Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 2. szám
32 Hidrológiai Közlöny 2020. 100. évf. 2. sz. vízszintes földrengési együtthatót, mely segítségével a vízszintes erőt kapjuk, ezen értéket 0,05 és 0,15 között határozták meg az Egyesült Államokban még olyan földrengés veszélyes helyeken is, mint Kalifornia. Japánban sem voltak ezek az együtthatók magasabbak, mint 0,2. A mérnökök meg voltak győződve arról, hogy ezek az értékek elégségesek a rézsűállékonyság biztosításához annak ellenére, hogy nagyminta kísérletek hiányában kerültek megállapításra. Mérési adatok sem álltak rendelkezésre jelentősebb tönkremenetelekről (back analysis), mivel nem voltak események, így dokumentálásra sem kerültek (Seed 1979). Már Terzaghi (1950) is elismerte a pszeudo-statikus méretezési módszer hiányosságait, a pórusvíznyomás változást egyáltalán nem lehet figyelembe venni. Seed az 1979-es Rankine előadásában (Rankine Lecture) ezt több esettanulmánnyal alá is támasztotta, melyek közül a San Fernando gát vizsgálatát érdemes kiemelni. A Felső és Alsó San Fernando gátak remek lehetőséget nyújtottak a pszeudo-statikus közelítés alkalmazhatóságának vizsgálatára, mivel tönkremenetel közeli állapotba kerültek, azaz a biztonsági tényezők 1,0 körül alakultak. Korábban is voltak arra utaló jelek, hogy a pszeudo-statikus módszerrel nem minden esetben jelezhető előre a rézsű tönkremenetel. A módszerrel elvégzett stabilitás vizsgálatokat a 4. és 5. ábrákon mutatjuk be Seed és társainak munkája (1975) alapján. Az alsó San Fernando gát számított biztonsági tényezője 1,3 volt 0,15-ös szeizmikus együttható esetén, ennek ellenére a felvízi oldal teljesen tönkrement. A Felső San Fernando gát keresztmetszete az 5. ábra látható, a pszeudostatikus módszerrel vizsgált kritikus csúszólappal együtt. A kvázi-statikus körcsúszólap vizsgálat eredménye csak abban az esetben elfogadható, ha a gát és az altalaj ellenállását alapjaiban nem befolyásolják az időszakos ciklikus igénybevételek és pórusvíznyomás növekedést nem okoznak. Az Eurocode, abban az esetben, ha a talaj telített és kohézió mentes a talaj megfolyósodásával szemben kettes biztonsági tényezőt követel meg. Az ICOLD, Bulletin 52 (1986) a pszeudo-statikus vizsgálatot csak agyagok, illetve tömör homokok és kavicsok (80% fölötti relatív sűrűség) esetén ajánlja. A tömör telítetlen homokok esetén csak kicsi pórusvíznyomás növekedés figyelhető meg. Ezzel szemben, az alacsony relatív sűrűségű, természetesen vagy hidraulikus úton terített homokokban, magas pórusvíznyomás alakulhat ki. A tönkremenetel azon gátak esetén jelentkezett, ahol a pórusvíznyomás jelentősen megemelkedett. A szeizmikus együttható (kh) értéke 0,15a számított biztonsági tényezők erre a keresztmetszetre 2,0 és 2,5 között adódtak, ennek ellenére a töltés felső része 1,5-2,0 m-rel megcsúszott. Mindkét gát esetén a mozgások meghaladták az elfogadható értékeket, annak ellenére, hogy a kvázi-statikus számítási módszer szerint bőséges biztonsági tartalékkal rendelkeztek a földrengés hatásával szemben. A felsorolt esteket az 1. táblázat foglalja össze. 4. ábra. Az alsó San Fernando gát pszeudo-statikus stabilitás vizsgálata Figure 4. Pseudo-static analysis of embankment stability, Lower San Fernando Dam 5. ábra. A felső San Fernando gát pszeudo-statikus stabilitás vizsgálata Figure 5. Pseudo-static analysis of embankment stability, Upper San Fernando Dam Newmark-módszer A pszeudo-statikus vizsgálat, mint minden egyensúlyi határállapoton alapuló vizsgálat nem ad információt az elmozdulásokról. Egy esetleges földrengés hatására bekövetkező deformációk ismerete nagyon fontos rézsűk esetén, hiszen ez ad tájékoztatást a használhatóságról. A földrengés gerjesztette gyorsulás időben változó így a valóságban a pszeudo-statikus módszerrel számított biztonsági tényező értéke sem állandó. Az Eurocode esetén a maximális talajgyorsulás függvénye az így számított biztonsági tényező. Amennyiben a tehetetlenségi erők az elcsúszni akaró tömegen olyan nagyok lesznek, hogy ezen (statikus, illetve dinamikus) erők meghaladják az ellenálló erőket, tehát a biztonsági tényező 1,0 alá csökken, a rézsű elmozdul, Newmark (1965) az ilyen helyzetben lévő földtömegeket vizsgálta. 1. táblázat. Gátak pszeudo-statikus vizsgálata és tönkremenetelük földrengés hatására Table 1. Pseudo-static analysis of dams with slope failures during earthquakes Gát Szeizmikus együttható (kh) Számított biztonsági tényező Földrengés hatása Sheffield gát 0,10 1,2 Teljes tönkremenetel Alsó San Fernando gát 0,15 1.3 Felvízi rézsű tönkremenetele Felső San Fernando gát 0,15 =2,0-2,5 Az alvízi oldal töltés teste 2 m-t süllyedt Zagy gát (Japán) 0,2 =1,3 Gátszakadás, zagy ömlés
