Hidrológiai Közlöny 1955 (35. évfolyam)
7-8. szám - L. Jakubec: Kavicsréteg tömítése
2Jf8 Hidrológiai Közlöny 35. évf. 1955. 7—8. sz. kérdést azonban még tovább kell fejleszteni és kísérletekkel felülvizsgálni ahhoz, hogy Maag feltételeit az injekciós szuszpenzió megválasztásánál használni lehessen. / b) A csehszlovák vizsgálatok alapján felállított kritérium Ha homokos kavicsrétegeknek, folyami hordalékoknak tömítését kell megoldanunk, az injekciós szuszpenzió maximális szemnagyságának meghatározásánál ugyancsak találkozunk a hézagnagyság megállapításának problémájával. Ezek a feladatok pedig a csehszlovákiai vízépítkezések során nagyszámban előfordultak. Ezért a bratislavai kutatóintézetben (U. S. H. K.) is behatóan foglalkoztak ezzel a kérdéssel. A hézagok nagyságának megállapításánál közvetett utat választottak. Az ekvivalens fiktív talaj fogalmát vették segítségül, ilyennel helyettesítve a valóságos szemcsés talajokat. így lehetséges volt megállapítaniok a hézagtérfogatot és a szokásos geometriai viszonyokból meghatározni a hézagok nagyságát. Első tekintetre úgy látszik, mintha a hézagok nagyságának ilyen módon meghatározott értéke nem volna azonos a valódi talajban levő pórusok nagyságával. Nem szabad azonban megfeledkeznünk arról, hogy nemcsak a valódi talaj szemcséi egyenlőtlenek, hanem egyenlőtlen az injekciós szuszpenzióhoz használt anyag szemcséinek mérete is. Ha a két egyenlőtlenségi mérték között meghatározott viszony áll fenn, mely biztosítja, hogy az injekciós szuszpenzió részecskéinek nagysága olyan rendben oszlik el, mint az injektált talaj részecskéi, tehát a talaj pórusai is, a szuszpenzió a réteg injektálására alkalmas. Ez eljárás során megállapították először az eredeti talaj hatékony átmérőjét, a következő képletből kiindulva : .2 a valódi talaj részecskéinek összfelülete 4 n • d^ — J : — a valódi talaj részecskéinek száma ahol d„ az injektált talaj részecskéinek hatékony átmérője. Ilyen módon megkapjuk abban az ekvivalens fiktív talajban levő szemcsék átmérőjét, amelyben a részecskék felülete megegyezik a valódi talaj szemcséinek felületével. Ebben a fiktív talajban, ha feltételezzük, hogy annak szemcséi a lehető legtömörebb formában helyezkednek el, olyan szuszpenziót injektálhatunk, amelynek részecské közül a legnagyobb átmérője : di ^ 0,155 d u ahol di az injektálásra kerülő szuszpenzió maximális szemcséjének az átmérője. Ha a részecskék csoportosulása nem az elképzelhető legtömörebb formát adja a talajba préselhető szuszpenzió szemcséjének maximális átmérője természetesen nagyobb lehet. Ugyanígy különbözik az alkalmazható szuszpenzió maximális szemcséjének mérete a valódi talaj esetében is, mert hiszen annak szemcséi is másként csoportosulnak, mint a fiktív talaj szemcséi legtömörebb elhelyezkedés esetén. Ebben az esetben az injektálásra kerülő szuszpenzió L. Jakubec: Kavicsréteg tömítése részecskéinek maximális átmérőjét a következő gyakorlati megfigyelések alapján felállított összefüggésből számolhatjuk : <w - l gl [W > A képletben szereplő S p érték a talajra jellemző fajlagos számérték, amely az ekvivalens fiktív talaj 1 cm 3-ében levő szemcsék számát jelzi. Az utóbbi képletben az ekvivalens fiktív talaj jellemzőjén kívül a valódi talaj hézagtényezőjének hatása is kifejezésre jut. Az így meghatározott szuszpenziónak azonban egyenlőre még csak a maximális szemcseméretét kötöttük meg. A valódi talaj azonban abban is különbözik az ekvivalens fiktív talajtól, hogy szemcséi nem egyenlő nagyságúak. Ez azt jelenti, hogy a szemcsék között levő hézagok sem egyenlőek és ezek nagysága függ a szemcsék egyenlőtlenségét jellemző szemeloszlási görbéktől, ill. a görbe alapján meghatározott úgynevezett egyenlőtlenségi koefficienstől (£7). Az injektálásnál alkalmazásra kerülő szuszpenzió szemszerkezetét úgy kellene összeállítani, hogy egyenlőtlen nagyságú szemcséi megfeleljenek az injektált talaj ugyancsak különböző nagyságú hézagainak. Ez a feltétel közelítőleg akkor jut érvényre, ha a szuszpenzióban levő szemcsehalmaz egyenlőtlenségi száma (Ui) egyenlő vagy nagyobb a talaj egyenlőtlenségi koefficiensénél : Ui ^ U Ilyen módon az injektálni kívánt talaj jellegétől függően két feltételhez szabjuk az alkalmazandó szuszpenzió szemszerkezetét. Megkötjük a legnagyobb szemcse átmérőjét és megadjuk az egyenlőtlenségi koefficiensének legkisebb értékét. Az injektálandó talaj szerkezetének ismerete alapján tehát meghatározhatjuk a szuszpenzió anyagát. y; Gyakorlati példaként idézzük a nosicei terraszkavicsban végzett injektálás során készült ilyen jellegű számításokat: a talaj hatékony szemcseátmérője : d„ = 0,0114 cm, az injektálás előtti hézagtényező (talajmintából megállapítva) : n = 24,3%, az injektálásnál alkalmazható szuszpenzió legnagyobb szemcséjének átmérője a fiktív talaj legtömörebb csoportosulását figyelembevéve : dimax — 0,155 d^ = 0,017 mm, míg tekintetbe véve a talaj tényleges hézagtényezőjét : 1 n di max = -,- = 0,047 mm 1,81 [Sp] 1! 3 A számítás szerint tehát a talaj tényleges hézagtényezőjének figyelembevétele lényegesen befolyásolja a szuszpenzió részecskéinek számított maximális méretét. A szuszpenzió szemcséinek egyenlőtlenségi koefficiensére vonatkozó feltétel a nosicei kavics esetében a következőképpen volt teljesíthető :
