DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS

Átírás

1 Műszaki Földtudományi Közlemények, 83. kötet, 1. szám (2012), pp HULLADÉKOK TEHERBÍRÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA CPT-EREDMÉNYEK ALAPJÁN DETERMINATION OF SHEAR STRENGTH OF SOLID WASTES BASED ON CPT TEST RESULTS VARGA GABRIELLA 1, FAUR KRISZTINA BEÁTA 2 Absztrakt: Kutatásunkban hulladékok talajfizikai paramétereinek meghatározásához kívánunk segítséget nyújtani lerakókban végzett CPT-vizsgálatok eredményeivel. A kiértékelés során meghatározzuk a kapott csúcsellenállás értékek eloszlását, amely a várható értékek megállapítása szempontjából elengedhetetlen. Kulcsszavak: CPT-vizsgálat, hulladék, talajfizikai paraméter. Abstract: The purpose of our research is to determine certain soil mechanical parameters of solid waste using the results of CPT tests performed in landfills. As a result we derive the distribution of cone resistance values, which is necessary in order to determine the expected value. Keywords: CPT test, waste, soil mechanical parameter. 1. Bevezetés A hulladéklerakók vizsgálata egy meglehetősen új tudományág, melynek fejlődése és kiteljesedése napjainkban zajlik. A hulladék heterogén szerkezete teszi igen nehézzé a vizsgált anyagok mérnöki modellezését. Az egyes minták kora, térfogatsúlya, előválogatottsága, tömörítettsége jelentősen befolyásolják a vizsgált hulladék mechanikai tulajdonságait. Mindazonáltal a hulladékok jellemzőinek alapos ismerete szükséges annak érdekében, hogy azok mechanikai tulajdonságait időben becsülni tudjuk. Magyarországon a jelenleg keletkező hulladéknak csak elenyésző százaléka megy át mechanikai, biológiai előválogató rendszeren. Ennek megfelelően a lerakott hulladék alkotórész átmérője igen nagy szórást mutat, gyakran elérheti a deciméteres nagyságrendet is. Ennek megfelelően a hulladék viselkedésének megismeréséhez a szokványos talajmechanikai feltárási módszerek a talajmechanikai fúrások csak igen nehézkesen és magas költségekkel kivitelezhetőek. A vizsgálatokat mindezek mellett jelentősen megnehezíti a ren- 1 DR. VARGA GABRIELLA Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Geotechnikai Tanszék H-1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. mfsz. 20. varga_gabriella@hotmail.com 2 Környezetgazdálkodási Intézet, Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék H-3515 Miskolc-Egyetemváros hgtinka@uni-miskolc.hu

2 272 Varga Gabriella Faur Krisztina Beáta delkezésre álló laboratóriumi háttér korlátozott mérete is. Annak érdekében, hogy a hagyományos feltárások számát és ezáltal a költségeket minimalizálni lehessen, a CPT és CPTu szondázások alkalmazása került előtérbe a talajmechanikai gyakorlatban. Figyelembe véve a korlátozó tényezőket, hulladéklerakók esetében a CPT vizsgálati eredmények alapján történő tervezés a szokásosnál is nagyobb előnyökhöz juttathatja a szakembereket. 2. Hulladékok teherbírásának meghatározása CPT-eredmények alapján A hulladéktest viselkedésének megismerése érdekében CPTu szondázásokat, dinamikus szondázásokat és nagyátmérőjű fúrásokat végeztünk a Pusztazámori Regionális Hulladéklerakó telep több pontján [lásd 1. a) és b) ábrák], majd elvégeztük a kapott eredmények kiértékelését. 1. a) ábra. Helyszíni vizsgálatok a Pusztazámori Regionális Hulladéklerakó telepen

3 Hulladékok teherbírásának meghatározása CPT-eredmények alapján b) ábra. Helyszíni vizsgálatok a Pusztazámori Regionális Hulladéklerakó telepen A kapott mérési jegyzőkönyvek kiértékelését a vizsgált hulladék rétegekre bontásával kezdtem, melyet Mahler integrálgörbés módszere szerint végeztem el [1]. Az így kapott rétegek átlagos csúcsellenállását és szórását (a logaritmusokon keresztül) is meghatároztam. A 2. ábra a csúcsellenállás értékeket és az átlagokat tünteti fel a D jelű szonda esetében. A rétegekre bontást követően az egyes rétegek vizsgálatát külön-külön végeztem el. Első lépésben elvégeztem a rendelkezésre álló adatsor szűrését. Ezt követően az adott rétegben mért csúcsellenállások gyakoriságát határoztam meg 20 intervallumot vizsgálva. A gyakorisági görbék minden esetben jellemzően lognormális eloszlásúnak tűntek (3. ábra).

4 274 Varga Gabriella Faur Krisztina Beáta Mélység (m) Qc (MPa) ábra. A D jelű szonda mérési eredményeinek rétegekre bontása és az átlagos értékek a csúcsellenállások alapján Darabszám Csúcsellenállások tartományai 3. ábra. A csúcsellenállások gyakorisági görbéje és a közelítő lognormális görbe a D jelű szonda 3. rétegénél

5 Hulladékok teherbírásának meghatározása CPT-eredmények alapján 275 Az eredmények felhasználásával elvégeztem minden rétegre a csúcsellenállások logaritmusának a kiértékelését is a fentiek alapján. A gyakorisági görbék ezen esetben normál (Gauss) eloszlást mutattak (4. ábra) Darabszám Csúcsellenállások logaritmusainak tartományai 4. ábra. A csúcsellenállások logaritmusának gyakorisági görbéje és a közelítő Gauss-görbe a D jelű szonda 3. rétegénél Az egyes adatsorok eloszlásának igazolását a dr. Rétháti László által publikált matematikai statisztikai elveknek megfelelően végeztem el [2]. Az egyes rétegekhez tartozó csúcsellenállások logaritmusának kiértékelése igazolta, hogy azok valóban a normál eloszlást követik. A 1. táblázatban példaként a D jelű szonda 3. rétegére elvégzett számítás eredményeit foglalom össze. 1. táblázat A D jelű szonda 3. rétegének paraméterei Cs Ck B1 B2 K 0, , , , ,011137

6 276 Varga Gabriella Faur Krisztina Beáta 4. Összefoglalás Az eredmények alapján látható, hogy K értéke közel 0, azaz a csúcsellenállások logaritmusa valóban a normál eloszlást követi. Ezt támasztja alá β 1 és β 2 értéke is. Ebből adódóan a csúcsellenállások alakulása lognormális eloszlással írható le. Ezek alapján hulladékok esetén a talajoknál alkalmazott EUROCODE 7. ajánlás nem alkalmas a csúcsellenállások kiértékelésére [3], hiszen az normál eloszlásra lett kidolgozva. A karakterisztikus értéket a normál eloszlás helyett a lognormális eloszlással javaslom meghatározni. Az 5%-os valószínűséghez és a 95%-os konfidenciaszinthez tartozó karakterisztikus értékek a talajokra vonatkozó szabványban megadott képletekkel nem határozhatóak meg, hanem az egyes eloszlásfüggvények alapján számítandóak. A fenti eljárással tehát matematikai statisztikai módszerekkel és nem becslés alapján tudjuk kiválasztani azokat az értékeket (karakterisztikus értékeket), amelyek a tervezésnél felhasználhatóak. Köszönetnyilvánítás,,A tanulmány/kutatómunka a TÁMOP B-10/2/KONV jelű projekt részeként az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. IRODALOMJEGYZÉK [1] Mahler A.: Statikus szondázási eredmények hasznosítása. PhD értekezés. Budapest, [2] Rétháti L.: Valószínűségelméleti megoldások a geotechnikában. Budapest, 1985, Akadémiai Kiadó, p. [3] Szepesházi R.: Geotechnikai tervezés. Tervezés az Eurocode 7 és a kapcsolódó európai geotechnikai szabványok alapján, 2008, 25. p.