Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)
3-4. szám - Rétháti László: Összefüggések a víznívó helyzete és talaj alakváltozásai között
Rétháti L.: A víznívó és talaj alakváltozás összefüggései Hidrológiai' Közlöny. 34. évf. 1954. 3—4. sz. 143 Finomabb szemcséjű talajnál ez már nem áll fenn. A nagy specifikus felülettel rendelkező finom Mo és iszaptalajok bizonyos súlyszázalék felett jelentékeny hatást gyakorolnak a súrlódási szög értékére (ir. 5,. 255 old.). Az ilyen és ehhez hasonló szemcsés talajok érzékenyebben reagálnak a vízre. A nyirt felületen ugyanis nagyobb százalékban találhatók olyan szemcsék, melyek nem érintkeznek közvetlenül egymással, és ennek következtében egymáson való elmozdulásuk során fellépő 'ellenállásuk nem a szemcseváz, vagy a szilárd adszorpciós komplexum, hanem az azt körülvevő kis viszkozitású filmvíz nyiróellenállásából adódik. A leírt hatás (5) alapképletünkben úgy nyilvánul meg, hogy az ott szereplő Vb és V g tényezők értéke csökken. Utalunk itt a magyar Alapozási Szabványra (MNOSz 15 002), mely átázott Mo és iszapos Mo talajoknál 30—40%-kal kisebb határfeszültségi alapértéket ad meg, mint szárazra ; iszapmentes talajoknál ezt a hatást teljes mértékben elhanyagolja. A talaj átázottsági folca, mint tudjuk, nem független a talajvízszint helyzetétől. A gravitációs vizet mozgásában kisebb-nagyobb késéssel határozott kiterjedésű zárt kapilláris zóna követi, mely durvább szemcséjű talajban 1—2 óra alatt kialakul. E fölött a három fázisú nyilt kapilláris zóna uralkodik. Míg a talajvíz alatt a kis iszaptartalmú szemcsés talajok kohéziója tökéletesen megsemmisül, a kapilláris zónákban a víz húzófeszültsége jelentékeny ú. n. ,,látszólagos kohézió" előidézője. Az irodalomból jól ismert a finom szemcséjű talajok víztartalma (w), illetve relatív nedvessége (r) és törőszilárdsága közötti összefüggés (ir. 6., 21. cikk) ; e szerint m az r = 1 és 11. ábra. Tiszta és iszapos homok törőszilárdsága a víztartalom függvényében (Terzaghi—Peck nyomán). r — 0 értékek között éri el maximumát — kivéve az iszaptartalmú talajokat, melyek teljesen kiszárítva a legteherbíróbbak (11. ábra). Bár az említett kísérleteknél ugyanazon talaj egyes száradási periódusában történtek a törési kísérletek, tehát a minta magas víztartalmi értékeknél — tartva telített állapotát —, a zsugorodási határig térfogatát változtatta, a törőszilárdság értékére következtetni tudunk olyan esetben is, mikor azt keressük, hogy ez az érték hogyan változik természetes víztartalmak mellett a kapilláris zónákban (ir. 5., 262—3 old.). A törőszilárdság viszont a kohéziónak — a súrlódási szög állandósága esetén — lineáris függvénye. Számszerűségek mellőzésével megállapíthatjuk, hogy az alaphoz viszonyított magas vízállás esetén kohéziót nem vehetünk figyelembe, általában pedig van a vízszintnek olyan helyzete, mikor a törőfeszültséget meghatározó, a közvetlenül az alap alatt fekvő szemcsés réteg belső erői maximumot érnek el. A talajvíznek ezen helyzetében az alapsíkon működő p„ feszültség is magas, a két kedvező hatás összegeződik. Ha biztosítva van az, hogy az „altalaj" relatív nedvessége r — 0,5—0,7, a konszolidáció is gyorsabban következik be, mint telített talajban. d) talajvíz okozta alapsúl.y-csökkenés A víz nemcsak a szemcsékre, hanem magára az alaptestre is gyakorol felhajtóerőt. Ez a hatás mélyalapozásoknál jelentős, ahol vízálatti átázott laza rétegek alatt vesszük fel az alapozási síkot : ilyen esetekben gyakran előfordul, hogy az alaptest 5—6 m hosszban érintkezik gravitációs vízzel. Ha a vízzel érintkező test állandó keresztmetszetű (pl. kútalap), akkor a felhajtóerő hatását könnyű kifejezni az alapfelületre vonatkoztatott kg/cm 2 értékben. Legyen ugyanis a keresztmetszet í'fm 2], a vízzel érintkező hossz z [m], a víz térfogatsúlya ő [í/n. 3], akkor az alap súlyának csökkenése : — dQ = F-z ő [tonna] és a talpfeszültség csökkenése az alapozási síkon : - da = ~dQIF = z-d [t/m 2] = 0,1 -z-ö [kg/cm 2]. Az állandó keresztmetszetű alap alatt fellépő talpfeszültség annyiszor 0,1 kg/cm--el csökken, ahány méterre emlkedik a talajvíz az alapsík fölé. Ez a hatás minden nagyobb z értéknél figyelembeveendő (értéke 0,4 — 0,8 kg/cm 2-t is kitehet !). Ha az alap porózus anyagból készül és a víz át tudja járni ezeket a hézagokat, a felhajtó erő kisebb, nevezetesen az alap egységnyi felületére vonatkoztatva : — da' = (1 -n)-z-ő [t/m 2]' ahol n az anyag hézagtérfogata. Végezzünk számításokat egy 6000 t terhelésű siló alapozására vonatkozóan, melyet, — 6,0 m-en felvett alapozasi síkon kutakra kívánunk helyezni; legyen a talajvíz mélysége — 1,0 m. Az altalaj teherbírásától (határfeszültség) függően a felhajtóerő figyelembevétele 30—80 m 3 beton megtakarítását eredményezi ! Nem szabad azonban azt hinnünk, hogy az alapsúly-csökkenés kompenzálja a magas vízszintnek a törőfeszültségre gyakorolt hatását. A magas talajvízállás ennek csak egy részét „téríti vissza". Utalunk itt a 3a. fejezet számpéldájára, ahol a határfeszültség növekménye da h = — 0,96-3S [kg/cm 2] volt, még itt — da = 0,10-dz [kg <3/cm 2].
