Hidrológiai Közlöny 1991 (71. évfolyam)

6. szám - Szepessy József: Árvízvédelmi gátak töltésének repedései – a kúszási repedés

SZEPESSY J.: A kúszási repedés 325 zását a víztartalom függvényében. Megadja a pórusok mindenkori térfogatát és jelzi azok vízzel való telítettségét is. A leírás teljesen egyenletes szemcse-eloszlást, és így egyforma méretű kapillárisokat tételez fel. A valóságban ez nincsen így, a nagyobb pórusokba előbb kezd a levegő behatolni, valószínűleg elsősorban ez okozza a zsugorodási görbe töréspontjának a lekerekítését. A teljesség kedvéért az ábra jelzi a szilárd rész térfogatának a változását is, minthogy némely agyagásvány a kristályrács belsejébe is képes vizet felvenni, és duzzadni. Ha a talajban másodlagos pórusok is vannak, ezek növelik a F

0 kezdőtérfogatot F'

0-re (7. ábra). Most aszerint, hogy a mintát vízbe-merítéssel nedvesítjük (7. ábra, Bl), vagy nedves itatósra téve szívatjuk tele vízzel (7. ábra, B2), aszerint tartalmazhatnak a másodlagos pórusok vizet vagy levegőt, és tartozhat ugyanahhoz a V térfogathoz kétféle víztartalom. 7. ábra. Duzzadás-zsugorodás másodlagos pórusokat is tartalmazó agyagban. A alapgörbe a 6. ábra szerint, tíI. duzzadás gyors árasztással. B2. duzzadás lassú, kapilláris telítéssel. C. zsugorodás, Iia az átázott talajban az elsődleges repedések részben „összenőttek" Erősen átázott talajban előfordulhat, hogy a talaj beduzzad a másodlagos pórusokba, és ezzel homogénebbé válik. (Ez képlékeny alakváltozást is jelent, amihez a szilárdságot meghaladó duzzadási nyomás kell.) Az ezt követő kiszáradáskor a 7. ábra C vonala szerint a kiinduló V'

0 helyett egy kisebb F"

0-re szárad a talaj. így előfordulhat, hogy egv w

{ víztartalommal hézagosra tömörített földmű átázás után úgy viselkedik, mintha egy nagyobb, w

2 víztartalommal építettük volna be jól tömörítve, és kiszáradva durván összerepedezik. Egy földmű belsejében az előbb tárgyalt hatásokhoz járul még a földnyomás, pontosabban a terhelő földtömeg súlyából számítható teljes feszültségnek, és a pórus v íz nyoma sn ak a különbségeként adó effektív talajfeszültség. Telítődés után a talaj csak úgy tud további vizet felvenni, ha a térfogata megnő. A vízfelvétellel járó duzzadást a földmű belsejében akadályozza a terhelő földréteg nyomása. A talajmechanikában alkalmazott ödométerrel MI—10—268 szerint vizsgálva meg lehet állapítani, hogy egy adott kiinduló állapotú talaj különféle effektív feszültséggel terhelve mennyi vizet képes maximálisan felvenni. Kiindulni a terv szerinti beépítési talajállapottól kell. Egy eredetileg jól beépített talaj károsan sok vizet akkor vehet csak fel, ha — nagy a talaj ún. duzzadási nyomása, ez elég ritka eset, vagy — erősen lecsökken az effektív feszültség, például a károsan megemelkedő pórusvíznyomás miatt. Az utóbbi eset rendszerint a földmű állékonyságát is fenyegeti, ezért meg kell előzni függetlenül attól, hogy a túlzott vízfelvétel utóbb száradási repedéseket is okozhatna. Ha az ödométer vizsgálatok szerint 0,5—1,0 in föld vízalatti súlya elegendő a káros vízfelvétel megakadályozására, akkor a jól megépített földművön káros mértékű száradási repedések keletkezésétől nem kell tartani. 2.4. A száradási repedések kialakulása A zsugorodás a gyakorlatban rendszerint alakváltozást is jelent. Egy szabadon álló, az alapján lazán felfekvő kocka (8. ábra, a.) zsugorodhat alakváltozás nélkül. Egy összefüggő talajréteg száradás közben előbb csak vékonyodik (8. ábra, b.), a benne kijelölt ABCD kocka ellapul. A berajzolt átlók által bezárt szög változása jelzi, hogy az alakváltozás közben nyíróerők is ébrednek (Kézdi, 1952.). Az ábrán B és C pontoknál jelöltük a zsugorodás közben keletkező húzóerőket. A kiszáradó talaj nyírószilárdsága egyre nagyob lesz, ezzel a húzóerő is megnő. Ha a húzóerő meghaladja a talaj húzószilárdságát, akkor a felszín valahol bereped. A 8. ábra c. része egy két repedés közti, de nem szabadon álló, hanem az állandó méretű aljzatra letapadt kockát ábrázol. Ebben a zsugorodás a részleges ellapulás mellett a szélső részek, pl. az ABEF hasáb erőteljes oldalra dőlésével is jár. A középső G pont környezetében ilyen dőlés nincs, az ott bejelölt húzófeszültséget elsősorban az oldalsó részek félreelöntéséhez szükséges erő adja. Ez r c r Y, // n Ns. A 0 rrr ft'OL S. ábra. Talajhasáb zsugorodása, a, b, eloszló víztartalommal c egyenletesen a) Szabadon felfekvő kocka, alakváltozás nélkül h) Letapadó talajréteg vókonyodása, ellapulása c) Letapadó kocka zsugorodása, lapulás, oldalt ferdülés d) Mint b) fentről lefelé száradó talaj