Hidrológiai Közlöny, 2021 (101. évfolyam)
2021 / 4. szám
Garai József: A klasszikus Terzaghi-féle globális egyensúlyi feltételek érvényességi határa 37 Tizenöt Celsius fokos vizhőmérsékletet figyelembevé- f tele mellett p = 1,1382 X 10“3 Pás; yw = ------ - (^3 l) = (1 -h 1,732) (5) 9.991286 kNm~3 (Korson és társai 1965). s] 71 Homok talajok hézagtérfogata 25-50 % között változik (Kábái 2005), ezért az egyenlet második tagja értékhatárok között változik. A talaj kritikus szemcsemérete így dc(m) 2,025 x 10-3(ms)í| x [(1 -b 1,732) x Jkz (ms“1^ (6) adható meg, illetve számítható. A kifejezésből látható, hogy a kritikus átmérő a talaj hézagtérfogattal jellemzett tömörségétől és az áteresztő képességi együttható értékétől függ. Átlagos 40 százalékos hézagtérfogatot figyelembe véve az áteresztőképességi együttható és a kritikus szemcseátmérő összefüggése az 1. ábrán látható. iszapos finom homok homok kavics 1. ábra. Az áteresztőképességi együttható és a kritikus szemcseátmérő közötti összefüggés, átlagos 40%-os hézagtérfogat és 15 °C vízhőmérséklet figyelembevételével Figure 1. The general relationship between hydraulic conductivity and critical grain size at 40% porosity and 15 °C water temperature Az áteresztőképességi együttható megbízható laboratóriumi meghatározása zavartalan talajmintát igényel, ami homok, de különösen telített homoktalajok esetén szinte megoldhatatlan. Az áteresztőképességi együttható helyszíni meghatározása idő- és költségigényes, ezért célszerű az elméletileg jól megalapozott, és kísérletekkel igazolt empirikus összefüggéseket használni, melyek a szemeloszlási görbe ismeretében becsülik meg az áteresztőképességi együttható értékét. Minél nagyobb a talajban lévő talajszemcsék relatív felülete, annál nagyobb az áramlással szembeni ellenállás. A talaj szemcsék felülete a 10%-s átesett súlyszázalékhoz tartozó átmérő környezetében éri el a maximumot. A legtöbb empirikus összefüggés a talaj áteresztőképességének becsléséhez ezért a 10%-s átesett súlyszázalékhoz tartozó átmérőt (dió) használja, melyet hatékony, effektiv szemcseátmérőnek (dCff = dió) is szokás nevezni. Az egyik legrégebbi, de ma is általánosan használt, Házén (1892) által homoktalajokra javasolt egyszerű összefüggés: ler 2019). Behelyettesítve az áteresztőképességi együttható kifejezését (7) a 6. egyenletbe, a hatékony szemcseátmérő (dm) és a kritikus szemcseátmérő (dc) közötti összefüggésre a következő empirikus kifejezést kapjuk: dc = (0,2025 - 0,3507) x d10, (8) ahol mindkét szemcseátmérő (dc; d10) milliméterben érténdő. Amennyiben a talaj tömörségére vonatkozó adat nem áll rendelkezésre, úgy a biztonság javára a kritikus átmérő számításához 0,3 szorzótényező figyelembevétele javasolt. A fenti kifejezésből levonható az, hogy a buzgárok kialakulása a talaj d < 0,3 d10 (9) szemcsetartomány szemeloszlásának függvénye. Önszürő talaj esetén, az egyensúlyukat veszített, a kritikus méretnél kisebb szemcsék csak abban az esetben tudnak kimosódni, ha az őket visszatartó nagyobb szemcsék is elvesztik stabilitásukat. Ezért önszűrő talajok esetén a globális egyensúlyi feltételek a talaj teljes egészére érvényesek, függetlenül attól, hogy a talaj a kritikus átmérőnél kisebb szemcséket is tartalmaz. Talajok szemeloszlásának jellemzésére általánosan használt talajfizikai jellemző az egyenlőtlenségi mutató (Cu), mely a szemeloszlási görbe meredekségét jellemzi a 60 és 10 átesett súlyszázalékok tartományában. Az egyenlőtlenségi mutató értéke a két súlyszázlékhoz (60 és 10) tartozó átmérő hányadosaként számítható. (10) Gyakorlati tapasztalatok alapján egy talaj önszürő, ha szemeloszlási görbe meredeksége 3 vagy annál kisebb (Preene és társai 2016). Ezt az ajánlást Giroud (2010) vizsgálatai is alátámasztják, melyek azt mutatták, hogy abban az esetben, amikor a talaj egyenlőtlenségi mutatója 3 vagy kisebb, akkor a nagyobb talajszemcsék szorosan egymáshoz kapcsolódnak, kiékelik egymást, és egy egységes vázszerkezet alakul ki, ami a kimosódást megakadályozza. Ha az egyenlőtlenségi mutató nagyobb, mint 3, akkor a nagyobb méretű szemcsék már nem érintkeznek, ezért egységes vázszerkezet nem tud kialakulni, és a kisebb méretű szemcsék ki mosódnak. Az önszűrés feltételét a szemeloszlási görbe teljes szakaszán ki kell elégíteni, amit Giroud a lineáris egyenlőtlenségi mutató (cq) bevezetésével ír elő. k(ms J) = 0,01 x [dl0(mm)]2 (7) Ez a kifejezés jól alkalmazható hazai, Duna menti üledéktalajok áteresztőképességének becslésére (Pap és Mah(11)
