Vízügyi Közlemények, 1963 (45. évfolyam)

1. füzet - I. Kézdi Árpád: Semleges feszültség és áramlási nyomás

SEMLEGES FESZÜLTSÉG ÉS ÁRAMLÁSI NYOMÁS DR. KÉZDI ÁRPÁD

1 A talajmechanikában és a vízépítésben egyaránt rendkívül nagy jelentősége van a talajtömegekben a víznyomás és a vízáramlás következtében fellépő erőknek. Ez a kérdés minden szivárgási problémában, de ugyanúgy a talajtömegek összenyomódásában és a nyírószilárdság területén is nagy szerepet játszik. Éppen ezért talán nem lesz érdektelen, ha a következőkben röviden összefoglalom az e problémakörben szereplő alapfogalmakai és részletesen, elemi módon tárgyalom a víz jelenléte és áramlása következtében fellépő feszültségeket. A különböző irodalmi forrásokban ugyanis gyakran nem jelennek meg tisztán e fogalmak s ez félreértésekre adhat alkalmat. Hangsúlyozom, hogy a tanulmányban leírtak nem egyéni véleményt vagy felfogást tükröznek, hanem a szemcsés talajtömegekre alkalmazott és általánosan elfogadott egzakt fizikai-mechanikai alaptörvények következményei. Egyszerűség kedvéért a kérdést először vízzel teljesen telített szemcsés közeg (homok, homokos kavics, kavics) feltételezése mellett mutatom be. Feltesszük azt is, hogy a szemcsés tömeg vízáramlás szempontjából homogén és izotróp. 1. A feszültség fogalma szemcsés közegekben Terhelt talajtömegekben, víz alatt a szemcsék érintkezési pontjaikban adják egymásnak tovább az önsúlyból és a külső terhelésből származó erőket. A kicsiny érintkezési felületeken tehát feszültségek lépnek fel: ezek nagysága, eloszlása, iránya rendkívül szabálytalan; egyesek nagyon kicsinyek, mások viszonylag nagyok. E feszültségek tényleges értékét meghatározni nem tudjuk, ezért statisztikai, makroszkopikus vizsgálathoz kell folyamodnunk. E szemcsék közötti, a szemcséket egymáshoz szorító feszültségeken kívül azonban általában feszültségek lépnek fel a pórusokat kitöltő közegben, vagyis a vízben is. E kétféle feszültség jellege annyira különböző, hogy megkülönböztetésük rendkívül fontos. Vizsgáljuk meg a feszültségállapotot a vízszintes térszínnel határolt végtelen l'éltérben, a térszín alatt г mélységben. (1. ábra). Egyszerűség kedvéért feltesszük, hogy a szabad vízszint a térszínnel megegyezik s vízszintes irányban makroszkopikusan nézve a feszültségállapotban nincs változás. A víz a pórusokban nyugalomban van. 1 Dr. Kezdi Árpácl, a műszaki tudományok doktora, az Építőipari és Közlekedési Műszaki Egyelem alagutak, földművek <?s talajmechanika tanszékének tanára.