György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
II. Vízépítési szerkezetek
11-118 VÍZÉPÍTÉSI SZERKEZETEK a gazdaságos építés érdekében szükséges is lehet. A következőkben ezeket az irányelveknek tekintendő, a homogén gátak és a szerkezetes gátak egyes elemeire vonatkozó szabályokat ismertetjük. A gátépítő anyagok minősége A 11-86. ábrán ismertetett összefüggésekből nyilvánvaló, hogy az építőanyaggal szemben érvényesítendő minőségi feltételek akkor elégíthetők ki a legnehezebben, ha homogén gátszerkezet építésére törekszünk, ha mind az állékonyság, mind a vízzárás kettős — ellentétes tendenciájú — követelményét ugyanannak az anyagnak kell kielégítenie. A szerkezetes gátak vízzáró, ill. támasztótesteinek építésére alkalmas anyagok megválasztása egyszerűbb feladat, mert — funkciójuknak megfelelően — csak egy-egy követelményt kell kielégíteniük. a) Homogén gátak. Homogén gát építésére akkor alkalmas a rendelkezésre álló építőanyag, ha vízzárósága és szilárdsága kielégítő; kettős feladatának ellátására képes. Vizzáróság szempontjából megfelelőek az összes kötött talajok és a számottevő mennyiségben finom frakciókat is tartalmazó szemcsés anyagok, ha szemeloszlási görbéjük folyamatos. Az USBR [46] általában vízzárónak tekinti azokat a talajokat, amelyeknek szemeloszlási görbéje a 11-89. ábrán látható görbe fölött helyezkedik el. Az ábra feltünteti Mislivec határgörbéjét is, amelynél finomabb összetételű talajok esetében: &^10-9 m/s szivárgási tényezőre lehet számítani. A szemcsés 11-89. ábra. Vízzáró testbe beépíthető anyagok határgörbéje a TJSBít előírás; b Mislivec szerint; 1 megfelelő; 2 nem megfelelő talajok vízzárósági kritériumaként a különböző szerzők 5—10% agyagtartalmat (d< 0,002 mm) írnak elő, a megengedett legnagyobb szemcsemére- tct dmax = 20—80 mm között jelölik meg. A durva szemcséket is tartalmazó anyagok vízzáróságára csak akkor lehet számítani, ha a gátba beépített állapotban a különböző méretű szemcsék egyenletes homogén halmazt képeznek. Szilárdság szempontjából azok a talajok kritikusak, amelyeknek nyírószilárdsága telítődés vagy semleges feszültségek folytán igen csekély értékre csökkenhet. Ilyenek azok az igen finom, közel egyenlő méretű, gömbölyű szemcsékből álló homok-, homokliszt talajok, amelyeknek kohéziójával telített állapotban nem lehet számolni és súrlódási tényezőjük is az egyenletes szemösszetétel (meredek szemeloszlási görbe) miatt csekély. Ezek a talajtípusok — minthogy nyíróellenállásuk kizárólag súrlódásból ered — igen érzékenyek az akár csak rövid ideig ható semleges feszültségre, áramlási nyomásra, különösen akkor, ha a kritikus tömörség állapotában vannak. (A kritikus tömörség fogalmát, meghatározási módját részletesen tárgyalja Kezdi [21].) Ezekből a talajokból — ha vízzáró képességük kielégítő — megfelelő gátméretek, lapos rézsűk alkalmazásával esetenként még gazdaságosan lehet homogén gátat építeni. Állékonyság szempontjából veszélyesek azok az igen nagy plaszticitású agyagtalajok is, amelyek nagymértékű duzzadási hajlammal rendelkeznek. Duzzadásuk nemcsak a szilárdságot csökkentő víztartalmuk tűrhetetlen mértékű emelkedését okozhatja, hanem a gát felszínén olyan alakváltozásokat, repedéseket idézhet elő, amelyek a gát súlyos romlására vezethetnek. A homogén gátakba beépíthető anyagok minőségi kritériumait Terzaghi—Peck a 11-90. ábra grafikonjával adta meg, megjegyezve, hogy az azon látható határok nem tekinthetők véglegesnek, hanem csak olyan szabálynak, amelynek keretei részletes egyedi vizsgálatok, tapasztalatok alapján bővíthetők. A XIX. század közepe óta fokozatosan kiépített árvízvédelmi gátjainknak tetemes hányada — elsősorban a Tisza mentén — nem felel meg Terzaghi kritériumának. b) Összetett szerkezetű gátak. Összetett szerkezetű gátak vízzáró teste bármilyen vízzáró talajból megépíthető, feltéve, hogy szivárgási tényezője (km) kisebb, mint a támasztótesteké (kt). A homlokszigetelés formájában épülő vízzáró test (1. 11-87« ábra) anyaga kettős feladatú, mind vízzárást, mind állékonyságot kell biztosítania, ezért építésére azok a talajtípusok alkalmasak, amelyekből homogén gát is építhető volna. Ezt 278
