Hidrológiai Közlöny 1955 (35. évfolyam)

7-8. szám - L. Jakubec: Kavicsréteg tömítése

L. Jakubec: Kavicsréteg tömítése Hidrológiai Közlöny 35. évf. 1955. 7—&. sz. 2Jf9 vagy a szemek egyenlő száma stb.). Ilyen módon ekvivalens fiktív talaj fogalmához jutunk, amelynél az azonos tömörségű alakzatot a szemcsék geometriai viszonyai alapján is kifejezhetjük. Az ekvivalens fiktív talaj tömör akkor, ha egy részecske további 12 részecskét érint. Ebben az esetben a hézagtérfogat (az elérhető legkisebb hézagtérfogat) : n = 25,95% A leglazább szerkezet esetén a talaj szemcséit helyettesítő gömbök mindegyike más hat gömbbel érintkezik. A hézagtérfogat ekkor : n = 47,64%. Michajlov szerint elméletileg lehetséges összeállítani még ennél lazább elhelyezéseket is és így még nagyobb hézagtérfogatot érhetünk el. Az elméletileg lehetséges leglazább elhelyezés esetében a hézagtérfogat : n = 87,65%. Ezek szerint az ekvivalens fiktív talaj hézagtérfogatának skálája tartalmazza a valódi szemcsés talajoknál előforduló összes hézagtérfogat értékeket és így az ekvivalens fiktív talajnál meghatározott hézagok nagysága bizonyos körülmények között a valódi szemcsés talajok hézagainak meghatározására, illetve a hézagok nagyságának értékelésére szolgálhat. 3. Az injekciós szuszpenzió anyagának megválasztása A szemcsés talajok tömítését a repedéses sziklakőzetek tömítéséhez hasonlóan injektálás segítségével végezhetjük el. A különböző injektálási eljárások alapján kidolgozott törvényszerűségek, amelyek a tömítés végrehajtását szabályozzák, nemcsak elméleti úton lettek meghatározva, hanem gyakorlati felülvizsgálatunk is megtörtént. A munka végrehajtására vonatkozóan ilyen szabály az, hogy az injekciós nyomást zérus értékről kezdve fokozatosan emeljük fel — közben több rövid konszolidációt engedve — a végleges nyomásig. Ezt a nyomásértéket tartjuk azután addig, amíg a szuszpenzió meg nem keményedik, majd az injektációs nyomást lassan csökkentjük újra. Az injektálásnál alkalmazott szuszpenzió anyagának kiválasztásával kapcsolatosan meghatározott feltételek két csoportját kívánjuk a továbbiakban ismertetni. a) Maag kritériuma A szemcsés talaj fizikai jellemzői közül az injektálásnak, azaz a szemcsés talajok tömítésének sikerét igen nagy mértékben befolyásolja azoknak a hézagoknak a nagysága, amelyeken keresztül az injektálásnál használt szuszpenzió a talajba behatol. Mindmáig nincsenek azonban kidolgozva olyan módszerek, amelyeknek segítségével a hézagok nagyságát a talajban közvetlenül mérni tudnánk. Ezért kénytelenek vagyunk a hézagok méreteinek meghatározására közvetett, közelítő módszereket alkalmazni, vagy pedig olyan jellemző értékeket fogadunk el, amelyek ugyan a talajnak más tulajdonságaira jellemzőek, de amelyeknek alapján a hézagok nagyságára mégis következtethetünk. Maag szerint az injektálásnál tulajdonképpen egy hajszálcső 'rendszerben végbemenő áramlás játszódik le. Ez a hajszálcsőrendszer az egymással összefüggő pórusok tömegéből épül fel. A nyomás, amely a szuszpenzió áramlásának ebben a környezetben történő létrehozására és fenntartására szükséges, nagyobb kell, hogy legyen a hajszálcsövek falain fellépő súrlódásnál. Maag feltételezi, hogy az injektálás során lamináris folyadékmozgás következik be, melynél a sebesség egyenes arányban van a relatív eséssel (potenciál eséssel). Feltételezi tehát a Darcy törvény érvényességét, amelynek értelmében a sebesség és az esés közötti arányossági tényező a környezettől, tehát az injektálni kívánt talajtól függ. így az injektálás szempontjából is a talajt annak vízáteresztőképességi együtthatójával (k tényező) jellemzi. Ennek a szemléletnek alapján Maag összefüggést határoz meg az injektált talaj vízáteresztő képessége és az injekció során alkalmazandó anyag minősége között. Az összefüggést a következő táblázat tünteti fel : Injekciós anyag neme Talaj neme ... . .. , A részecskék közepes nagysága mm k tényező cm/sec Cementhabarcs Kavicsok 2,0 2,0.10-' Cementtej Homokok 0,4 1,0- IO"

2 Kolloidális cement . . Iíomok Finom homok 0,1 1,0.10~

3 Szuszpenziók (agyagos) HomokEmulziók (bitumenes) liszt 0,02 5,0 -10 "

5 Valódi kémiai oldatok Homokok Iszapok 0,001 1,0- io-« Agyagok A táblázatban összefoglalt feltételek során nem jut kifejezésre azonban az, hogy a k tényező értékét milyen módon kell meghatározni. Azért lényeges ez a kérdés, mert a szokásos módszereknél (próbaszivattyúzás) nagyon könnyen a lamináristól eltérő vízmozgás állhat elő és így a meghatározott k tényező lényegesen eltérhet attól az értéktől, amelyet Maag feltételez. Ismeretes továbbá, hogy az áteresztőképességi együttható értékei azonos talajban is nagymértékben változnak a meghatározás módja szerint. Más értéket kapunk, ha a furatból vízelvétellel határozzuk meg ezt az értéket (Porchet-vizsgálat) és mást akkor, ha a furatban nyomás alatt juttatjuk be a vizet, ill. egyszerű beöntéssel végezzük a kísérletet (Maag-féle próba). Az utóbbival pl. a szivattyúzással meghatározható érték tizedét kapjuk általában. Tekintettel az injektálás jellegére, ezekben a vizsgálatokban a vízáteresztőképesség megállapítására inkább a víz beöntése, ill. nyomás alatti besajtolása látszik megfelelőbbnek. Ezt a