Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
1. szám - Nagy László: Hogyan mérjük a Darcy-féle együtthatót?
48 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2009. 89. ÉVF. 1. SZ. nem szabad a különböző mélységekben eltérő mérési módszert alkalmazni, mert a módszer-váltás nagyobb eltérést jelenthet a mért értékben, mint amekkora a talajban van." Az áteresztőképességi együttható meghatározásánál törekedni kell arra, hogy értéket ± 20-30 %-os pontossággal meg lehessen határozni. Az EUROCODE hasznos és a minőségi vizsgálatok végzését befolyásoló tanácsokkal látja el a gyakorló talajmechanikus mérnököt: - Célszerű a vizsgálandó rétegből kétszer annyi anyagot venni, mint amennyire a vizsgálandó próbatestek száma alapján szükség van. - A vizsgálandó próbatesteket úgy kell kiválasztani, hogy hitelesen tükrözzék a lényeges talajjellemzők, vagyis az összetétel, a tömörség, a hézagtényező, stb. szélső értékeit. - A talaptípustól és az áteresztőképességi együttható elvárt pontosságától függően ajánlatos megfontolni, mekkora legyen a szükséges telítettség az áteresztőképességi vizsgálat közben. - Irányelvként ajánlható, hogy a hidraulikus gradiens az agyagok és iszapok esetében 30-nál, homok esetében pedig 10-nél kisebb legyen. A Darcy-törvény érvényességét mutatja a 10 tömegszázalékhoz tartozó szemcseátmérő függvényében a 3. ábra. A Darcy-törvény az átlós egyenes alatti területen érvényes. Sajnos a szemcseátmérőről nem derül ki, hogy centiméter vagy milliméter az egysége, de úgy tűnik, hogy mindkét esetben az EUROCODE ajánlása megfelel az érvényességnek. A természetben előforduló hidraulikus gradiensekkel összehasonlítva már az i = 10 alkalmazása is erőszakos vizsgálat. /. táblázat: Egy talajréteg esetében elvégzendő Az 1. táblázat ad tájékoztatást a talaj változékonyságától és a talajfajtához kapcsolódó összehasonlítható tapasztalatoktól függően elvárandó minimális vizsgálati számra. Az /. táblázat csak egyetlen vizsgálatra vonatkozó előírása a meglevő ismeretek igazolására szolgál. 2 Egyetlen vizsgálat elegendő, melynek eredménye az osztályozó vizsgálatok tapasztalati eredményeivel összehasonlitható az összeférhetőség igazolására. Ha az új vizsgálati eredmények nincsenek összhangban a korábbi adatokkal, akkor helyénvaló további vizsgálatokat végezni. Kevés utalást kapunk azzal kapcsolatban, hogy mi számít átlagos vagy kiterjedt összehasonlító tapasztalatnak, és hol van a határ ezek között. Az 1. táblázatba beírt számértékek kétséges, hogy kiállják a gyakorlat és az idő próbáját, az ellenben bíztató, hogy a szabvány kidolgozói fontosnak tartották, hogy legyen ilyen táblázat, a vizsgálatok várható számát az anizotrópiához és a korábbi ismeretekhez kötötték, megpróbálva orientálni a mérnöki gyakorlatot. Az EUROCODE 7 szabvány S. mellékletének S3, pontja az áteresztőképességet befolyásoló tényezők közül külön kiemeli a telítettség átszivárgó folyadék vegyi összetételének szerepét: - a telítettség egyes talajfajták esetében akár három nagyságrenddel is befolyásolhatja az áteresztőképességi együtthatót, és - az átszivárgó folyadék vegyi összetételét, ami szintén több nagyságrenddel megváltoztathatja az áteresztőképességi együtthatót. A szemeloszláson alapuló empirikus korrelációk A szemeloszláson alapuló empirikus korrelációk széles skálája ismert a finom szemcsés és átmeneti talajok áteresztőképességi együtthatójának meghatározására. Ezek közül egyértelműen a hatékony szemcseátmérő figyelembe vételével (vagy annak a 10 tömegszázalékhoz tartozó d 10 szemcseátmérővel történő közelítése) történő számítás adja a megfelelő megoldásokat. (Nagy 2008b) Az EUROCODE szerint homogén homokban az áteresztőképességi együttható észszerű pontossággal becsülhető a szemeloszlással való korrelációk alapján. A számításoknál célszerű a d, 0 szemcseátmérőn kívül a hézagtényezőt (hézagtérfogatot) és az egyenlőtlenségi mutatót is figyelembe venni (Nagy 2008c). Az empirikus módszerek széles skáláját dolgozták ki kutatók az előző száz évben (Hagen 1869, Seelheim 1880, Hazen 1895, Terzaghi 1925, Kozeny 1927, Kozeny-Carman 1939, Terzaghi 1943, Jáky 1944, Taylor 1948, Leonards 1962, Karádi 1963, Chardabellas 1964, Beyer 1964, Terzaghi, Peck 1964, Cedergren 1967, Lambe, Whitman 1969, Holtz, Kovács 1981, Shahabi, Das és Tarquin 1984, Shepherd 1989, Das 1997, Coduto 1999, Chapuis 2004). Ezek alkalmazásánál azonban mindig figyelni kell az érvényességi tartományra (Nagy 2008b). Összefoglalás A talajok viselkedéséről sokkal többet tudunk, mint ezelőtt 50 vagy 100 éve. Nagyon sok módszerrel meg tudjuk határozni az áteresztőképességi együttható értékét, a zonban a mérések csak közelítések. A különböző vizsgálatok alapján felállított elméletek, megoldást adnak arra, hogy milyen módon kell a szemeloszlási görbe alapján számítással meghatározni az áteresztőképességi együtthatót, vagy hogyan kell a Khafagi szondával vagy a laboratóriumban ödométeres kísérlettel meghatározott k értékek eredményeit értékelni, de még mindig kételkedhetünk abban, hogy a meghatározott értékek megfelelőek-e, a mérések leképezik-e a természetet, a természetben lejátszódó szivárgást jellemző k értéket? áteresztőképességi vizsgálatok minimális száma A mért áteresztőképességi együttható változékonysága Összehasonlítható tapasztalat A mért áteresztőképességi együttható változékonysága nincs átlagos kiterjedt > 100 5 4 3 10 < k ma x/k mi n < 100 5 3 2 ^max/^min ^10 3 2 1 !
