163985. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék talajok rétegződésének és a talajrétegek minőségének a meghatározására

3 163985 4 A geofizikai módszer keretében geoelektromos, szeizmikus vagy dinamikus vizsgálati eljárással határozzák meg a talajrétegeződést. Ennek során a talajrétegek egyes fizikai tulajdonságait - például elektromos ellenállását vagy a rezgések terjedési sebességét — mérik, és a fizikai tulajdonságok változásából határozzák meg a talajrétegeződést. E módszer előnye, hogy a mérések a talaj felszínén, a talaj közvetlen feltárása nélkül végezhetők, és nagy területek talajrétegeződésének tájékoztató vizsgálata a közvetett módszereknél lényegesen gyorsabban hajtható végre. Hátrányos azonban, hogy a megkívánt pontosságot ezzel a módszerrel nem lehet elérni, a talajrétegek minősége csak tájékoztató jelleggel állapítható meg, így a módszer alkalmazási területe korlátozott, például építmények tervezésénél nem használható. A mechanikus szondázás során ütőmunkával, statikus terheléssel vagy ez utóbbit forgatással kombinálva kúpos acélcsúcsot vagy kúpos és spirálos acélszondát süllyesztenek a talajba, és annak behatolási vagy kihúzási ellenállását mérve határozzák meg a talajrétegeződést és a rétegek minőségét. A szondázási művelet végrehajtható szondafúrókkal, öblítőszondákkal, statikus terhelésű szondákkal vagy dinamikus terhelésű szondákkal. Valamennyi szondás vizsgálati eljárás közös jellemzője, hogy a szondatest behatolási ellenállásásának folyamatos vagy szakaszos mérésével a harántolt talajrétegekre jellemző értékekhez jutnak. A behatolási ellenállás kohéziós talajoknál a rétegek konzisztencia-állapotáról, kohézió nélküli szemcsés talajrétegek esetében a rétegek tömörségéről ad tájékoztatást. E módszer hátránya, hogy a behatolási ellenállás értéke önmagában csak akkor használható fel a talajrétegeződés és a rétegminőség meghatározására, ha egyéb vizsgálatokkal már megállapították, hogy kötött vagy szemcsés talajrétegben haladt a szonda. Azonos behatolási ellenállás-értéket nyernek ugyanis például homok-és agyagrétegben egyaránt, ha a homokréteg tömörsége és az agyagréteg konzisztencia-állapota a szondabehatolással szemben azonos értékű. Ezért a szondázásos módszert csak fúrásos feltárással párhuzamosan alkalmazzák, és a fúrólyukból vett talajminták laboratóriumi vizsgálatával határozzák meg a talajrétegeződést és a rétegek minőségét. A fúrással párhuzamosan végrehajtott szondás vizsgálat behatolási ellenállás-értékei is ismert talajra vonatkoztathatók, és a költségesebb fúrási munkák egy része elhagyható. A szondás vizsgálat tehát csak fúráspótló módszer, és nem helyettesítheti a fúrásos talajfeltárást Ennek ellenére a szondás vizsgálat a fúrásos eljárással szembeni előnyei miatt - a behatolási ellenállás-értékek természetes talajra vonatkoznak; elmarad a költséges fúrási munka és talajmintavétel; a módszer lényegesen olcsóbb és gyorsabb a közvetlen módszereknél — sok területen igen elterjedt, és szabványosított szondaberendezések eredményeinek szabványosított feldolgozása az egyik legfontosabb vizsgálati módszerré fejlődött. A találmány feladata, hogy a jelenleg ismert vizsgálati eljárások hátrányainak kiküszöbölésével olyan szondás vizsgálati módszert szolgáltasson, amelynek segítségével a fúrásos feltárás párhuza-5 mosan történő alkalmazása nélkül pontosan meghatározható a talajrétegződés és a rétegek minősége. A találmány értelmében ezt a feladatot olyan eljárás segítségével oldjuk meg, amelynek lényege, 10 hogy a vizsgálandó talajrétegeken nyomással és/vagy forgatással szondát vezetünk keresztül, mérjük a szonda behatolása és/vagy kihúzása következtében elmozduló talajszemcsék által a szondában keltett rezgéseket, és a rezgésszámok-15 ból meghatározzuk a talaj rétegeződését és/vagy a talajrétegek minőségét. Előnyös lehet, ha a szondában keltett rezgések mérésével egyidejűleg mérjük a szonda behatolási és/vagy kihúzási ellenállását és az ellenállás és 20 rezgésszám által alkotott értékpárokból határozzuk meg a talaj rétegeződését és/vagy a talajrétegek minőségét. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy 25 a szondafej a talajban haladása közben az előtte levő talajszemcséket elmozdulásra kényszeríti, mimellett a talajszemcsék részben a szondafej felületén, részben egymáson mozdulnak el. Az elmozdulások a szondafejben a mindenkori talaj-3Q fajtára jellemző rezgésszámú rezgéseket keltenek, amely rezgésszám függ a talajszemcsék méretétől, minőségétől és a talaj természetes állapotától, vagyis a szemcsék illeszkedésétől, a szemcsehalmaz víztartalmától. Ezek a tényezők tehát alapvetően 35 meghatározzák az elmozduló szemcsék által keltett rezgésszámot és rezgésformát is, így ez utóbbiakból teljes biztonsággal meghatározható a talajrétegek minősége. Az eljárás foganatosítására szolgáló találmány 40 szerinti készüléknek a talajba vezethető szondája van, és lényege, hogy a jelfogószerkezet elektromos vezeték útján erősítőszerkezet közbeiktatásával van a regisztrálószerkezettel összekötve. A találmányhoz számos olyan előnyös, újszerű 45 többlethatás fűződik, amilyenekkel a jelenleg ismert hasonló célú megoldások nem rendelkeznek. A találmány segítségével a talajrétegek termé-50 szetes állapotukban vizsgálhatók, anélkül, hogy ehhez járulékos és költséges kiegészítő vizsgálatra - például fúrásra - lenne szükség. A folyamatosan vagy szakaszosan a talajban haladó, a behatolási ellenállást mérő szonda hatására elmoz-55 dúló talajszemcsék által a szondafejben előidézett rezgések mérése egyidőben történhet a behatolási ellenállás mérésével, és az így nyert értékpárok egymást kiegészítve egyidőben határozzák meg a talaj rétegződését a talajrétegek minőségét és azok 50 mechanikai hatásokkal szembeni viselkedését. Az eljárás kis helyszükségletű berendezések alkalmazását teszi lehetővé, ezért olyan körülmények között is alkalmazhatók: meglevő építmények közötti korlátozott nagyságú terüle-65 tek, árvédelmi töltések, forgalom alatt álló közúti 2