Hidrológiai Közlöny, 2021 (101. évfolyam)
2021 / 4. szám
42 Hidrológiai Közlöny 2021. 101. évf. 4. szám 2. táblázat. A keverék talajok talajfizikai jellemzői, mért és számított eredmények Table 2. Soil mechanics parameters of the mixtures, test results and calculated values Talajfajta A B C D Keverék arány 15%S 1 85%G 15%S3 85%G 15%S2 85%G 10%S2 90%G hézagtérfogat (n): % 34 37 37.5 36.5 áteresztőképesség (k): cms'1 0.45 0.84 0.86 1.8 kritikus szemcseátmérő (dc): mm 0.168 0.220 0.221 0.324 kritikus átmérőnél kisebb szemcsék súlyszázaléka 8.5 6.0 1.5 1.8 első szemcse kimosódásakor mért kritikus hidraulikus gradiens (ic.p) 0.125 0.18 0.49 0.49 ic.p -bői számított kritikus szemcseátmérő: (dc.„): mm 0.059 0.093 0.154 0.226 általános kimosódásnál mért hidraulikus gradiens (ic) 0.20 0.34 1.0 1.0 i, -bői számított kritikus átmérő: (dc,sb): mm 0.075 0.128 0.221 0.324 A szemeloszlási görbéken (i. ábra) látható, hogy a kritikus hidraulikus gradiens értéke mellett kialakuló lokális talajtöréshez tartozó kritikus átmérők mind a négy keverék talaj esetén nagyobbak, mint a keverék legkisebb szemcseátmérői. A számított kritikus átmérőnél kisebb szemcsék aránya az A, B, C, és D keverékeknél, sorrendben 8,5, 6,0, 1,5 és 1,8 súlyszázalék. Ez a szemcse tartomány a kritikus gradiens elérése előtt kisebb hidraulikus gradiens mellett veszti el egyensúlyát, tehát a teljes talajtörés bekövetkezése előtt ez a szemcsetartomány, ha a talaj nem önszűrő, kimosódhat. A kísérletek során mérték az első szemcse kimosódásához tartozó hidraulikus gradiens értékeket, melyek minden esetben kisebbek voltak, mint a kritikus gradiens értéke. Az első szemcse kimosódásánál mért hidraulikus gradiens alapján az egyensúlyát e gardiens mellett elvesztő szemcse mérete az 1 egyenlet alapján számítható. A számított első szemcse kimosódáshoz tartozó kritikus átmérők (dc p), mind a négy keverék talaj esetében azonosak a talajban található legkisebb szemcse átmérőjével (d00) (4. ábra). A számított és mért értékek praktikusan tökéletes egyezése azt jelzi, hogy az elméleti összefüggések félhasználásával levezetett lokális egyensúlyi feltétel jól írja le a talajban kialakuló hidraulikus törés folyamatát. A kísérletek általános kimosódást eredményező hidraulikus gradiens értékeiből az általános talajtöréshez tartozó kritikus átmérők (dcsb) is számításra kerültek. Az eredmények a 2. táblázatban találhatók. Az első (dc p) és az általános kimosódáshoz (dc sb) tartozó kritikus átmérők a 4. ábrán láthatók. Mind a négy keverék esetében az általános kimosódáshoz tartozó kritikus átmérők a keverék szemeloszlási görbéjének kb. 3 súlyszázalékhoz tartozó átmérőjével azonosak. Ebből az a következtetés vonható le, hogy ha a kritikus átmérő eléri a talaj szemeloszlásának körülbelül 3 súlyszázalékához tartozó méretét, akkor bekövetkezik az általános hidraulikus talajtörés. Mind a négy talajkeverék esetén a kavics frakció stabil maradt, és csak a homok frakció rész vesztette el egyensúlyát, mosódott ki. 4. ábra. Az első szemcse stabilitás vesztésekor és a teljes hidraulikus talajtörés bekövetkezésekor mért talajfizikai jellemzőkből számított kritikus szemcse átmérők Figure 4. Critical diameters calculated from the observed soil conditions observed at the first particle movement and at the development of general heave Egy esetben a B talaj keveréknél mérték a kísérlet alatt kimosódott szemcsék tömegét, ami a teljes talajtömeg 12 tömegszázaléka volt. Ez azt jelenti, hogy a talajkeverékből a homoktalaj (S3) 80 százaléka kimosódott. A kimosódott talajszemcsék átmérője meghaladja az általános talajkimosódásnál mért hidraulikus gradiens értékéből (i = 0.34) számított kritikus átmérőt (5. ábra). Az áteresztő képességi együttható értéke a kimosódás következtében növekszik. Ennek a növekedésnek az értéke nem került közlésre, ezért a kritikus átmérő az áteresztőképességi együttható eredeti értékéből került kiszámításra. A számított kritikus átmérőnél nagyobb szemcsék kimosódása azt jelzi, hogy a kimosódás megkezdése előtti, eredeti talajfizikai állapotok a kimosódás következtében megváltoznak. Ezek a változások a teljes talajtörés kialakulásához vezethetnek.
