Vízügyi Közlemények, 1971 (53. évfolyam)
1. füzet - Kovács György: A szivárgó vízmozgás hatása a szemcsés rétegek állékonyságára
14 Kovács György ellenálláson kívül a szemcsék közötti és a szemcsefelületeken átadódó normális erőkkel arányos szemcsesúrlódást is. A teherhordó szemcsék elmozdulása a réteg roskadását okozza. A halmaz szuffózióra való hajlamosságának a szemeloszlási görbe alakjától függő vizsgálata során azt kell tehát meghatároznunk, hogy vajon a térfogatot egyenletesen betöltő, egymással érintkező durvaszemű váz hézagain át a finomabb szemcsék kimosódhatnak vagy sem. Ennek érdekében először a 11. és 13. egyenlet összevetésével meg kell határoznunk azt a szemátmérőt (D 0) — illetőleg az ehhez tartozó S 0 súlyszázalékot — amely olyan módon osztja ketté a halmazt, hogy a durvább szemcsék még összefüggő, egymáson támaszkodó vázat tudnak alkotni. Ezek után akár Lubocskov, akár Kézdi gondolatmenetét követve, ellenőrizhetjük a szemeloszlási görbe alakjától függő stabilitást, azonban csak az említett határértéknél kisebb szemcsék tartományában, kielégítve tehát a D n<D 0 (14) feltételt. A 4. egyenlethez hasonlóan is felírhatjuk az önszűrő halmazok kritériumát olyan módon, hogy az biztosítsa a finom szemcsék stabilitását a durva szemű vázakhoz viszonyítva. A D n átmérővel kettéosztva az eredeti halmazt, felírhatjuk a vázrészek hatékony átmérőjét és ebből a váz várható hézagátmérőjét. A stabilitás feltétele az, hogy a finom szemű frakció teljes tömegében ne sodródhasson ki a rétegből. Túlzott lenne az a követelmény, hogy a legkisebb szem is kisebb legyen a váz hézagméreténél, hiszen, ha a kitöltő anyag mozog, annak nagyobb szemcséi fennakadnak a járatokban, szűkítik a hézagméretet és visszatartják a finom részeket is, amelyek magukban még továbbmozoghattak volna. A védőszűrőkkel foglalkozó irodalomban általános az a vélemény, hogy ha a támasztott réteg eloszlási görbéjének 85%-hoz tartozó átmérője kisebb a szűrő pórusméreténél, ezek és a nagyobb szemcsék megakadva, esetleg a valamivel kisebb méretűek átboltozódva, képesek visszatartani a teljes finomszemű anyagot (Cedergrert, 1968). A biztonság érdekében a szemcsék közötti járatokat helyettesítő csőrendszernek nem a legkisebb, hanem a közepes átmérőjét tekintve mértékadónak és a számszerű összehasonlítás érdekében példaként n = 0,3 és a = 10 átlagos értékeket helyettesítve a stabilitás feltétele a következő 4 0 " DKn«— y—— = 0,17; ^<6,000,855,, a 1 — n (15) A szemeloszlási görbék elemzése alapján a 1,5 arány közelítésként feltételezhető. Ezt helyettesítésként figyelembe véve a 15. egyenletben, láthatjuk, hogy az nemcsak alakilag, hanem számszerűen is egyezik a Kézdi-ié\e kettős feltétel egyikével. Reális is viszont a 10. egyenlőtlenségből csak a felső határolás figyelembevétele, hiszen — amint a szűrők vizsgálata során látni fogjuk — a kettős szűrőszabály szerint a szűrő átmérőjét felülről korlátoznunk kell, hogy az a védett talajt megfelelően támassza (geometriai feltétel), az alsó korlátozás pedig azt a
