Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)

2020 / 2. szám

28 Hidrológiai Közlöny 2020. 100. évf. 2. sz. Völgyzárógátak földrengésbiztos tervezésének fejlődése Dr. Nagy László*, Illés Zsombor* *Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Építőmérnöki Kar, Geotechnika és Mérnökgeológiai Tanszék (E-mail: nagy.laszlo@epito.bme.hu, zsombor.illes@epito.bme.hu) Kivonat Szerencsére nagyon ritka, de nem elképzelhetetlen, hogy völgyzárógátak földrengés következtében tönkremenjenek. A rézsűk föld­rengéssel szembeni ellenállásának a meghatározására több módszert is kidolgoztak a mérnökök. Ezek közül kerül bemutatásra a ko­ordináta-transzformáció, a pszeudo-statikus eljárás, a Newmark-módszer alkalmazása és egyéb numerikus módszerek. A számítási eljárások sokat finomodtak, egyre több részletet vesznek figyelembe, ezáltal megbízhatóságuk sokat javult, és a szabványokba is beépültek. A gátak földrengés biztos tervezése a kivitelezési kérdéseken át a szerkezeti kialakításon keresztül, a komplex méretezési kérdéseket is magába foglalja. Kulcsszavak Nagygátak, koordináta-transzformáció, pszeudo-statikus vizsgálat, Newmark-módszer. Evolution of the earthquake resistant design of embankment dams Abstract It is very rare, but not inconceivable that embankment dams would fail due to earthquake. For the earthquake-resistant design of slopes a few different design methods are developed by engineers. From these methods the infinite slope’s limit equilibrium the pseudo-static and the Newmark sliding block analysis as well as other numerical procedures are presented. The calculation methods attenuated, more and more phenomena are taken into account, hereby the reliability of these methods improved a lot by overcoming initial short­comings. Some of these methods are implemented in design codes. Safe earthquake design of dams includes a lot of components, through construction and structural design issues, including complex dimensioning problems. Keywords Dams, infinite slope’s limit equilibrium, pseudo-static analysis, Newmark-method BEVEZETÉS A gátak földrengés állóságáról egyre többet tudunk. Ha csak az utóbbi harminc év fejlődését nézzük az ICOLD szerinti tartósan vizet tartó nagygátak esetében az ICOLD 52 Bulletinje 1986 óta, megállapítható, hogy a földrengés­nek ellenálló gátak építése korszakalkotó fejlődésen ment keresztül. Kétségtelen, hogy a gátak, különösen a nagygá­tak tervezésénél nem csak a tervezési földrengés nagysága, a várható gyorsulások meghatározása, az altalaj és a gát válasza adja a legnagyobb tervezési kihívást jelenleg. Ke­vés ismeretünk van a gátak földrengés állékonyságával kapcsolatban, mert szerencsére kevés gát ment tönkre föld­rengés hatására. így még a „back analysis” kínálta lehető­ség is kevésbé alkalmazható, nem tudjuk, mekkora teher­bírási tartalékkal rendelkeznek a nagygátak. Fontos kü­lönbséget tenni a károsodott és a tönkrement (vagy átsza­kadt) gátak között. A károsodott gátaknál a gát egy vagy több eleme tönkre is mehetett, de átszakadása, a tározó le­­ürülése és az alvízi oldal elöntése nem következett be. Ilyen gátak voltak például az alsó San Fernando gát, a Sheffield (Santa Barbara) gát, a Zipingpu gát stb. Földrengés hatására bekövetkezett gátszakadás a kéz­irat leadásáig az utóbbi néhány évtizedben csak a Fujinuma gát szakadása a nagy Tohuku földrengés követ­keztében 2011. március 11.-én volt (Ono és társai, 2011). Azonban ezen gátszakadás irányította rá a nemzetközi fi­gyelmet arra, hogy az i.sz. 701-ben épült többször magasí­tott, erősített Japán Mannou-tó gátja az 1854. évi Ansei Nankai (M8,4) földrengés hatására átszakadt. Bár az ese­mény feljegyzésén kívül nem sok információ maradt fenn, erősen szeizmikus területen ez ismert jelenség. A gátat újjá építették, hiszen a rizsföldek öntözéséhez vízre volt szük­ség (Ono és társai 2011). A zagygátaknál jelentős számban jelentkezett a föld­rengés, mint kiváltó ok, a különböző tönkremeneteli me­chanizmusokon keresztül. Az a sajátos helyzet alakult ki, hogy annak ellenére, hogy a zagygátaknál alkalmazott elő­írások kialakításánál, azok tervezésével kapcsolatos isme­retekhez mindig a nagygátaknál szerzett tudást alkalmaz­ták. A földrengés szempontjából való tervezéshez viszont a zagygátak tönkremenetelei jelentenek szélesebb körű is­meretet, ugyanis legalább 11 zagygát ment tönkre földren­gés hatására a múltban. Ezek közül legalább hat a 1965. március 28-i chilei földrengéskor (Nagy 2012). A Japán­hoz tartozó Izu-Oshima szigetének közelében 1978. január 14-én bekövetkezett 6,8-as magnitúdójú földrengés meg­rongálta egy zagytározó gátját (Shimazaki és Somerville 1979). A gát tönkremenetele következtében 76 000 m3 nát­­rium-cianidot tartalmazó zagy szabadult el, komoly termé­szeti katasztrófát okozva. A tározó gátját korábban meg­vizsgálták pszeudo-statikus módszerrel 0,2-es szeizmikus együttható mellett 1,3-as biztonsági tényezőt kaptak a mér­nökök, ez mégsem bizonyult elégségesnek a mért 0,3g-s talaj gyorsulás esetén. Az esetet az 1. táblázatban is fel­tüntettük. GÁTAK FÖLDRENGÉSBIZTOS TERVEZÉSEKOR FIGYELEMBE VEENDŐ TÉNYEZŐK Az ICOLD (Bulletin 52 1986) az alábbiak szerint csopor­tosítja a lehetséges a földrengések hatására bekövetkező tönkremeneteli mechanizmusokat:

Next

/
Oldalképek
Tartalom