197410. lajstromszámú szabadalom • Alagút
fi 107 un 7 A 10 rugalmas betétek - más szóval engedékeny csuklóbetétek - beépítésének két szempontból van jelentősége: egyrészt segítenek megindítani a 3 ágyazat maradó alakváltozását; másrészt a 2 alagútfalazatra ható teljes terhelés esetén, amikor tehát már lejátszódtak a 2 alagútfalazatban és a 4 kőzetben a mozgások, és a 3 ágyazat végleges maradó deformációja bekövetkezett, kizárják a szomszédos 6, 11 falazati elemek között az élfeszültségek jeletkezésének a veszélyét. A találmány szerinti alagút viselkedését, a hátűrkitöltő 3 ágyazat hatását a továbbiakban a már említett, az ágyazat 4. ábrán látható jelleggörbéje, valamint egy konkrét példa alapján ismertetjük részletesebben. A 4. ábra szerinti jelleggörbe olyan konkrét esettel kapcsolatos, amikor az 1 alagút mintegy 400 m mélységben, oligocén kemény agyagban húzódik, amelynek .£ belső súrlódási szöge -30°, c kohéziója 3 mPa, /a rugalmassági jellemzője 0,12, az Eo értéke pedig 800 mPa. Az 1 alagút Db belső átmérője 5,1 m Dk külső átmérője pedig -5,4 m, vagyis a 3 ágyazat v vastagsága mintegy 20 cm, és ekkora a 6 falazat-elemek vastagsága is. A polisztirolgyöngy-adalékanyagos cementhabarcs által alkotott 3 ágyazat összetétele az adott esetben úgy van megválasztva, hogy 30%-os térfogatcsökkenésnél következzék be rugalmas tönkremenetele, mert ez elegendő a szükséges kőzetmozgások lejátszódásához. A 3 ágyazat egyirányú nyomószilárdsága íny == 600 kPs, a maximális deviátor feszültség (Í1-Í2) 600 kPa. A 4. ábra szerinti koordinátarendszer függőleges tengelye a feszültség ( í)-értékeket tartalmazza kPa (kilopascal)-ban, míg a vízszintes tengelyen az összenyomódási modulus (f)%-os értékei szerepelnek. A görbe jól érzékelteti, hogy az £ 30%-os értékéig a í feszültségek a 3 ágyazatban csak viszonylag csekély értékéig növekednek. Ez azt jelenti, hogy a ík kritikus (előre meghatározott) feszültség elérésekor a 3 ágyazat v rétegvastagsága csökkenni kezd és amíg e csökkenés a teljes rétegvastagság mintegy 30%-át el nem éri, a í feszültség csak viszonylag kis mértékben növekszik (1. a görbe a szakaszát). A további, a 30%-ot meghaladó £ összenyomódási modulus-csökkenéssel viszont a feszültség erőteljesen emelkedni kezd, amint azt a görbe b szakasza érzékelteti. A 30%-os térfogatcsökkenés mintegy 2-3 hónap alatt megy végbe, ezalatt a 2 alagútfalazatra jutó terhelés gyakorlatilag nem növekszik, viszont a 4 kőzetben a szükséges feszültségi és alakváltozási tenzortér változása lejátszódik, más szóval a nyugalmi nyomás feszültségállapotából kialakul az a 2 alagútfalazat által meghatározott felszültségi és alakváltozási mező, amit a falazat el tud viselni. A 2 alagútfalazatra, illetve a 3 ágyazatra a talajmozgásokból átadódó, és a rugalmas tönkremenetelt okozó feszültség értéke 500 kPa. Amint erre már utaltunk, e feszültségérték bekövetkeztét követő két-három hónapon belül (a mindenkori geológiai adottságoktól függően) a 3 ágyazat véglegesen, folyamatosan összenyomódik, amikor is a n rugalmassági mutató nulla lesz. Az 5. ábrán a 3. ábra szerinti - az ott megadott méretekkel rendelkező - 10 rugalmas betét - engedékeny csuklóbetét - összenyomódási jelleggörbéje látható. A 10 rugalmas betét anyaga 75 share keménységű gumi, az E« értéke 130 000 kPa. Az 5. ábra szerinti koordinátarendszer vízszintes tengelyén az összenyomódás mm-ben, a függőleges tengelyén pedig a deformációt okozó normálerő kN/m-ben szerepel. Amint az 5. ábrán jól látható, a 10 rugalmas betét igen jól összenyomható, mintegy 500 kN/m normálerő-értélinél kb. 16 nun-es összenyomódás következő be, vagyis az ilyen rugalmas csuklóbetétekkel kialakitotL kapcsolatok jelentős mértékben hozzájárulnak az alagútfalazat engedékenységéhez, a .beállásáig' szükséges mozgásainak lejátszódásához. A találmány szerinti alagút falazata tehát beton vagy vasbeton, esetleg öntöttvas eleinek bői álló, az öt körülvevő kőzettel a szükséges helyeken és mértékben együttdolgozóvá tett, normálerőre a szükséges mértékben engedékeny, nagy hajlékonyságú, az üregnyitás és a falazatbeépítés folyamatában, valamint azt követően kialakuló alakváltozási és feszültségi tenzortérre méretezett teherhordó szerkezet, amely elsősorban alagút-, vágat- vagy műtárgybiztosításra alkalmas. A környező kőzettel való együttdolgozást a 3 ágyazat biztosítja, az együttdolgozás azonban topább fokozható a kőzetbe nyúló talajszegezéssel, a plasztikus kőzetzóna szükséges mértékű (kiterjedésű és szilárdságú injektálásával). Az alagútfalazat normáleróirányú engedékenységét - annak szükséges mértékétől függően - alapvetően a fentiekben leirt hátűrkitöltő polisztirolgyöngy-adalékos injektált cementhabarcs 3 ágyazattal biztosítjuk, amely - amint ezt korábban már részletesen kifejtettük - egy jól meghatározható nyomásértéket meghaladó terhelés esetén a vastagságának mintegy 30%-át kitevő mértékben összenyomódik, anélkül, hogy a falazatra áthárított nyomás egy előre meghatározott érték fölé emelkednék. A 6 falazati elemek egy-egy gyűrűn belüli csatlakozási végtagjai közé beéíútett, erő átvitelére nagymértékű összenyomódással alkalmas, gumi- vagy műanyag-anyagú 10 rugalmas betétek fokozzák a normálerő-irányú engedékenységet, ezek alkalmazására azonban nem mindig van feltétlenül szükség. Az alagútfalazat erőtani működéséhez szükséges hajlékonyságot a falazati elemek egy-egy gyűrűn belüli darabszámának a megválasztásával és az elemek között kialakítóit csuklós kapcsolatokkal, valamint - szükség esetén - a£ összenyomható 10 rugalmas 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
