Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)
3. szám - Herzóg Henrik: A tározó gátrendszerének stabilitási kérdései
136 Hidrológiai Közlöny 1972. 3. sz. Herzog H.: A tározó gátrendszerének stabilitási kérdései közismert kifejezésbe, rendelkezésünkre állott mintánként egy mért és egy számított minimális törőszilárdsági érték. A két érték egybevetése azt mutatta, hogy az elenyésző kivételektől eltekintve (mindössze 8%), a mért érték a számított minimummal egyenlő, vagy annál nagyobb volt. Az ismertetett úton olyan módszerhez jutottunk, mely egyszerű, viszonylag gyorsan elvégezhető rutinvizsgálatok eredményeire támaszkodva lehetőséget nyújt a telített állapotban várható nyírószilárdság reális értékének számítására. Miután a stabilitásvizsgálat alapadatait a geometriai, a szivárgási és a talajjellemzőket az előbbiek szerint meghatároztuk, a tervezés feltételei biztosítottak voltak. Fennállott annak a kézenfekvő eljárásnak a lehetősége, hogy a számítási alapadatok változatosságának megfelelő, mértékadónak tekinthető szelvényekre, a stabilitási vizsgálatokat az adott helyzetre vonatkozó, adott jellemzőkkel hajtsuk végre, és az így kapott biztonsági értékeket hasonlítjuk össze az előírásokkal. E módszer alkalmazásával az jár, hogy — esetenként az n^j >- n régi követelmény miatt — mind az új, mind a meglevő szelvénnyel elvégzendő a vizsgálat. A stabilitás vizsgálat közismert módszerei szemigrafikus eljárások, amelyek fokozatos közelítéssel mutatják ki a lehetséges legveszélyesebb csúszólapot. A vizsgálatnak ez a módja, különösen szivárgással terhelt gáttestek esetén, igen hosszadalmas műveletsorozat, melyben mint független változók a geometriai, a szivárgási és a taljajellemzők szerepelnek, a függőváltozó — azaz a végeredmény — a biztonság értéke. Nem kétséges, hogv e független változók közül a talajjellemzőkben i legnagyobb 4. ábra. Stabilitási görbék a) — meglevő gát; b) — megerősített gát; ti^j, — árvízi terhelés esete; rijxv — üzemi terhelés esete; n e — előírt biztonság; n — tényleges biztonság; c —• kohézió; te ip — súrlódási tényező Fig. 4. Stability curves a) — existing levee; b) — reinforced levee; )iá?j=case of flood loading; n#p=case of operating load; n e—specified safety; n=actual safety; c=cohesion; tan <p = coefficient of friction a változatosság. így kézenfekvő az a gondolat, hogy a talajjellemzőket tegyük függő változóvá, azaz az előírt biztonsági feltételekből, a geometriai és szivárgási jellemzőkből számítsuk a szükséges talajjellemzőket és ezeket hasonlítsuk össze a valóságban várható értékekkel. Ez az elv és alkalmazásának módszere görbe csúszófelületekre vonatkozóan, az irodalomból ismeretes [1]; szóbanforgó tervező munkánk során kiterjesztettük a gát alatt fekvő esetleges kritikus rétegben kialakuló vízszintes elcsúszás esetére is [2]. Adott geometriai és szivárgási jellemzők esetén a stabilitási határállapot (n= I) biztosításához szükséges és elégséges nyírószilárdsági paraméterpárok a c—tg99 koordináta rendszerben egy ún. stabilitási görbével ábrázolhatók (4. ábra). Ha a valóságban várható értékek pontjai e görbe fölött helyezkednek el, akkor a gáttest stabil (n > 1), ha alatta, akkor labilis (n < 1) helyzetű. Az átépítés előtti gátszelvény adataiból meghatározott stabilitási görbe az riúj > rifégi előírás értelmében így egyben felső határa az új — megerősítés utáni — szelvény stabilitási görbéjének is. Ezt a relatív — a régi állapothoz viszonyított — biztonságot akkor elégítettük ki, ha az új szelvény görbéje teljes terjedelmében a régi szelvény görbéje alatt helyezkedik el. A kiviteli tervekben szereplő 6 m széles koronával; az 1% árvízszint alá 1 m-ig 1:4, és ezt követően 1 :ö hajlású rézsűvel kialakított szelvény e feltétel kielégítéséből ered (5. ábra). Az üzemi vízszint, ill. az 1%-os árvíz szint esetére szerkesztett stabilitási görbe felhasználásával egyszerűen felrajzolható az n—2, ill. »=1,5 biztonságot ábrázoló hat árgörbe is; csupán az origóra fektetett sugarakra kell a stabilitási görbék által kimetszett távolság 2, ill. 1,5-szeresét felmérni. Minthogy a két vízszint között aránylag csekély különbség van, (kb. 1—1,2 m), az üzemi vízszintre megszabott n= 2 biztonság jelentette a nagyobb igényt. Miután a vázolt módon kimutattuk a nyírószilárdsági paramétereknek az előírások teljesítéséhez szükséges értékeit (?i=2 görbe), csupán a telítettság állapotában várható minimális paraméter értékek pontjait kellett a grafikonban ábrázolni. Ha ezek az 11=2 görbe fölött helyezkednek el, akkor az előírások teljesítése igazolt. Az eddig megtervezett Abádszalók—Tiszaörvény és Kisköre— Sarud vonalszakaszon az ismertetett szelvény ennek a feltételnek is megfelelt. A hidraulikus talajtöréssel szembeni biztonság tekintetében döntő körülmény, hogy a mértékadó 1 %-os árvízszint a vízlépcső üzembelépésével nem változik, tehát a tervezett beavatkozások a jelenleg fennálló biztonságot csak fokozhatják. A gát alapfelületén tapasztalt talpszivárgás szempontjából a biztonság a jelenlegi és az átépítés utáni talpszélesség arányának megfelelően növekszik. A vízvezető homokréteget a szivárgócsatorna megcsapolja, a fedőrétegre ható felhajtóerőt csökkenti, és a csatorna vízszintjének szabályozásával fennáll a lehetőség, hogy a víznyomásokat — szükség esetén — a kívánt értelemben befolyásolhassuk. Meg kell jegyezni, hogy a gát stabilitásának vizs-
