György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)

II. Vízépítési szerkezetek

VÍZÜGYI LÉTESÍTMÉNYEK KÉZIKÖNYVE

11-105

akkor a gát mentett oldalának lábvonalában alakul ki a legnagyobb, mértékadónak nevezhető gradiens.

' k

k

(102)

A hidraulikus talajtöréssel szembeni biztonságot

lkrlt a

vhidr =

(103)

hányados fejezi ki, ahol ikrita az a fedőréteg kritikus gradiense, amely a réteg telített víz alatti térfogatsúlyával egyenlő:

*"krlt a = Tta = Tta ~ Tv

A talajmechanikából ismert definíciók szerint, függőleges felfelé irányuló vízáramlás és vízszintes kilépési felület esetében a kritikus gradiens értéke a réteg tömörségének függvénye; elméletileg az egységnél kisebb vagy nagyobb is lehet. Megjegyzendő, hogy általános esetben a kritikus gradiens értéke a kilépési felület helyzetétől, a szivárgás irányától és a gradienssel terhelt réteg nyírószilárdsági paramétereitől is függ. Az MSZ 15221—69 fkrit = 0,5—1,0 és vhidr = 3—5 értékek használatát írja elő, tekintet nélkül az előbbi megjegyzésben említett körülményre.

Ha az előírt biztonság nem áll fenn, akkor azt ^ a következő módszerekkel lehet növelni:

a) a szivárgási út nyújtása a vízoldal irányában a (33), (37) képletek szerint;

b) a vízvezető réteg megcsapolása a gát mentett oldalán;

c) a vízvezető réteg teljes vagy részleges lezárása (38), (40) képletek szerint;

d) a mentett oldali fedőréteg megvastagítása, leterhelése.

Ez utóbbi esetben (d), ha a fedőrétegre, vele azonos minőségű réteget terítünk l'A vastagságban, akkor csak a kilépési grádiens csökkenése révén fokoztuk a biztonságot:

íh_

k + K

Ha

(104)

Ha a terített anyag jó vízvezető és egyben a fedőréteg szűrőzésére is alkalmas, akkor a fedőrétegben magában vhidr =1, a terhelő szűrőrétegben pedig i>hi(lr = 2 biztonságot kell kielégíteni az MSZ 15221—69 szerint. A terhelőréteg szélességét úgy kell megszabni, hogy a mentett rézsűlábtól mért tetszőleges x távolságban az előírt biztonság kielégített legyen.

Az a kérdés, hogy az adott esetben az a)—d) módszerek közül melyik a legcélszerűbb, a helyi adottságok (pl. rétegviszonyok, a rendelkezésre álló terület és építési anyag stb.), és a gát alatt átszivárgó vízmennyiség jelentőségétől függ. Ha az átszivárgó vízmennyiség tűrhető, akkor rendszerint az a), b), esetleg a d) megoldás a gazdaságos. Ha az átszivárgó vízmennyiséget nagymértékben korlátozni kell, akkor a c), esetleg az a) módszer alkalmazható. Megjegyzendő, hogy a legtöbb esetben nem egy-egy módszer kizárólagos, hanem a különböző lehetőségek közül többnek együttes alkalmazása adja az optimumot. Ha a biztonsági követelmények kielégítése mélyreható beavatkozást igényel, akkor minden esetben célszerű egymást kiegészítő, különböző módszereket együttesen alkalmazni (pl. a vízvezető réteg függőleges lezárása mellett a mentett oldalon megcsapolásról is gondoskodni).

b) A gát állékonysága a nyírási igénybevételekkel szemben. Az előző pont szerint elvégzett vizsgálatok végeredményeként adódik a gátnak az a talpszélessége, és a gát alatti szivárgásnak az a nyomásvonala, amely kielégíti az alapréteg hidraulikai állékonyságának feltételeit.

A továbbiakban meg kell vizsgálni, hogy az előbbiekből adódó talpszélességgel kialakítható gáttestben, ill. a gát alatti rétegekben várható nyíró-igénybevételek és az ezekkel szemben működő nyíróellenállások hogy aránylanak egymáshoz. Ez az arány jellemzi az ún. statikai állékonyságot.

Az állékonyság biztonságát kifejező hányados:

nyíróellenállás

V =---------------r--n

yiró-igenybevetel

Ha a talajfizikai jellemzőket csak becslés útján, táblázatok alapján határozták meg, akkor v=2. Ha a gát romlása különleges veszélyt okozhat, akkor az MI 15107/4. sz. előbbieket meghaladó biztonsági tényező kielégítését írja elő.

Egyes vizsgálati módszerek megbízhatóságától függően, az irodalom az előbbi általános előírásoktól eltérő biztonsági tényezők betartását javasolja, ezeket esetenként feltüntetjük.

A gátak állékonyságának vizsgálatakor a következőket kell figyelembe venni:

— a geometriai alapadatokat (felvízszint, koronaszint, koronaszélesség stb. V. és VI. fejezetek);

— az alaprétegek és a gát építőanyagainak rétegjellemzőit és fizikai tulajdonságait (réteghatárok helyzete, szivárgási tényező stb.). A telített állapothoz tartozó értékeket kell figyelem265