A Magyar Hidrológiai Társaság XXXVIII. Országos Online Vándorgyűlése (2021. szeptember 14-15.)
1. szekció - Vízkárelhárítás - 9. Illés Zsombor (BME - OVF) - Dr. Nagy László (BME): A szeizmikus gátállékonyság fejlődése
A szeizmikus együttható meghatározása az utóbbi évtizedekben sokat változott, így a módszer az esetleges bizonytalanságaival együtt is a biztonság javára téved. A vízszintes földrengési együtthatót, mely segítségével a vízszintes erőt kapjuk, ezen értéket 0,05 és 0,15 között határozták meg az Egyesült Államokban még olyan földrengés veszélyes helyeken is, mint Kalifornia. Japánban sem voltak ezek az együtthatók magasabbak, mint 0,2. A mérnökök meg voltak róla győződve arról, hogy ezek az értékek elégségesek a rézsűállékonyság biztosításához annak ellenére, hogy nagyminta kísérletek hiányában kerültek megállapításra. Mérési adatok sem álltak rendelkezésre jelentősebb tönkremenetelekről (back analysis), mivel nem voltak események, így dokumentálásra sem kerültek (Seed, 1979). Már Terzaghi (1950) is elismerte a pszeudo-statikus méretezési módszer hiányosságait, a pórusvíznyomás változást egyáltalán nem lehet figyelembe venni. Seed és Rankine (1979) ezt több esettanulmánnyal alá is támasztotta, ezek közül a San Fernando gát vizsgálatát lehet említeni. Ez csak különböző helyszíni vizsgálatokkal lehetséges melyek értékeléséhez az Eurocode 8. (2004) B melléklete ad útmutatást. A különböző infrastruktúra műtárgyak (vasút vonalak, árvízvédelmi töltések) használhatósága már a tönkremenetelt megelőzően is korlátozódhat. Ezért fontos a biztonsági tényező mellett az elmozdulások és a szeizmikus teljesítőképesség ismerete is, melyről a pszeudo-statikus vizsgálat nem ad felvilágosítást. A szerkezet elmozdulásainak függvényében különböző károsztályokba sorolható. Eltérő intenzitású szeizmikus hatások esetén, a különböző károsztályok meghaladási valószínűségét a sérülékenységi görbék jellemezzik. Hübner és Mahler, (2020) egy autópálya töltés esetén állították elő a sérülékenységi görbéket. Különböző magasságú töltéseket vizsgáltak és megállapították, hogy a korona elmozdulás és az Arias-intenzitás között jelentős összefüggés van (Hübner és Mahler, 2020b). A Felső és Alsó San Fernando gátak remek lehetőséget nyújtottak a pszeudo-statikus közelítés alkalmazhatóságának vizsgálatára, mivel tönkremenetel közeli állapotba kerültek, azaz a biztonsági tényezők 1,0 körül alakultak. Korábban is voltak arra utaló jelek, hogy a pszeudo-statikus módszerrel nem minden esetben jelezhető előre a rézsű tönkremenetel. A módszerrel elvégzett stabilitás vizsgálatokat a 4. ábra és 5. ábraákon mutatjuk be Seed és társainak munkája (1975) alapján. Az alsó San Fernando gát számított biztonsági tényezője 1,3 volt 0,15-ös szeizmikus együttható esetén, ennek ellenére a felvízi oldal teljesen tönkrement. A Felső San Fernando gát keresztmetszete a 5. ábra látható, a pszeudo-statikus módszerrel vizsgált kritikus csúszólappal együtt. A szeizmikus együttható (kh) értéke 0,15 a számított biztonsági tényezők erre a keresztmetszetre 2,0 és 2,5 között adódtak, ennek ellenére a töltés felső része 1,5-2,0 m-rel megcsúszott. Mindkét gát esetén a mozgások meghaladták az elfogadható értékeket, annak ellenére, hogy a kvázi-statikus számítási módszer szerint bőséges biztonsági tartalékkal rendelkeztek a földrengés hatásával szemben. A felsorolt esteket az 1. táblázat foglalja össze. A Geotechnikai Kézikönyv Földrengéshez való méretezéshez melyet Richard P. Ray, (2013) állított össze, is tartalmazz egy mintapéldát a rézsüállékonyság vizsgálata pszeudo statikus módszerrel. 7
