Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

3. szám - Lőrincz János–Nagy László: Buzgárosodásra való hajlam gyakorlati vizsgálata szemeloszlási entrópia segítségével

^ÍIUNC^^^^AG^^^Buzgároso^ 63 Összefoglalás A különféle szemcsemigrációs jelenségek megítélésével kapcsolatban, teljes mértékben elfogadott az a felismerés, hogy a szemeloszlási görbe hordozza a jelenségkör „geometriai" jellemzéséhez szükséges információt. Azonban valamennyi entrópia érték, valamennyi pont a 4. ábrán egyegy szemeloszlási görbe lefutást jellemez, azaz végtelen sok egymással párhuzamos szemeloszlási görbét ábrázol, vagyis azonos lefutású agyag és kavics között a számítás nem tesz különbséget. A szemeloszlási entrópia számszerűsítve megmutatja azokat az alacsony entrópiájú (meredek szemeloszlási görbéjű) talajokat, melyek leginkább veszélyesek buzgárosodásra. Ehhez pontos szemeloszlási görbével kell rendelkezni. A szemeloszlási vizsgálat a finom szemcsés kategóriában nem tudta követni a matematikai pontosságú igényeket, így a buzgárosodási hajlam ilyen becslése nagyrészt csak a szitálással végzett szemcsevizsgálat tartományában érvényes. Azokon a helyeken ahol bizonytalan a szemeloszlási görbe mért eredménye, nem lehet tökéletes a meghatározott entrópia sem. Jelentősen eltérhet a vegyszeres és a vegyszer nélküli szemeloszlási görbe, ami ugyancsak érzékenyen érinti az entrópiát. A talajok entrópiáját a szemeloszlási görbe alapján határozhatjuk meg. Az entrópia értéke - mint említettük - egy szemeloszlási görbe lefutást jellemez, azaz végtelen sok egymással párhuzamos szemeloszlási görbét ábrázol. Az entrópiából azonban nem következtethetünk a szemeloszlási görbére. A szemeloszlási görbe több adatot hordoz, mint az entrópia, ezért az entrópia vizsgálattal szerzett információk visszaforgatása a szemeloszlási görbére célszerű volna. Ez történhetne például a szemeloszlási görbe egy kitüntetett pontjának, értékének segítségével. Ennek a pontnak a kiválasztásánál lehetne fontos szempont a buzgárképződés jellemzéséhez kapcsolódó tapasztalat. A buzgárképződés folyamata, a talajtörést kiváltó belső és külső tényezők napjainkban még mindig nem elég ismertek. Továbbra sem tudjuk paraméterbe foglalni a buzgárképződés kritériumait, nem tudjuk egyértelműen előre meghatározni azt, hogy hol és milyen vízállásnál kell katasztrófára számítanunk, és a növekvő árvízi vízállások mellett a szivárgási úthossz növelésén kívül nincs más javaslatunk megelőzésre. Azonban jelen vizsgálat sorozat is közelebb vitt a buzgár megértéséhez, a buzgáros talajtörés folyamatának megismeréséhez. Bár a hetvenes években a buzgárképződéssel kapcsolatos intenzív kutatások a nyolcvanas években teljesen abbamaradtak, az ezredforduló után célszerű volna a rendszerezett ismereteinket feleleveníteni és a jelenlegi ismeret és tudásszintet felhasználni a buzgáros talajtörés jobb megismerésére. A szemeloszlási entrópia egy olyan eszköz - jelenleg még csak a kutatók kezében - mely segít elkülöníteni a buzgárosodásra hajlamos talajokat. Segítségével meghatározhatók a szemeloszlási görbe alapján azok a talajok, melyek buzgáros átstrukturálásához valószínűleg a legkisebb hidraulikus gradiensre, a legkisebb energiára van szükség. Ne felejtsük el, hogy megfelelően nagy hidraulikus gradienssel, megfelelő nagy energiával minden talaj elmosható. A fentiek alapján megfogalmazódhatnak javaslatok is a kutatás folytatására: - A szemeloszlás vizsgálata esetében sokszor csekély gondot fordítunk magára a mintavételre. Jelen tanulmány is felhívja a figyelmet a szemeloszlási eredmények megbízhatósáLŐRINCZ JÁNOS NAGY LÁSZLÓ gára. Mivel az entrópia vizsgálat eredményessége alapvetően a szemeloszlási adatok megbízhatóságától függ, célszerű lenne a szemeloszlási görbe megbízhatóságát jobban megismerni a mintavétel és a szitálási-hidrometrálási technika szempontjából, de kérdéses, hogy az eredmény mennyire segíti a helyszínen lejátszódó folyamatok megismerését. - A szemeloszlási entrópia egyelőre csak a buzgárképződés geometriai lehetőségének a meghatározására alkalmas. Laboratóriumi vizsgálatok eredményeire alapozva a jelenségkör hidraulikai feltételét is meg kellene ítélni, lehetővé téve ez által a buzgárosodás közös alapon nyugvó tárgyalását. 0 5Í 02 03 Hí 5S 0,6 6.7 0.8 09 1 6, ábra. A buzgárosodás Irhrtőségének vizsgálata. - Részletes vizsgálat szükséges a buzgártól kimosódott anyagról összevetve az altalaj szemeloszlási görbéjével. Ez egyértelmű bizonyíték volna arra, hogy szuffúzió vagy buzgár játszódik le egy helyen. Kevés ilyen adat áll rendelkezésre a buzgárból kimosódott anyag vizsgálatára a korábbi árvizek tapasztalataiból. Hasznos lenne tehát, annak a meghatározása a szemeloszlási entrópia segítségével, hogy egy frakció mosódik ki a talajból, vagy a szemcsemozgás az egész réteget érinti-e. A vizsgálat sorozattal célszerű lenne egy nagyobb árvizet megvárni, bár valószínű, hogy ezt csak laboratóriumban lehetne vizsgálni az árvíz és a buzgár kialakulásának esetlegessége miatt. Irodalom Lörincz, J. (1986): Talajok szemeloszlási entrópiája. Dr. Univ. Disszertáció. BME Építőmérnöki kar, Geotechnikai Tanszék. Lörincz, J. (1993): On particle migration with the help of grading entropy. Proc., Conf. on Filter sin Geotechnical and Hydraulic Engineering, Brauns, Heibaum and Schuler, eds., Balkema, Rotterdam, The Netherlands, pp. 63 - 65 Lörincz, J., Nagy L (1995): Árvízvédelmi töltések altalajának vizsgálata buzgárosodásra való hajlam szempontjából a szemeloszlási entrópia segítségével. OMFB által támogatott alapkutatás. Lörincz J, Imre E, Gálos M, Trang Q.P, Telekes G, Rajkai K. (2004): Grading entropy variation due to soil crushing. Second International Conference from Experimental Evidence Towards Numerical Modelling of Unsaturated Soils. September 18-19, 2003 Bauhausuniversity, Weimar, Germany, pp: 215-231. Lörincz, J; Imre, E; Gálos, M; Trang, Q. P; Rajkai, K; Fityus, S; Telekes, G (2005): Grading Entropy Variation Due to Soil Crushing. International Journal of Geomechanics. ASCE /Dec. 2005/, pp 31

1 Lörincz J, Imre E, Trang Q.P. (2006): A szemeloszlási entrópia. Hidrológiai Közlöny 4, pp: 15-18. Nagy L. (1993): Nem kielégítő biztonsági tényezőjű szakaszok vizsgálata. OMFB által támogatott döntés előkészítő tanulmány. Nagy, L. (1993): Árvízvédelmi gátak vizsgálata Magyarországon, Angolmagyar árvízvédelmi szakmai műhely. Kiadv. kézirat, pp. 223-248. Nagy L. - Fehér Á. (1992): Árvízvédelmi gátaknál alkalmazott altalaj vizsgálati módszer időszakos értékelése. Vízügyi Alap megbízására készített tanulmány. Imre, E. Rózsa, P. Lörincz J. (2008): Characterization of some sand mixtures. Proc. of the 12th Int. Con. of Int. Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics (IACMAG) 1-6 October, 2008 Goa, India, pp: 2064-2075. A kézirat beérkezett: 2009. október 16. PhD, főigazgató, Gradex, Budapest. PhD, oki. építőmérnök, okl. geotechnikai szakmérnök, BME Geotechnikai Tanszék egy docens