Hidrológiai tájékoztató, 1965 június

Galli László: Műszaki földtan a vízépítésben

a kötött talajok szilárdsági tulajdonságai nem állandóak. Ha környezetük, mégpedig elsősorban a környezetükben levő víz kémiai jellege megváltozik, a talaj agyagos részeiben olyan átalakulások következhetnek be, amelyek az anyag sziládsági tulajdonságait is alapvetően megváltoztathatják. így a vízépítés részére a kötött talajok minőségét nemcsak az eredeti környezetben, hanem a létesítmény megvalósítása után várható átalakulások szempontjából is osztályozni kell. A minőségváltozások elsősorban a talajok agyagásványaival és báziscseréivel állanak összefüggésben. Közrejátszhat azonban ebben a változásban az agyagásványok átalakulása és szétesése is. Az átalakulások folyamata ásványi és kémiai szempontból igen összetett. Ezért törvényszerűségei sincsenek még teljesen tisztázva. Egy általános talajminősítési rendszert összeállítani tehát ezeknek a törvényszerűségeknek az alapján ma még megbízhatóan nem lehet. Nem vizsgálva azonban magukat a folyamatokat és azok okait, hanem egyedül csak a folyamatok végeredményeit, a vízépítési tapasztalatok alapján a kötött rétegek anyaga — mint építő anyag — stabilitás szempontjából két csoportba sorolható: egy stabil ásványi és kémiai összetételű „vízálló" és egy stabilizálatlan, „átalakuló" csoportba. Az első csoport anyagai a természetben még előforduló bármilyen környezeti változásokkal szemben gyakorlatilag nem változtatják meg az eredeti tulajdonságaikat. Ezeknek az anyagoknak a vízzárási és szilárdsági jellemzői tehát — akár laboratóriumi vizsgálattal, akár valamilyen osztályozással történt is a megállapításuk — állandónak tekinthetők a vízépítés szempontjából is. A második csoportba tartozó anyagok a környezetváltozások hatására már különböző módon és jelleggel átalakulhatnak. Mégpedig átalakulhatnak — valószínűleg báziscsere miatt — úgy, hogy szilárdsági tulajdonságaik lecsökkennek, szélső esetben pedig — valószínűleg az egyes ásványok -szétesése miatt — teljesen meg is szűnhetnek. Az ilyen anyagokból épített csatornák vagy gátak rézsűi tehát lecsúszhatnak, sőt a csatornák teljesen összefolyhatnak. Átalakulhatnak egyes kötött talajok úgy is, hogy a víz hatására morzsalékossá válnak. Ez szilárdsági tulajdonságaikat ugyan nem túlságosan befolyásolja, de a vízvezető-képességüket jelentősen megnövelheti. Az így kialakuló „szerkezeti szivárgási tényező" egy durva homok nagyságrendjét is elérheti. Az ilyen átalakulások hatására tehát a csatornák és a gátak rézsűi vízvezetővé alakulhatnak. A fentiek alapján a vízépítések részére a kötött rétegek anyaga — a talajmechanikai minősítésen túlmenően — mindig egy „vízálló" vagy a várható átalakulások jellege szerint egy „fellazuló", „rögösödő", vagy egy „szétfolyó" csoportba sorolható be. A besorolás tájékoztató célokra a következő egyszerű empirikus vizsgálattal végezhető el. A vizsgálandó talaj kb. 0,1 mm-nél kisebb szemcséiből 1:5 hígítású talajoldat készítendő azzal a vízzel, vagy ahhoz hasonló kémiai összetételű vízzel, amilyennel a talaj a létesítmény elkészülte után érintkezni fog. Ebben a talajoldatban 48 órai áztatás és többszöri felrázás után, meg kell mérni az ülepedés, illetve a talajoldat felszínének a kitisztulási sebességét, majd utána egyszerű indikátor papirossal az oldat kémhatását. Sósavval pedig az eredeti talaj mésztartalmát. A „vízálló" csoportba sorolandó az a talaj, amelyikben kb. 1 óra folyamatos ülepítés után az oldat felszíne már letisztult és kémhatása semleges marad. A „fellazuló" csoportba tartozik az, amelyiknél a letisztulás megkezdődik ugyan, de az oldat gyengén lúgos kémhatást mutat. A „szétfolyó" csoportba sorolandó az a talaj, amelyiknél kitisztulás nem mutatkozik, a talaj erősen meszes és az oldat pH-értéke is 8-nál nagyobb, a „rögösödő" csoportba pedig az, amelyiknél a kitisztulás gyors és az oldat pH-ja 7 alá süllyed. 4. Javaslatok a kötött talajok vízépítési osztályozására A kötött talajok állékonyságát és a talajban várható esetleges átalakulások jellegét elsősorban a talaj agyagásványainak a minősége határozza meg. A vízálló tulajdonságok jellege tehát független attól, hogy milyen egy talaj szemcseeloszlása, mennyi benne a durva és a finom szemcsék aránya és így nagy részben független attól is, hogy milyenek a talaj konzisztencia jellemzői, a plasztikus és a folyási határa. A laza üledékek, különösen a folyóvízi és a szél üledék szemcseméretei az üledékképződés körülményei miatt rendszerint még ugyanabban a rétegben * is helyről helyre szeszélyesen változhatnak. Egy üledékrétegen belül azonban — ugyancsak a keletkezés körülményei miatt —, ha számarányuk változik is, de a legtöbbször azonos jellegű a finomszemcsék ásványi és kémiai összetétele, így a réteg vízállóságának a jellege is. Egy nagyobb kiterjedésű üledékes réteg talajmechanikai jellemzői tehát, mivel ezeket a szemcseelosztás erősen befolyásolja, mindig szeszélyesen szóródhatnak, ezzel szemben a réteg vízálláságának a jellemzői még nagyobb területen is állandónak tekinthetők. (Valószínű ez a törvényszerűség jelentkezik a „Casagrande"-féle egyenesben is.) Ezért a vízállóság szerinti osztályozás a nagyobb területek rétegeinek műszaki minősítésére, a megszokott talajmechanikai módszereknél sokkal bizitosabban és egységesebben alkalmazható. Ez az osztályozás természetes adottságokon alapul, ezért biztosabban jellemez, ezenkívül a vízépítés céljaira, de minden más esetben is, amikor az egyes talajokat építő anyagként kell felhasználni, műszakilag már közvetlenül felhasználható minősítést is ad. A vízállósági tulajdonságok alapján történő osztályozás természetesen már önmagától kiterjed, a szikes és a szálas anyagokat nem tartalmazó szerves talajokra is. Az állékonyság számszerű jellemzőinek megállapítására természetesen az előzőkben közölt egyszerű empirikus besorolási módszer már nem elegendő. Erre tehát még új eljárásokat kell kifejleszteni. Ezeknek a törvényszerűségeknek műszaki szempontból történő kutatása Magyarországon már igen előrehaladott állapotban van. Szepesi Károly és Lovas László ásványi és kolloidkémiai alapon végzett vizsgálatai már nemzetközileg is számottevő eredményekkel jártak és az átalakulások igen sok törvényszerűségét tisztázták. Tanulmányaik alapján lehetett a javasolt empirikus osztályozást is összeállítani. Járai Jenő pedig a talajmechanikából kiindulva, a folyási határ változásaiból igyekszik a minősítési kérdéseket megoldani. Megvan tehát a lehetőség arra, hogy a magyarországi síkvidéki talajok műszaki minősítésére a közölt empirikus besoroláson túlmenő, valamilyen számszerű eredményeket is szolgáltató, gyakorlati módszer is kialakítható legyen. 5. Befejezés A nagy területekre vonatkozó műszaki földtani feltárásoknak, mint az az összeállításból is látható, mások a kérdései és így más a rendszere is, mint a kis területekkel foglalkozó talajmechanikának. A kérdések azonban összefolynak. Ezért végeredményben nincsen külön műszaki földtan és talajmechanika, csak valamüyen műszaki célú feltárás van. Ennek, ha kis területre terjed ki, a talajmechanikának a feltárási és értékelési rendszerét kell alkalmaznia, ha pedig a terület növekszik, a feltárásnak is mindinkább a földtani adottságok számbavétele és az osztályozásokkal történő minősítés felé kell eltolódnia. Az arányt azonban mindig a feltárandó terület nagysága, rétegződésének változatossága és a feltárás műszaki célja szerint kell meghatározni, mert az aránytalan, tehát a nagy területre alkalmazott talajmechanika és a kis területre alkalmazott műszaki földtani rendszer nemcsak gazdaságtalan, hanem a legtöbbször bizonytalan eredményű, megbízhatatlan munkát is jelent. • 18