tartÓszerkezet-rekonstrukciÓs szakmÉrnÖki kÉpzÉs, … · msz en iso 17892-4:2017...
TRANSCRIPT
-
TARTÓSZERKEZET-REKONSTRUKCIÓS SZAKMÉRNÖKI KÉPZÉS, 2020 TAVASZ
SÍKALAPOZÁSOK1. ELŐADÁS, 2020. 02. 27.
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
ELŐADÓK
BME - ÉMK Geotechnika és Mérnökgeológia Tanszék
▪ Dr. Kádár István
▪ adjunktus
▪ K. épület/ mf. 20.
▪ Lődör Kristóf
▪ doktorandusz
▪ K. épület/ mf. 20.
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
MENETREND, TEMATIKA
Dátum Témakör Témák Oktató
2020. 02. 27. Talajok osztályozása, azonosítása
- Talajmodell,- Szemcsés talajok, kötött talajok- Vízmozgás- Nyírószilárdság- Talajok összenyomódása
Dr. Kádár István
2020. 03. 19. Talajfeltárási módok, Talajvizsgálati jelentés
- Fúrások,- Szondázások,- Geofizikai módszerek,- Geotechnikai dokumentumok
Lődör Kristóf
2020. 04. 23. Síkalapok - Síkalapok fajtái,- Síkalapok tervezési kérdései
Dr. Kádár István
2020. 05. 28. Lemezalapozások, tömöríthetőség
- Lemezalapok tervezési kérdései,- Tömöríthetőség,- Talajjavítások
Lődör KristófBME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
- Földművek építése
- Rézsűállékonyság
- Síkalapozás
- Mélyalapozás
- Megtámasztó szerkezetek
- Alagútépítés
- Támfalak
A GEOTECHNIKA SZAKTERÜLETEI
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK AZONOSÍTÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
MI A TALAJ?
▪ 3 fázisú diszperz rendszer
▪ Heterogén anyag
▪ Mérnöki tulajdonságai pontról pontra változnak
▪ A viselkedésük (feszültség-alakváltozás) általában nem lineáris
▪ Van „emlékezetük”
▪ Anizotróp (mérnöki tulajdonságaik eltérők lehetnek a különböző irányokban)
▪ Az érintett talajtömeg viselkedését gyakran lokális imperfekciók, gyengébb rétegek befolyásolják
▪ Nagyobb tapasztalati korrekciók – nagyobb biztonsági tényezők
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Megj.: szerves talajok osztályozása a szervesanyag-tartalom alapján történik
Szemcsés talajok
Azonosítás:Szemeloszlásuk alapján
Vizsgálatok:
- szitálás
- hidrometrálás
Kötött talajok
Azonosítás:Konzisztencia határaik alapján
Vizsgálatok:
- plasztikus határ
- folyási határ
TALAJOK AZONOSÍTÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Megj.: szerves talajok osztályozása a szervesanyag-tartalom alapján történik
Szemcsés talajok
Azonosítás:Szemeloszlásuk alapján
Vizsgálatok:
- szitálás
- hidrometrálás
Kötött talajok
Azonosítás:Konzisztencia határaik alapján
Vizsgálatok:
- plasztikus határ
- folyási határ
TALAJOK AZONOSÍTÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
0,063
ha > 10%
Hidrometrálás Szitálás
SZEMCSÉS TALAJOK
▪ Szemeloszlási görbe
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
SZEMCSÉS TALAJOK
▪ Szemcseméret
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Definíció:
Durva szemcsék (d > 0.063-0.075 mm) esetén:Azon legkisebb kör vagy négyzet alakú nyílás mérete (átmérő/oldalhossz), amin a szemcse még éppen átesik.
Finom szemcsék (d < 0.063-0.075 mm) esetén:Annak a gömbnek az átmérője, ami folyadékban a szemcsével azonos sebességgel ülepedik (feltételezve, hogy azonos sűrűségűek)
SZEMCSÉS TALAJOK
▪ Szemcseméret
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Kavics
SZEMCSÉS TALAJOK
▪ Szemcseméret
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Homok
SZEMCSÉS TALAJOK
▪ Szemcseméret
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szitálás
SZEMCSÉS TALAJOKMSZ EN ISO 17892-4:2017 – Szemeloszlás meghatározása
Szitálás Hidrometrálás
KÖTÖTT TALAJOKMSZ EN ISO 17892-6:2017 – Atterberg határok meghatározása
Plasztikus határ Folyási határBM
E Szilá
rdságtan
i és Tar
tószerke
zeti Tan
szék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Lyukbőség, mm
64
32
16
8
4
2
1
0.5
0.25
0.125
0.074
(0.063)
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szitálás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szitálás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
0,063
ha > 10%
Hidrometrálás Szitálás
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szitálás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: hidrometrálás
SZEMCSÉS TALAJOKMSZ EN ISO 17892-4:2017 – Szemeloszlás meghatározása
Szitálás Hidrometrálás
KÖTÖTT TALAJOKMSZ EN ISO 17892-6:2017 – Atterberg határok meghatározása
Plasztikus határ Folyási határBM
E Szilá
rdságtan
i és Tar
tószerke
zeti Tan
szék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Casagrande-féle hidrométeres eljárás:
Az eljárás elve:Különböző méretű szemcsék a folyadékban különböző sebességgel ülepednek.
Az ülepedés sebessége függ:- szemcseátmérőtől- szemcse testsűrűségétől- folyadék sűrűségétől- folyadék viszkozitásától
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: hidrometrálás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: hidrometrálás
Casagrande-féle hidrométeres eljárás:
Az eljárás elve:Különböző méretű szemcsék a folyadékban különböző sebességgel ülepednek.
Az ülepedés sebessége függ:- szemcseátmérőtől- szemcse testsűrűségétől- folyadék sűrűségétől- folyadék viszkozitásától
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
d60d10 dm
Egyenlőtlenségi mutató:
Mértékadó szemcseátmérő:
Hatékony szemcseátmérő:
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szemeloszlási görbe jellemzői
𝑪𝑼 =𝒅𝟔𝟎𝒅𝟏𝟎
𝒅𝒎
𝒅𝒆𝒇𝒇~ 𝒅𝟏𝟎
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
(A)
Egyenlőtlenségi mutató
Kérdés:
(A) Cu < 5
(B) Cu > 5
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szemeloszlási görbe jellemzői
(B)BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szemcsefrakciók
Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Szemcseméret (mm)
Nagyon durva
Kőtömb Lbo >630
Görgeteg Bo 200-630
Macskakő Co 63-200
Durva
Durva kavics CGr 20-63
Közepes kavics MGr 6,3-20
Apró kavics FGr 2,0-6,3
Durva homok CSa 0,63-2,0
Közepes homok MSa 0,2-0,63
Finom homok FSa 0,063-0,2
Finom
Durva iszap CSi 0,02-0,063
Közepes iszap MSi 0,0063-0,02
Finom iszap FSi 0,002-0,0063
Agyag Cl
-
HOMOK = 80%
KAVICS = 5%
ISZAP = 13%
AGYAG = 2%
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szemcsés talajok: szemcsefrakciók
0,002 0,063 2,0
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Megj.: szerves talajok osztályozása a szervesanyag-tartalom alapján történik
Szemcsés talajok
Azonosítás:Szemeloszlásuk alapján
Vizsgálatok:
- szitálás
- hidrometrálás
Kötött talajok
Azonosítás:Konzisztencia határaik alapján
Vizsgálatok:
- plasztikus határ
- folyási határ
TALAJOK AZONOSÍTÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: agyag, iszap
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: agyag, iszap
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
A kötött talajok állapotát a víztartalmuk befolyásolja → konzisztenciaállapotuk változó (puha, gyúrható, merev, kemény, stb.)
A konzisztencia-határok önkényesen (Atterberg nyomán a talajtanból átvéve)megállapított víztartalmak, ahol a különböző talajok egyik konzisztencia-állapotból a másikba átmennek (telítettség mindig S=1).
A talajmechanikában használt határok:- folyási határ (wL)- plasztikus határ (wp)- zsugorodási határ (ws)- telítési határ (wt)
} talajazonosítás
} térfogatváltozó agyagok
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: konzisztencia-határok
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: konzisztencia-határok
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: plasztikus határ
SZEMCSÉS TALAJOKMSZ EN ISO 17892-4:2017 – Szemeloszlás meghatározása
Szitálás Hidrometrálás
KÖTÖTT TALAJOKMSZ EN ISO 17892-6:2017 – Atterberg határok meghatározása
Plasztikus határ Folyási határBM
E Szilá
rdságtan
i és Tar
tószerke
zeti Tan
szék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Vizsgálat eszközei
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: plasztikus határ (wp)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Talajminta
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: plasztikus határ (wp)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Plasztikus (sodrási) határ:
Az a víztartalom, amikor a talajból sodort szál a 3 mm
átmérő elérésekor éppen töredezni kezd.
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: plasztikus határ (wp)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: plasztikus határ
SZEMCSÉS TALAJOKMSZ EN ISO 17892-4:2017 – Szemeloszlás meghatározása
Szitálás Hidrometrálás
KÖTÖTT TALAJOKMSZ EN ISO 17892-6:2017 – Atterberg határok meghatározása
Plasztikus határ Folyási határBM
E Szilá
rdságtan
i és Tar
tószerke
zeti Tan
szék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
Vizsgálat eszköze – ejtőkúpos vizsgálat
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Minta előkészítése: keverés vízzel – pépszerű, homogén (légbuborékoktól mentes) minta létrehozása
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Ejtőkúpos vizsgálat lépései:
1. A talajpép elhelyezése a csészébe (légbuborék nélkül);2. A felesleges talajt egy késsel lehúzni, ezáltal sík vízszintes
felület kialakítása;3. Kúp csúcsának felszínre helyezése (kis elmozdításnál éppen
karcolja a felszínt)4. A kúpot 5 másodpercre elengedni (a kúp a talajpépbe
nyomódik)5. Leolvasni a behatolást;6. Meghatározni a víztartalmat;7. A vizsgálatot min. 3 mintán megismételni.
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Kúptípusok 80g / 30˚ 60g / 60˚
A folyási határhoz tartozó kúpbehatolás 20 mm 10 mm
Behatolási tartomány 15-25 mm 7-15 mm
Legnagyobb eltérés két egymást követő mérés között 0,5 mm 0,4 mm
38
39
40
41
42
43
44
15 20 25
Víz
tart
alo
m (
%)
Kúpbehatolás, log X (mm)
wL
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
Casagrande vizsgálat
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
A talajminta „bekenése” a csészébe
Szabványos árkolókéssel trapéz alakú árkot mélyítünk
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
A csészét 10 mm magasságból ejtegetjük (másodpercenként 2 ejtés ütemben), amíg az árok 1 cm
hosszon össze nem záródik.
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
Folyási határ:
Az a víztartalom, amikor a minta 25 ejtés hatására 1 cm hosszon záródik össze.
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Vizsgálati jegyzőkönyv
s
wL
wL
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: folyási határ (wL)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
wL-wp = Ip
Ip [%]
Plaszticitási index
(plasztikus index)
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok: Plaszticitási index (Ip)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Kötött talajok azonosítása –MSZ EN ISO 14043-2:2006
Plaszticitási index
Ip [%]
Csoportnév
MSZ EN ISO 14688-2 szerintMegnevezés
0-10 nem plasztikus (szemeloszlás alapján)
10-15 kissé plasztikus iszap
15-20közepesen plasztikus
sovány agyag
20-30 közepes agyag
30- nagyon plasztikus kövér agyag
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Konzisztencia index
A konzisztencia-index a talaj állapotánakmeghatározására szolgál
Konzisztencia-index:
Ha
w = wL → Ic = 0
w = wp → Ic = 1,0
p
L
pL
Lc
I
ww
ww
wwI
−=
−
−=
Iszapok és agyagok konzisztenciája
Konzisztencia –index
Nagyon puha < 0,25
Puha 0,25 – 0,50
Gyúrható 0,50 – 0,75
Merev 0,75 – 1,00
Kemény > 1,00
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Konzisztencia index(A) Ic= 0,0-0,5
(B) Ic= 0,5-1,0
(C) Ic= 1,0-1,5
(A)
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Kötött talajok
(C)(B)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
▪ Növényi eredetű anyagok anaerob lebomlásából alakul ki
▪ Jellemzően savas környezet▪ Sötétbarna, fekete szín▪ Magas víztartalom (w>100%)▪ Alacsony száraz térfogatsűrűség
(d = 0.3-1.3 g/cm3)
▪ Kis teherbírás▪ Erősen kompresszibilis
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szerves talajok: TŐZEG
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
▪ Oxigén jelenlétében lebomlott anyagok, szervetlen összetevőkkel vegyesen
▪ Ez alkotja a termőtalajt
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szerves talajok: HUMUSZ
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
▪ Szervesanyagtartalma a tőzeghez hasonlóan alakult ki.
▪ Tipikus formái a szerves iszap/agyag
▪ A szervesanyag-tartalom alapján osztályozható.
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szerves talajok: SZERVES ANYAGOT TARTALMAZÓ ÁSVÁNYI TALAJOK
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Izzítási veszteség [%] Besorolás
2-6 % Enyhén szerves
6-20 % Szerves
>20 % Nagyon szerves
Szerves anyag tartalom meghatározása izzítással:
▪ a talajmintát kályhában 60C fokon kiszárítjuk, ▪ lemérjük a száraz tömeget: m0,▪ nyílt láng felett a mintát ~600 C-ra hevítjük – a
szerves tartalmát elégetjük▪ meghatározzuk a minta száraz tömegét: mh,▪ Az izzítási veszteség számítható: (m0-mh)/mh ∙100%
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Szerves talajok osztályozása
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Tipikusan roskadásra hajlamos talaj: lösz
A talaj roskadásveszélyesnek minősül, ha im >2%
TALAJAZONOSÍTÁS
▪ Roskadásveszélyes talajok
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Talajokban történő vízmozgás előidézői:
▪ gravitációs
▪ kapilláris
▪ terhelés
▪ hőhatás
▪ elektromos áram
▪ kémiai folyamatok
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
▪ Gravitációs vízmozgás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
v = ki
v: a szivárgás sebessége [m/s]k: a talaj áteresztőképességi
együtthatója [m/s]i: a hidraulikus gradiens
(egységnyi hosszra jutó nyomáskülönbség)
i = h/l
h: a szivárgást működtető nyomásmagasság-különbség
[m]l: szivárgási hossz
i
k
v
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
▪ Gravitációs vízmozgás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Talaj neveSzemcseátmérő
d(mm)
k
(cm/sec)
közepes kavics
finom kavics
folyami homok
Duna homok
agyagos homok
homokliszt
iszap
agyag
4-7
2-4
0,1-0,3
0,1
0,1-0,02
0,02-0,002
0,002
102-101
101-1
1-10-1
10-1-10-2
10-2-10-3
10-3-10-4
10-4-10-6
10-6-10-9
A talajok vízáteresztőképességi együtthatója tág határok között mozog:
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
--> (m/nap)
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
‚k’ értékének meghatározás
Laboratóriumi vizsgálat
Állandó víznyomás
Változó víznyomás
Helyszíni vizsgálat
Próbaszivattyú-zás
Nyeletésesvizsgálat
Tapasztalati adatok
Tapasztalati értékek
Tapasztalati képletek
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
▪ Áteresztőképességi együttható meghatározása
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Talajvízszint
Kapilláris zóna
Száraz
Kis teherbírás
Kis teherbírásJobb teherbírás
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
▪ Kapilláris vízmozgás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Víz Higany
Guinness
Víz
Higany
Sör
Hab
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
▪ Kapilláris vízmozgás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Kapilláris em. [m] Laza Tömör
Durva homok 0,03-0,12 0,04-0,15
Közepes homok 0,12-0,5 0,35-1,1
Finom homok 0,3-2,0 0,4-3,5
Iszap 1,5-8,0 2,5-9,0
Agyag >9-10
VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN
▪ Kapilláris vízszintemelkedés
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Nyírószilárdság
AlaptörésRézsűállékonyság
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Csúszólap
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
N
TT
T=N·tg ϕ
G
T
N
ϕ
Coulomb törési
feltétele: = ·tan ϕ
Szemcsés talajok:
Talajok esetén ϕ az ún. belső súrlódási szög.Mértékegysége: ° (fok)A szárazon „kiöntött” talaj alkotta kúp
hajlásszöge: ϕ
ϕ
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Talajok nyírószilárdsága
Finomszemcsés talajok:Szilárdságukat – a súrlódás mellett – a szemcséket összetartó belső erő
adja. Ezt a belső összetartó erőt kohéziónak nevezzük.
Jele: cMértékegysége: kPa
A Coulomb féle törési feltétel kiegészítve kötött talajok esetére: = ·tanφ+c
Telített talajok esetén az összefüggés a következőképpen alakul: = (-u)·tanφ+c
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
φ
φ>0c=0
Ideálisan szemcsés
φ=0c>0
Ideálisan képlékenyφ φ>0
c>0
Általános eset
c
c
A törési feltétel: = ·tanφ+c
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ A Coulomb törési feltétel grafikus ábrázolása
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
•Közvetlen nyírás
• Triaxiális vizsg.
• Egyirányú nyomókísérlet
1
1
1
1
3
3
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Laboratóriumi meghatározás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Kísérlet végrehajtása:- konstans függőleges (normál) terhelést
adunk a mintára- állandó sebességgel az előre
meghatározott síkon elnyírjuk a mintát- a vizsgált során mérjük az
elmozdulásokat valamint a nyíráshoz szükséges erőt
- a normálterhelés növelésével megismételjük a kísérletet
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Közvetlen nyírás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Közvetlen nyírás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Közvetlen nyírás
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250
(kPa)
(kPa)
Δx (mm)
φ
c
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Közvetlen nyírás
Vízszintes elmozdulás Normálfeszültség
Nyírófeszültség
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
+
+
töré
si s
ík
Coulo
mb eg
yene
s
A főfeszültségek fogalmával a Coulomb törési feltétel megfogalmazható:
Ha P pontban a talaj feszültségállapota kielégíti a törés feltételét akkor az adott feszültségállapothoz tartozó Mohr kör éppen érinti a Coulomb egyenest
sin𝜙 =
𝜎1 − 𝜎32
𝜎1 + 𝜎32
𝜎3 = 𝜎1 ⋅1 − sin𝜙
1 + sin𝜙=
𝜎3 = 𝜎1 ⋅ tan2 45 − ൗ
𝜙2
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Mohr-Coulomb törési feltétel
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Vizsgálat végrehajtása:- a mintát hidrosztatikus
feszültségállapotba helyezzük
- a függőleges terhelést (deviátorfeszültséget) törésig növeljük
- az oldalirányú terhelést növelve megismételjük a vizsgálatot
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Háromtengelyű (triaxiális) nyomókísérlet
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
ny
=
=
1
3 0
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Egyirányú nyomókísérlet
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Egyirányú nyomókísérletTönkremeneteli esetek
NYÍRÓSZILÁRDSÁG MEGHATÁROZÁSA
▪ Egyirányú nyomókísérlet, tönkremeneteli módok
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Mért fontos?
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Mért fontos?
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
MechanikaHooke törvénye:
σz>0
εz>0
σx=0
εx>0
Vízszintes alakváltozás:
ahol: μ a Poisson tényező
TalajmechanikaA talaj oldalirányban megtámasztott
σz>0
εz>0
σx>0
εx≈0
Es: Összenyomódási modulus
[kPa], [MPa]
𝜀𝑧 =𝜎𝑧𝐸
𝜀𝑥 = −𝜇 ⋅𝜎𝑧𝐸
𝜀𝑧 =𝜎𝑧𝐸𝑠
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Talajok összenyomhatósági paraméterei
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Vizsgálati eszköz: ödométer
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
s = s1 + s2
s1
s2
Humusz
Agyag
Homok
terepszint
Meghatározandó:
1) A várható süllyedés: s [cm]
2) Konszolidációs idő: t [hónap]
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Telített talajok konszolidációja
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Vizsgálati eszközök
Ha „k [m/s]” kicsi
A konszolidációs idő több, mint egy év is lehet
Idő
Összenyomódás
s
Konszolidációs görbe
Telített agyag: Sr=1
q kPa
A süllyedés lassan jön létre.
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Telített talajok konszolidációja
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Vizsgálati eszközök
s
s [mm]
t [nap]
Ha „k [m/s]” nagy Gyorsan létrejön a süllyedés
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Szemcsés talajok konszolidációja
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
▪A talaj vízzel telített.
▪A víz és a talajszemcsék összenyomhatatlanok
▪A Darcy törvény érvényes és k=állandó
▪A konszolidáció csak a víz távozásától függ
▪Oldal irányú vízmozgás nincs
▪Δe/Δσ=állandó
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Terzaghi (1922) konszolidációs elmélete
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
▪ Azonnali összenyomódás (s0)
▪ Elsődleges konszolidáció (s1)
▪ Másodlagos konszolidáció (s2)
▪ Oldalkitérés (s3)
Σsi = s0+s1+s2+s3
▪ Minél nagyobb az összenyomódás annál kisebb a relatív hiba a süllyedés becslésénél.
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Altalaj összenyomódása
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ A süllyedés összetevői és időbeli alakulásuk
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Konszolidációs görbék
Drénezett – drénezetlen viselkedés?
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
hónap
s (
cm
) t
eh
er
té
=cv/H2×té
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Süllyedések időbeli alakulása
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Konszolidáció gyorsítása: túltöltés
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Konszolidáció gyorsítása: túltöltés
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Konszolidáció gyorsítása: kavicscölöp
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
TALAJOK ÖSSZENYOMÓDÁSA
▪ Konszolidáció gyorsítása: függőleges drénezés
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
Mit vigyünk magunkkal?
▪ Szemcsés – kötött talajok (+azonosítási módok)
▪ Szerves/ roskadékony/ térfogatváltozó talajok
▪ Vízáteresztőképességi együttható (k)
▪ Nyírószilárdsági paraméterek (ϕ, c)
▪ Összenyomódási modulus (Es)
▪ Drénezett – drénezetlen viselkedés
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés
-
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET !
BME S
zilárdsá
gtani és
Tartósz
erkezeti
Tanszék
Tartósz
erkezet-
rekonstr
ukciós
Szakmé
rnöki K
épzés