Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)

12. szám - Gálfi János: Geofizikai mérések víztározók és völgyzárógátak vizsgálatára

Gálfi J.: Geofizikai mérések Hidrológiai Közlöny 1968. 12. sz. 561 nességeket kimutatni. A méréseknek tehát igen jó felbontó képességűeknek kell lenniök. A klasszikus geofizikai módszerek közül előzetes talajvizsgálatra a szeizmikus refrakciós módszert alkalmazzák. Mivel a behatolási mélységnek nem kell nagynak lennie, erre a célra a kalapácsos vagy ejtősúlyos változat is teljesen megfelelő. A Landwüst mellett levő tározó vizsgálatánál pl. 50 kg-os súlyt ejtettek le 2,5 m magasból. [16]. A rengéshullámok beérkezését 12 szeizmométerrel egyidejűleg észlelték. A szeizmométerek azonos távolságra egymástól egyenesen voltak telepítve. A kutatási területen homokos-agyagos fedőrétegek alatt fillit és kvarcitpalák voltak, így ideálisan teljesült a refrakciós mérések alkalmazhatóságának az az alapfeltétele, hogy lazább (kisebb hullámterjedési sebességű) fedő alatt tömör (nagy hullámterjedési sebességű) közét következzék. A leírt berendezéssel 10 m. behatárolási mélységet értek el. Nem csupán a pala felszínét, hanem fellazult zónáit is meghatározták. Megjegyezzük, hogy a szeizmikus refrakciós mérés mind módszer, mind kiértékelés tekintetében teljesen kidolgozott. Újdonság az alkalmazhatóság körének kiterjesztése. Lényegileg az előző feladatot kívánják megoldani szeizmikus lyukszelvényezéssel, amelynél egy fúrás számánál ütéssel rengéshullámot keltenek és a lyukban különböző mélységben elhelyezett felvevővel mérik a hullámterjedés idejét. A mélység és a terjedési idő ismeretében kiszámítják a hullám terjedési sebességét. A laza zónákra kisebb, az üde részekre nagyobb terjedési sebesség lesz jellemző. Militzer ismertet egy sikeres kutatást [11], amelynél refrakciós szeizmika és szeizmikus lyukszelvényezés együttes alkalmazásával értek el eredményt. A refrakciós szeizmikában általában észlelt ún. nyomáshullámok terjedési időiből meghatározott terjedési sebességek (VL) jellemzik ugyan a talaj rugalmassági állapotát, de rugalmassági állandók számítására — amelyek az alapozási munkákhoz sokszor szükségesek — egymagukban nem elégségesek. További adatszerzésre a már ismertetett lyukszelvényezést használják azzal a módosítással, hogy a fúrólyukba nyíráshullámok észlelésére is alkalmas szeizmométereket helyeznek. A nyíráshullámok terjedési sebességét (FT) kiszámítva, a VL és FT értékekből már számítható a Poisson-állandó és a mérnöki gyakorlatban fontos Young- és a nyírási modulus [12]. Nagykísérlettel egy, a Young-modulussal analóg E' mennyiség határozható meg. Ha egy cl átmérőjű hengeres blokk p talpnyomást hoz létre és hatására s süllyedés áll be, akkor Schultze— Muhs szerint: E'=p -djAs Az Érchegység egy völgy zárógát ja alapozásánál végzett mérések azt mutatták, hogv a szeizmikus méréssel megállapított E és a nagykísérlettel meghatározott E' nem azonos ugyan, de mind az üde, mind a lazult kőzetben arányosan változik [12]. E szerint szeizmikával bizonyos határok közöt helyettesíteni lehet a drága és hosszadalmas nagykísérletet. Egy további eljárás, amely szintén rugalmassági állandó meghatározására szolgál, félúton van a szeizmikus mérés és a nagykísérlet között. Ez az ún. nyomópatronos eljárás [11], amelyet sikerrel alkalmaztak nagykísérlet pótlására [12]. A berendezés lényeges része egy folyadékkal töltött tágulásra képes hengeres patron, amelyet a vizsgálandó kőzetbe fúrt hengeres lyukba illesztenek. Ha a patronban megnövelik a folyadék nyomását, a patron kitágul, a henger palástja ráfekszik a lyuk belső falán a kőzetre és radiális deformációt okoz. A folyadék nyomása mérhető, a deformáció mértéke a patron térfogatváltozásából számítható, e két adatból pedig megkaphatjuk a Young-modulust. Ez az eljárás is alkalmas nagvkísérletek részleges helyettesítésére [11 és 12]. Az in situ nagykísérleteknek az a céljuk, hogy a létesítendő tározógát alapjának viselkedésére adatokat nyújtsanak. A szokásos megfigyelési módszerek alkalmazásával nem egyszerű feladat az elnvíródási folyamat kezdetét meghatározni, vagy a nyírást megelőző és kísérő talajroncsolódás mechanizmusát megállapítani. A feszültségnövelés hatására létrejövő kőzetroncsolódáskor súrlódási jelenségeken kívül szétváló és csúszó törések is fellépnek, kezdetben mikroszkopikus, később pedig makroszkopikus hasadékok formájában is. Lényeges körülmény, hogy ezeket a feszültség kioldódásokat, amelyek általában inhomogenitási gócok körül keletkeznek, kezdetüktől fogva rezgési jelenségek kísérik. Ezek a rezgések hullámszerűen terjednek és megfelelő felvevővel (mikrofonnal) észlelhetők. A fentieken alapul a szeizmoakusztikus eljárás [10 és 13] amely részletesen a következő. A vizsgálandó területen rezgésfelvevőket helyeznek el. A felvevőből érkező elektromos jeleket erősítik és formálják úgy, hogy minden beérkező rezgésnek egv impulzus feleljen meg. Az impulzusokat számlálják és mennyiségüket — általában percenként — regisztrálják. A szeizmoakusztikus berendezés természetesen egyformán észleli és számlálja mind a mesterséges, mind pedig a természetes igénybevételek hatására létrejövő rezgéseket. Ha azonban a berendezés folyamatosan regisztrál, akkor olyan hasznos ellenőrző rendszer birtokába jutunk, amely a már kész objektumon meginduló feszültségkioldódásokat mint impulzusszám növekedést jelzi. Egv másik igénybevételi vizsgálatnál a rezgési amplitúdót mérik. Gyakori eset, hogy a máikész létesítmények közelében robbantást kell végezni és felmerül a kérdés, hogy milyen erősségű robbantás engedhető meg az adott körülmények között károsodás nélkül. Kísérletekkel megvizsgálták és elegendő tapasztalat birtokában szabványban és rögzítették, hogy milyen nagyságú rezgést bír el egy épület károsodás nélkül. Károsodásra a rezgési sebesség a jellemző. Az eredmények szerint felvehető, hogy 10 mm/s értéknél kisebb sebességnél még nincs károsodás, de az 50 mm/s