Vízügyi Közlemények, 1969 (51. évfolyam)

1. füzet - Nagy László: A partállékonyság néhány hidraulikai kérdése

A partállékonyság 29 feszültség a vízáramlás hatására megnő, akkor a hatékony feszültség értéke lecsökken, ami természetszerűen az állékonyság csökkenését jelenti. Az áramlási erő — jellegét tekintve — megegyezik a gravitációs erő fizikai tulajdonságaival, vektoriális mennyiség, amelyet földtömegek egyensúlyi vizsgálatakor szivárgás esetében, mint jelentős erőkomponenst, mindig figyelembe kell venni. Kohézió nélküli száraz talajok esetén a rézsűhajlás a súrlódási szög értékével jellemezhető. Megváltozik azonban a helyzet, lia a szemcsés talaj víztartalma megnő, illetve telített lesz. Víz alatt ugyanis a felhajtóerő és az áramlási nyomás hatására a szemcsés frakcióból álló rézsű természetes hajlásszöge kisebb lesz, mint száraz állapotban. A part, ill. mederrézsű változó vízborítást kaphat, így az teljesen száraz, vagy vízzel teljesen elborított is lehet. Ez az állapot, főként csúcsüzemre termelő vízierőművek közelében a lökéshullámok következtében naponta többször is igen rövid idő alatt ismétlődik, megváltoztatja a szivárgási áramképet és a hidraulikus gradiens ismételt növelésével a jelenség a rézsű állékonyságát veszélyezteti. Ekkor a rézsűfelületre ható víznyomás értéke a vízszintsüllyedés arányában, a felhajtóerő pedig az átázottság, illetve a nyomásvonal csökkenésének mértékében kisebb lesz. Meg kell jegyezni, hogy a rézsűfelületre, mint támaszerő ható víznyomás csökkenése minden — időben véges — vízszintsüllyesztés esetében gyorsabb lesz, mint a felhajtóerő csökkenése. Már ez a tény is a korábbi egyensúlyt megbonthatja. Nem közömbös a rézsű szempontjából az a körülmény sem, hogy mennyi idő alatt jött létre a vizszintváltozás. Igen lassú változás esetén ugyanis a dl időtartamhoz tartozó nyomáscsökkenés a víznyomás és a felhajtóerő vonatkozásában olyan csekély különbséget eredményez, hogy az gyakorlatilag elhanyagolható. Hasonló a helyzet az áramlási nyomás esetén is, itt is a dt-hez tartozó dh értéke szinte elhanyagolhatóan kicsiny lehet. A heves vízszintváltozások eseteit vizsgálva megállapítható, hogy minden talajnak (szemszerkezet és tömörség függvényében) van egy olyan rézsűhajlása, amelyhez a vízszintsüllyedésnek egy és csakis egy értéke tartozik, vagyis adott talajú rézsűhöz tartozik egy kritikus sebesség (vízszintsüllyedés az idő függvényében), amely mellett a rézsű még éppen állékony, illetve a stabil-labil határon van. A vizsgálatoknak egyrészt arra kell irányulniok. hogy az adott talajokra meghatározzák a felsorolt erőhatásoknak még éppen ellenálló, vagyis az n = 1 biztonságú állapotot, másrészt arra, hogy adott hidraulikai viszonyok mellett az állékony partrézsű kialakítása érdekében megbízható méretezési módszerhez nyújtsanak alapot. A medervízállás süllyedésével - a továbbiakban a lassú süllyedést nem vizsgáljuk — a csúszólap által határolt talajtömegben — még a vízleeresztés befejeztével is — jelentős mértékű a potenciálkülönbség. Ez lényegében a hatékony feszültségnek és ezzel együtt a nyírószilárdságnak a csökkenését eredményezi. Ilyen tekintetben legveszélyesebb pont a rézsűláb, mert itt a legnagyobb a nyomás és az áramlási sebesség, amely a szemcséket az áramvonal mentén el akarja mozdítani. A rézsűben az áramlás a szabad felület felé indul meg, s ennek során a víz a talajszemcsékre áramlási nyomást gyakorol. A rézsűben keletkező nyomásokat a hidraulikai feltételek figyelembevételével szerkesztett áramlási vonalak és az azonos víznyomással jellemezhető pontokat összekötő ekvipotenciális vonalak segítségével lehet meghatározni. Ez a módszer — bár exakt megoldást ad — a gyakorlat-