Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)

12. szám - Galli László: Kötött talajok minősítése a vízépítésben

543 Hidrológiai Közlöny 1970. 11. sz. Kötött talajok minősítése a vízépítésben GALLI LÁSZLÓ* Bevezetés Régi tapasztalat már a vízépítésben, hogy a talajmechanika mai vizsgálati és értékelési rendszerével nem lehet a vízépítés földműveinél a kötött talajokkal kapcsolatban tapasztalható minden folyamatot megmagyarázni és indokolni. A talajokban lejátszódó kolloidkémiai folyamatok nagymértékű tisztázása azonban az utolsó években már lehetővé tette ezekre a folyamatokra vonatkozó megfigyelések megfelelő rendezését, majd indokolását ós ezekből kiindulva a vízépítési talaj minősítések fejlesztési irányának és kereteinek a meghatározását is. Az alábbi tanulmány — számba véve a talajok kolloidkémiai sajátságait is — a kötött talajok vízépítési minősítésére tesz javaslatot. Nem foglalkozik kolloidkémiai kérdésekkel és nem ismerteti részletesen azokat a vízépítési tapasztalatokat sem, amelyek a javaslat kiindulásául szolgáltak. Ismerteti a kötött talajok minősítésének a VIZITERV-nél kialakult vizsgálati rendszerét, majd ebből kiindulva gyakorlatilag összefoglalja azokat a várható folyamatokat, amelyek az árvízvédelmi töltések, az öntöző- és belvízcsatornák tervezését, vagy a munkagödrök földkiemelését a kötött talajok minősítésével kapcsolatban befolyásolhatják. A javaslat egyik első, gyakorlati összefoglalója ennek a kérdésnek. Ezért valószínű, hogy vannak benne elméleti szempontból még vitatható, esetleg helytelen indokolások is. A szerző véleménye szerint azonban ezek végérvényes tisztázására már tervszerű megfigyelések, majd ezekből kiindított laboratóriumi és széles körű helyszíni vizsgálatok szükségesek. 1. A talajok átalakulása A vízépítési létesítmények természetéből adódik, hogy földművei a legtöbb esetben igen szélsőséges természeti adottságoknak: átnedvesedés-kiszáradásnak, hőmérsékletváltozásnak, felmelegedésnekátfagyásnak, különböző kémiai összetételű vizek hatásának, stb-nek lehetnek kitéve. A vízépítési létesítmények földműveinél tehát mindig számolni kell a környezet változásaival és így vizsgálni kell azt is, hogy ezek a környezetváltozások gyakorlatilag befolyásolhatják-e és ha igen, milyen módon és mértékben a talajok műszaki tulajdonságait [6]. Közismert már, hogy a kötött talajok finom alkatrészei — különösen az agyagásványok és bizonyos kovasavas vegyületek — igen érzékenyek környezetük minden változására. A velük érintkezésbe kerülő víz kémiai adottságainak a megváltozására, vagy az ismételt kiszáradás-átnedvesedés, esetleg az átfagyás hatására bázisokat cserélhetnek, oxidálódhatnak, kristályszerkezetük átalakulhat, sőt teljes egészében széteshet. A kötött talajok tehát környezetük megváltozására ásványi * Vízügyi Tervező Vállalat, Budapest. és kémiai adottságaik szerint kisebb-nagyobb mértékben megváltozhatnak, átalakulhatnak [1,19]. A környezetváltozásokra bekövetkező átalakulási folyamatok általános érvénnyel úgy is megfogalmazhatók, hogy a kötött jellegű talajok kémiai és ásványi adottságaik szerint, többé-kevésbé mindig alkalmazkodni igyekeznek környezetük fizikai és kémiai jellegéhez [7]. A kötött talajok belső erőit, elsősorban térfogatváltozó tulajdonságait, ezen keresztül pedig szilárdsági jellemzőit, majd áteresztőképességét is mindig a legfinomabb szemcsék, a talaj „kötőanyagának" a minősége és állapota határozza meg. A környezetváltozás-átalakulás tehát egyes esetekben jelentős szerepet játszhat a talajok műszaki minősítésében is. Földművek építésénél a felszín alól, tehát egy többé-kevésbé állandó és zárt környezetből kiemelt, vagy a csatornákban és a bevágásokban felszínre juttatott talajok az eredetitől rendszerint lényegesen eltérő, új környezetbe kerülnek. A vízépítés egyes földműveinél ezenkívül az ismétlődő kiszáradás-átnedvesedés miatt az új környezet fizikai jellege még folytonosan változhat is. A talajoknak tehát új környezetükben esetleg igen összetett hatásokhoz kell alkalmazkodniuk úgy, hogy a talajban az új környezeti hatásokkal szemben is stabil kémiai rendszer és szerkezet alakuljon ki [8]. A kötött talajok átalakulása SzepesiK. alapvető kolloidkémiai megfogalmazása szerint két irányú lehet [3, 11]. A környezetváltozás jellegétől függően eltolódhat a talaj szerkezete a diszpergálódás vagy az üvegesedés, de ezzel ellentétesen, a koaguláltság vagy a csomósodás irányába is. Talajmechanikailag megfogalmazva a talajok térfogatváltozó képessége az egyik esetben megnövekedhet, a másikban pedig csökkenhet. Röviden összefoglalva tehát a talaj az egyik esetben egy kötöttebb, a másikban pedig egy kevésbé kötött jellegű talajjá alakulhat át. A vízépítés gyakorlati feladatai szempontjából értékelve a fentieket megállapítható, hogy a vízépítési földművek részére végzett talajmechanikai vizsgálatoknál mindig számolni kell a talajok átalakulásának a lehetőségével, mégpedig mindig két befolyásoló tényező-, a talaj kémiai és ásványi adottságainak és az új környezet várható kémiai és fizikai jellegének az összevetésével. 2. Az átalakulások vizsgálata Az átalakulások vizsgálatával kapcsolatban már az eddigiek alapján is könnyen megítélhető, hogy a talajmechanika osztályozó jellemzői, a plasztikus és a folyási határ a fenti átalakulási lehetőségekre mai formájukban választ nem adhatnak és nem használhatók fel erre a célra általános érvénnyel azok az újabb talajmechanikai minősítő vizsgálatok sem, amelyek a minősítésnél minden esetben csak az egyik befolyásoló tényezőt, a talaj adottságait veszik figyelembe [23]. Az átalakulási folyamatok általában kolloid-