Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)
3-4. szám - Rétháti László: Összefüggések a víznívó helyzete és talaj alakváltozásai között
13Jf Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 3—4. sz. Rétháti L.: A víznívó és talaj alakváltozás összefüggései 4. Áramló és változó víznívó hatása Az előző fejezetekben azt tettük vizsgálat tárgyává, hogyan befolyásolja a vízszint helyzete az alapok stabilitását, függetlenül attól, hogy a talajvíz ott nyugalomban van-e és milyen függőleges irányú mozgásokat végez. Anélkül, hogy részletekbe mennénk, a teljesség kedvéért megemlítjük a mozgásban lévő talajvíz hatását a talaj rugalmas és plasztikus alakváltozásaira. Közismert jelenség, hogy az áramló víz szemcsés talajból kimoshatja annak finomabb frakcióit, aminek elsődleges következménye a talaj fellazulása hézagtérfogatának megnövekedése révén. Erősebb hatásra azonban könnyen kimosások, aláüregelődések keletkezhetnek. Gyakran találkozunk hasonló jelenségekkel élővíz medrében, folyópartok közelében. Utóbbi esetben az épületnek a parthoz közelebb eső pontjai vannak veszélyeztetve ; így a budapesti Fővámház északnyugati sarka, a lábatlani silónak hasonlóképpen a Duna felőli frontja szenvedett dm-rendű süllyedéseket. A veszély ott a legnagyobb, ahol magas áteresztőképességű talajban, nagy nyomáskülönbséggel nagy sebesség tud kialakulni: folyók közelében viszonylagos alacsony vízállásnál, meglévő alapok közelében végrehajtott szivattyúzásnál, talajvízszintsüllyesztésnél (ir. 3., 32. pont). A hatás megnyilvánulhat nagyobbmérvű süllyedésekben és esetleg talajtörésben (pl. hidraulikus alaptörés szádfallal körülzárt munkagödörben ; 1. ir. 3., 22.82 pont). Az alakváltozásokra is kiható eredménye lehet a talajvízszint gyakori függőleges értelmű változásának. Ha á víznívó emelkedik, csökken a szemcsék közötti súrlódás, aminek eredménye a szemcsés talaj hézagtérfogatának csökkenése. Hasonló eredménye van a vízszint süllyedésnek is: az érintett rétegben a felhajtóerő megszűnése következtében az önsúly megnő, a talaj tömörödik. Mivel a két egymástkövető, de ellentétes ütem hatása a megfigyelések szerint azonos előjelű, ezért tapasztaljuk azt, hogy sűrű vizszintingadozásnak kitett homok és kavicstalajok tömör szerkezetűek. Az építés után lezajló hasonló jelenség viszont természetesen a süllyedések növekedéséhez vezet. Itt ismét figyelembe vehetjük azt a körülményt is, hogy az alapra ható felhajtóerő is megszűnik, ami a talajra újraterhelést jelent. Általában a vízszint váltakozása ismétlődő terhelésnek felel meg ; ha a szemcsék átrendeződésétől eltekintünk, könnyen meghatározhatjuk az érdekelt réteg alakváltozási folyamatát. Mivel a terhelési lépcső egyenlő a víz által elhagyott réteg vastagságának (h) r valamint a természetes és vízalatti térfogatsúly különbségének szorzatával : Ap = h (yt — 7ra) & hi5, nem kell egyebet tennünk, mint az így számított expanziós és rekompressziós ágakkal kibővíteni a talaj alakváltozási görbéjét (12. ábra). Az ábra érzékeltetni kívánja a talaj tömörödési folyamatát is. Mivel az egyes terhelési lépcsőknek megfelelő Ae alakváltozási növekmények az ismétlések során — közel exponenciálisan — csökkennek (ir. 5., 9.6 pont). Nagyobb mértékben jelentkezik a fenti hatás fiatal feltöltésekben, különösen, ha laza szerkezetűek. Hasonló jelenség játszódik le akkor is, ha vízzáró réteg felett jelentékeny mértékben változó vízoszlop önsúlya idéz elő kompressziót (ir. 2., 63.8 pont). Megemlíthetjük még a víz kémiai oldó hatását is. Különösen mésztartalmú talajokban figyelhetjük meg, hogy az áramló víz üregeket mos ki a talaj oldható vegyületeinek elszállításával (meszes talajok, lösz stb.). Az áramló, depressziós, vagy helyzetét magassági értelemben sűrűn változtató talajvíz tehát újabb veszélyt jelent az alapozások stabilitására. Jelentkezhetnek másodlagos hatások is pl. az áramló víz és épület kölcsönhatásaképpen az, hogy az utóbbi mesterséges akadályt képezve, a létesítményre káros mértékben megemelheti a víz szintjét. 5. Összefoglalás — gyakorlati következtetések A talaj és a benne tartozkodó gravitációs víz kölcsönhatásának ismert törvényszerűségei segítségével bemutattuk, hogy a talajra helyezett létesítmények stabilitására döntő hatással van a víznívó magassági helyzete. Hogy ezt, a rugalmas és plasztikus alakváltozásokban jelentkező hatást kvalitatív és részben kvantitatív analízissel kimutassuk és meghatározzuk, el kellett vetnünk a törőfeszültségnél kisebb terhelésekre alkalmazott szokásos „kompressziós" elméletet, és bevezettük helyette az alap alatt fekvő közvetlen rétegre a triaxiális kísérlettel azonosított helyszíni háromtengelyű feszültségi (alakváltozási) szemléletet, bebizonyítva a próbaterhelési és laboratóriumi kísérletek egybevetésével azt, hogy a valóságban bekövetkező alakváltozások az utóbbi állapot törvényszerűségeit követik. Felhasználtuk a levezetésekben a talajmechanika egyik legfontosabb törvényét, mely a tényleges és semleges feszültség közötti kapcsolatot határozza meg. Az alapozások stabilitására vonatkozóan a következő gyakorlati következtetésekre jutottunk : a) a próbaterhelések értékelésénél figyelembe kell vennünk, hogy a kísérlet idején mért vízállás 12. ábra. A vízszintingadozás rekompressziós hatása.l
