezési módszer Nincs külön feladat Koordináta, , „ ,- , ., Vegeselemes modellezés transzformacio Pszeudo-statikus számítás Kázóasztal + modellkísérlet
