NYÍRÓHULLÁM TERJEDÉSI SEBESSÉG BECSLÉSE CPT ADATOKBÓL HAZAI TALAJVISZONYOKRA

NYÍRÓHULLÁM TERJEDÉSI SEBESSÉG BECSLÉSE CPT ADATOKBÓL HAZAI TALAJVISZONYOKRA Wolf Áko, Richard P. Ray Széchenyi Iván Egyeem, Szerkezeépíéi é Geoechnikai Tanzék ÖSSZEFOGLALÁS Az Eurocode 8 bevezeée a zerkezeek földrengé illeve dinamiku haáok okoza vielkedéé, az arra való ervezé fókuzba helyeze. A alajvizonyok a alajfelzín elérő zeizmiku haá illeve a alajzerkeze kölcönhaá révén a zerkeze válazá i befolyáolják, ezér annak dinamikai jellemzőinek minél ponoabb meghaározáa kiemel fonoágú. A célirányo helyzíni é laboraóriumi vizgálaok kölégé az álago projekek nem bírják el, ebből kifolyólag zükége a paraméerek beclée a gyakorlaban űrűn alkalmazo vizgálai eredményekből. A cikk a alaj nyíróhullám erjedéi ebeégének CPT zondázái eredményekből való becléé vizgálja ad javalao hazai alajvizonyokra vonakozóan. KULCSSZAVAK/KEYWORDS CPT zondázá, nyíróhullám erjedéi ebeég, alajdinamikai paraméer 1. Bevezeé A zerkezeek zeizmiku é dinamiku erhekre való méreezée az épíőmérnökök zámára új, nehéz kihívá jelen. Hazánkban a zeizmiku é dinamiku haáokra a megnövekede figyelme rézben az Eurocode 8 bevezeée, rézben az az igény helyeze, hogy a zerkezeek ilyen erhelé alai vielkedéé minél jobban megérük. A dinamiku alajparaméerek a zerkezeek dinamiku válazá befolyáolják egyréz a alaj-zerkeze kölcönhaáa révén, máréz a alajfelzín zeizmiku válazának módoíáával. Az alapveő dinamiku alajparaméerek a nyírái modulu (G ) é a nyíróhullám erjedéi ebeég (v ). E paraméerek a gépalapok, a felzín földrengéi válaza, a alajfolyóodái vezély é az EC8-1 zerini alajozályozá zemponjából egyarán fonoak. Egyéb nemlineári haáok, úgy min a nyírái modulu leromláa az alakválozá növekedéével, a cikliku erhelé okoza póruvíznyomá-növekmény, a cemenálág megzűnée mind hozzájárulnak a komplex vielkedéhez dinamiku haáok eeén. Ugya-

nakkor a v é a G a ké alapveő paraméer, amely a dinamiku analízi kiindulái alapja. Az elmúl évizedben, a laboraóriumi vizgálaok melle zélekörű helyzíni méréi echnológiáka fejlezeek a nyíróhullám erjedéi ebeégének méréére (pl. cro-hole, down-hole, felzíni hullámméré). A zeizmiku CPT é zeizmiku dilaoméer vizgálaok a hagyományo helyzíni méréeke kombinálják a zeizmiku down-hole méréekkel. Sajnálao módon a geoechnikai feláráokra zán kölégkere ezen vizgálaok haználaá álalában nem ezi leheővé, cak néhány peciáli nagy projeken van mód ilyen vizgálaokra. Ugyanakkor az elmúl néhány évben zámo zakirodalmi ajánlá jelen meg a nyíróhullám erjedéi ebeég becléére CPT zondázái eredményekből (például Andru e al. (27), Roberon (29) é Tonni & Simonini (213). A CPT zondázá a mai ervezéi gyakorla zéle körben elerjed ezköze, zélekörű felhaználáa é alkalmazhaóága mia (pl. alajozályozá, cölöpméreezé, üllyedéanalízi kiindulái adaai). Ez leheőége ad a CPT-v korrelációk elemzéére é fejlezéére, hazai alajvizonyokra. 2. Irodalomkuaá Míg a nyíróhullám erjedéi ebeég (vagy a nyírái modulu) a alajok ki alakválozái (rugalma) arományára vonakozó alajparaméer, addig a CPT zondázá a nagy alakválozái arományba kialakuló öréi állapo méréére zolgál. Ez az jeleni, hogy a ké paraméer az alakválozái aromány ké ellenée végére érvénye (1. ábra) 1. ábra: Nyírái modulu válozáa a nyírái alakválozá zerin Schneider é árai (24) rámuaak arra, hogy a ké paraméer nagyon elérő jelenég zabályozza, de haonló paraméerek befolyáolják, min a haékony fezülég, relaív ömörég, zemcemére. A geológiai

kornak é cemenálágnak kiebb haáa van a paraméerekre. Ebből kövekezik, hogy a ké paraméer közö lehe alálni korreláció, különöen fiaal, normálian konzolidál üledékekre. A nyíróhullám erjedéi ebeég CPT adaokon alapuló becléére a zakirodalomban zámo ajánlá alálhaó. Ezek öbbégé helypecifiku adahalmazból aizikai érékeléel nyerék, álaláno érvényű képle cak néhány léezik. Az elő e émával foglalkozó publikációk a 198-a évek közepéől jelenek meg, min például Baldi e al (1989), Roberon e al (1992), Mayne & Rix (1995), Hegazy & Mayne (1995). A zeizmiku CPT zondázá elerjedéével az ilyen émájú publikációk záma i növekede, melyek a mélyég (fezülégzin), a alajípu é a geológiai kor haáá muaák ki (pl.: Madiai & Simoni (24), Andru e al (27), Karl e al (26), Roberon (29)). Baldi e al (1989) a Pó folyó homoko üledékeinek vizgálaára alapozva publikála elő ajánláai a émában. A cro-hole vizgálaal mér v érék é a haékony fezüléggel ( v ) korrigál CPT cúcellenállá közöi kapcolao íra fel. Mayne & Rix (1995) 31 helyzínről zármazó agyag alajra vonakozó méréi adahalmaz öbbválozó regrezió analízie alapján kimuaák, hogy a beclé nagymérékben javíja a hézagényező zámíába véele, ugyanakkor a elje függőlege fezülég érdemben nem befolyáolja a beclé ponoágá. A méréi eredmények alapján rávilágíoak arra, hogy a plaziciái index é a nyíróhullám erjedéi ebeég közö fordío arányoág áll fenn. Hegazy & Mayne (1995) az előző ajánlá ponoíoa nagyobb adabázira alapozva, rávilágío arra, hogy a beclé ké legfonoabb paraméere a kezdei hézagényező (e ) é a CPT cúcellenállá (q c ). 24 helyzín homok alajainak elemzée alapján megállapíoák, hogy a q c é v zámíába véelével lehe elérni a legjobb beclé, míg a paláúrlódának (f ) érdemi haáa a beclé ponoágára nincen. Hegazy & Mayne (1995) a zéle adabázira alapoza az alábbi, álaláno érvényű özefüggéé: 11 4 1 67. 1 1 1 3. v. log qc. f / q (1) c Hegazy & Mayne (1995) előkén elemeze, hogy javíhaó-e a korreláció ponoága a geológiai kor (holocén é pleizocén) zéválazáával. A geológiai erede é a alajípu (finom é durvazemcé) alapján 15-2 adao aralmazó coporok zéválazáával ugyanakkor nem ikerül a beclé ponoágá érdemben javíani. Ezzel zemben Andru e al (27) kuaáai zerin a geológiai kornak fono haáa van (2. ábra). Vizgálaaik zerin a pleizocén korú réegek nyíróhullám erjedéi ebeége 22%-kal, a harmadidőzaki réege-

ké 13%-kal nagyobbak azono cúcellenállá melle, min a holocén réegeké. A korreláció özefüggéeikbe bevezeék a alaj vielkedéi ényező (oil behaviour index, I c ), mivel álalában alajminá a kúpo vizgála orán nem veznek. Az I c Roberon é Wride (1998) nyomán az alábbi képleel zámíhaó: 2 2 3 47 1 22 5. I c. log Q log F. (3a) ahol Q a normalizál CPT cúcellenállá é F a normalizál paláellenállá: Q q v / v ' (3b) F f / q v 1 (3c) ahol q é f a cúcellenállá póruvíznyomáal javío éréke é a paláellenállá éréke, é v é v a elje é haékony függőlege fezülég. Andru e al (27) holocén é pleizocén alajokra az alábbi korreláció ajánloa: 395. 912. 124. v 2 62. q I c D SF (4) ahol a korábban aglal jelöléek melle D (m) a felzín alai mélyége jeleni, ami valójában a függőlege fezülége jelképezi. Az SF arányzám a holocén é pleizocén kor közöi különbége vezi zámíába, éréke,92 a fiaalabb, míg 1,12 az időebb üledékekre. 2. ábra: A mér v é CPT cúcellenállá közöi kapcola geológiai kor zerin (Andru e al, 27) Roberon (29) kuaáaiban az előzőekben ajánlo normalizál cúcellenállá az alábbiak zerin módoíoa: q / p p / ' (5) n Qn v a a v

ahol a válozók azonoak az előzőekben definiálakkal, míg az n kievő a alajvielkedéi ényező függvényében zámíhaó: n 381. I c 5. v ' / pa 15. 1. (6) Ha I c >2,6, akkor (5) ugyanaz, min (3b), mivel az n kievő egy, de amennyiben I c < 2,6, akkor ez ieráció eljárához veze. A 3. ábra holocén é pleizocén alajokra érvénye normalizál nyíróhullám erjedéi ebeég konúroka mua, melye öbb, min 1 ada alapján állíoak elő (Roberon, 29). Ebből az alábbi özefüggéeke vezeék le v 1 é v érékeire: 5. 55. I c 1 68. v 1 1 Q (7) 55. I 1 68. 1 5. q / p n c v (8) melyek pleizocén réegek eeén alábecülheik v -. v a 3. ábra: SBTN diagram v 1 konúrokkal (Roberon, 29) Olazorzági kuaáok zerin, homoko üledékek elérő vielkedéi rende muanak, min a haonló áványani eredeű é úrlódái mechanikai ulajdonágú izapo ámenei réegek (Tonni & Simonini, 213). E kuaá eredményekén a (8) egyenleben a konanoka opimalizálva az ado adabázira a kövekező özefüggére juoak: 31. I 77. 1. c v q / p (9) 5 Sajá elemzéünkhez az (1), (4), (8) é (9) egyenleekből indulunk ki. Az elő a korábbi ajánláok javíáával, nagy adabázira ámazkodva állíoák elő. A (4), mely előkén épíee be a alajvielkedéi ényező, a hazai geológiai vizonyokhoz haonló réegek vizgálaán alapzik. A (8) zinén nagy adabázira ámazkodik, a világhíre CPT zakérő munkáágának eredménye, míg (9) annak ovábbfejlezée. v a

3. Adabázi 3.1. Helyzín, geológiai é geoechnikai adoágok A kuaáunkhoz Magyarorzág hé különböző helyzínéről (Budape, Kapovár, Komárom, Pak-1, Pak-2, Szolnok é Tivadar) zármazó CPT é hozzá arozó v adaoka gyűjöünk öze. Valamennyi helyzínre a alajprofil é a alajvíz helyzee imer vol, de ovábbi rézlee vizgálai adaok (pl. indexvizgálaok) nem állak rendelkezére, ezér kuaáunkban cak a CPT adaokra fókuzálunk. A függőlege fezülége minden eeben egyégeen = 19.5 kn/m 3 érfogaúllyal zámíouk. A geológiai kor ekineében az adaok négy fő coporba ozhaók: a) holocén fluviáli (folyami) üledék, b) pleizocén fluviáli (folyami) üledék, c) pleizocén eoliku (zél horda) üledék, d) harmadidőzaki réegek. Tivadar é Szolnok környékén a Tiza folyó fiaal, holocén korú, alapveően finomzemcé (homoko izap-agyag, izap, agyag) üledéke alkoja a felzín közeli réegeke, mely az a) coporba orolhaó. A réegek jellemzően puhák, nagyon alacony CPT cúcellenálláal (q c = 1-2 MPa). A alajvielkedéi ényező I c 3,. A felő 6-8 m vaag réeg magaabb homokaralma mia jobb ulajdonágú. A b) coporba a Duna folyó üledékei orolhaók, amelyek a pleizocén végén ülepedek le, de néhány geológiai irodalom a holocén kor elejére ezi azoka. Ezek alapveően ömör - nagyon ömör, durvazemcé alajok: homok, homoko kavic, kavico homok. A alajvielkedéi ényező I c = 1-2 közöi. A CPT cúcellenállá éréke rendre maga, de válozékony (q c = 15-4 MPa). Komárom, Budape é Pak-2 calakozik közvelenül e coporba. Tipiku hazai formáció a löz, mely a c) coporo foglalja magában. A geológiai adaok zerin Magyarorzág a pleizocénban záraz erüle vol. A fluviáli üledékekől elekinve, a zélhorda homok é löz vol a fő réegcpor. A löz úlnyomóréz izap méreű üledék é gyakran meze. A kapovári é pak-1-i helyzíni méréek muaak a c) coporba arozó réegződé. Az azonoíó laboraóriumi vizgálaok alacony plaziciái indexe (I p = 1-13%) é 3-5% izap+agyag aralma hozak. A alajvielkedéi ényező ipikuan I c = 2,7-3,, a mér cúcellenállá q = 1-5 MPa közö válozik. Ké helyzínen végze alajfeláráok érék el a harmadidőzaki réegeke, melyeke a d) coporba oroluk. A budapei helyzínen a 12-13 m mélyégből zármazó méréi eredmények miocén korú agyagokra érvényeek. Néhány v éréke a Pak-2 helyzínen a pleizocén korú üledék

alai pannon alapréegben rögzíeék. A CPT méréi adaok a ké helyzínre haonlóak, a cúcellenállá q c = 7-13 MPa, míg a alaj vielkedéi ényező I c = 2,3-2,7 közö válozik. 3.2. Nyíróhullám erjedéi ebeég adaok Valamennyi v méréi ada zeizmiku CPT (SCPT) vizgálaból zármazik, mely a CPT vizgálao egy down-hole méréel egézíi ki. Az SCPThez a CPT mérőfeje ké, egymáól 5 cm-re elhelyezkedő geofonnal zerelik fel. A v méréhez az ado mélyégben a mérőfeje megállíják, majd a felzínen levő gerenda üéével nyíróhullámo gerjezenek, melyek a alajréegeken kerezül haladva érik el a geofonoka. A ké érzékelő közöi erjedéi idő a rögzíe jelekből becülheő, így a v az alábbi képleel zámíhaó l / (1) v ahol l a ké geofon közöi ávolág, álalában,5 m, é a erjedéi idő. Ezen méréi elv zerin a v éréke 5 cm vaag réegre lez jellemző. 4. ábra: Szeizmiku CPT működéi elve Álalában minden mélyégben a gerenda ké ellenée oldalának üéével ké méré végeznek, mely az anomáliák kizűréé egíi. Néhány helyzínre az álagérék melle valamennyi iméel méré i rendelkezére áll, így ezeknél a nagy különbégű (±15 m/) adaoka nem emelük be adabáziunkba.

A émában végze kuaáok rendre a helyzínen mér v éréke ekinik valónak, az abban rejlő bizonyalanágo nem vezik zámíába. 3.3. Adakiválazá Az előzőekben orol kiválazái elvek melle az alábbi meggondoláoka veük figyelembe a vizgálandó adabázi özeállíáakor: A felzínhez közel gyakran felölé vagy zerve réegek alálhaók. Továbbá a hullámgerjezé helye é a CPT mérőfej közöi vízzine ávolág haáa a erjedéi időre jelenő, ezér cak a 3-4 m-nél nagyobb mélyégből zármazó adaoka elemezük haonlóan má kuaókkal (pl. Madiai & Simoni, 24; Andru e al, 27) A réeghaárokra illeve geológiai kor válozáára vonakozó v adaoka zinén nem veük figyelembe. A korábbi kuaáokban álaláno elvkén fogalmazák meg, hogy cak olyan adao aralmaznak az adabáziok, ahol a CPT érékekben (q c é f ) jelenő válozá ninc. Ennek mérlegelééhez megvizgáluk, hogy a CPT cúcellenállá válozékonyága, melynek jellemzéére annak relaív zóráá (d r,qc ) alkalmazuk, hogyan befolyáolja a beclé ponoágá a meglévő, az előző fejezeben bemuao ajánláok eeén. Előkén a d r,qc >,5 érékekkel rendelkező adaoka kiveük az adabáziból. Az egye ajánláok özehaonlíáához a relaív hibá alkalmazuk: e r v e v m / v (11) m ahol v e a becül, v m a mér nyíróhullám erjedéi ebeége. Az e r abzolú érékeké i vizgáluk. Az 5. ábrán a q c relaív zóráának a beclé ponoágára való haáá ábrázoluk. Az ábrán a jelöléek a zerzők kezdőbeűire ualnak, így H&M (1); A (4); R (8) é T&S (9). A H&M é a öbbi három ajánlá kié elérő endenciá mua. Előbbi ponoága cökken a relaív zórá növekedéével d r,qc <,25 érékig, majd a hiba zóráa elkezd nőni. A máik három haonló vielkedé mua. Az álago hiba fokozaoan, laan cökken a d r,qc növekedéével. Ezen eredmények alapján megállapíhaó, hogy a q c zóráának zámoevő haáa nincen a beclé ponoágára, így a ovábbi valamennyi adao beveük adabáziunkba.

a) q c maximáli relaív zóráa,,1,2,3,4,5 15 3 b) q c maximáli relaív zóráa,,1,2,3,4,5 24 3 relaív hiba, er [%] 1 5-5 -1 25 2 15 1 5 adaok záma relaív hiba zóráa [%] 2 16 12 8 4 25 2 15 1 5 adaok záma -15 ada zám H&M A R T&S 5. ábra: Relaív hiba (a) é zóráa (b) a q c relaív zóráának függvényében Az így előáll adabázi 281 adapárból áll, melynek a coporok közöi elozláa az alábbi: a) - 32, b) - 154, c) - 64 é d) - 31. 4. Meglévő ajánláok özehaonlíáa 4.1. v érvényeégi aromány CPT méréköz A CPT-vel mér v érék a geofonok közöi 5 cm-e réegre érvénye, ugyanakkor a CPT 1 vagy 2 cm-enkén végez méré. Így az 5 cm-e réegre 25 vagy 5 CPT ada áll rendelkezére. A korábbi kuaáokban nem alálunk arra ualá, hogyan hangolák öze a minaávolágok közöi különbége. Döné igényel, hogy a CPT érékeke álagérékükkel vagy reprezenaív érékükkel vezük zámíába. A kézenfekvő megoldá a CPT adaok álagérékével zámolni. Ebben az eeben a alajvielkedéi ényező zámíhaó (i) az álago CPT adaokból (avgic) vagy (ii) minden CPT adaból zármazao alajvielkedéi ényező álagakén (Ic-avgCPT). A meglévő ajánláok özehaonlíáához ovábbi ké alernaív megoldá i zóba jöhe a v meghaározáának módjáól függően: (iii) valamennyi v érék zámani álagá véve (avgv) vagy (iv) meghaározva a erjedéi idő valamennyi ebeégből é uána az álago ebeége zámíva az EC8 ajánláával özhangban v 5, / h i / v i (12) ahol h i a méréi adaok ávolága (jellemzően 1 v. 2 cm) é v i a becül nyíróhullám erjedéi ebeég minden egye CPT adahoz. A négy alernaíva álago v érékeinek özehaonlíáával vizgáluk az adakezelé módjának haáá (6. ábra). A alajvielkedéiényezőől függelen H&M módzer az elő keőre azono eredmény ad. Az ábra érzékelei, hogy zámoevő különbég nincen az egye eljáráok közö, mindöze 5 m/, ugyanakkor a v zóráa haonló eredmény mua. ada zám H&M A R T&S

álago v [m/] 3 25 2 15 1 5 mér H&M A R T&S 6. ábra: Álago nyíróhullám erjedéi ebeég a négy eljárára Egy ki különbége érzékele a 7. ábra, melyen az álago relaív hibáka űneük fel. A relaív hibák azono zóráa melle az avgic ada a legjobb beclé az A, R é T&S eeben. Egyedül H&M eeén eredményez a (iii) é (iv) módzer nagyobb ponoágo. 2% álago relaív hiba % -2% -4% -6% -8% H&M A R T&S avgic Ic-avgCPT avgv v5 7. ábra: Álago hiba a négy eljárára vonakozóan Ezen eredmények alapján a ovábbi analízinél a alajvielkedéi ényező a CPT adaok álagából zármazauk. 4.2. Meglévő ajánláok özehaonlíáa A meglévő ajánláok özehaonlíáának célja hogy azok ponoágá megíéljük, a endenciáka felérképezzük, a fő befolyáoló paraméereke érzékeljük é végül a hazai alajvizonyokra vonakozó özefüggé alapjá kiválazuk. A elje adabázi é a 3. fejezeben emlíe geológiai coporoka külön i vizgáluk. A relaív hibák, azok zóráa, valamin a becül é mér adaokra illeze rendvonal adja az özehaonlíá alapjá. A 8. ábrán bemuajuk a (4) egyenleel (A) való beclé relaív hibájának elozlá- é űrűégfüggvényé, melyen érzékelheő, hogy az a normálelozlához haonlí.

gyakoriág [%] Az öze ada özeveée alapján megállapíhaó, hogy az álago hiba H&M eeében közelí a nullához, de ehhez arozik a legnagyobb zórá (bizonyalanág) i. Vélheően ez az (1) alajípuól való függelenégével magyarázhaó, az cak a úrlódái arányzám jelképezi. Ebből adódóan a legnagyobb abzolú hibával ez rendelkezik (17,2 %). 1. ábláza: Trendvonalak paraméerei a elje adabázira H&M A R T&S meredekég 1,1 1,79 1,64 1,49 R 2,251,341,337,395 Az 1. áblázaba özegyűjöük valamennyi rendvonal paraméerei. Ezek alapján kimuahaó, hogy a három máik eljárá (A, R é T&S) haonló eredményeke ad. Valamennyi alábecüli a nyíróhullám erjedéi ebeégé (9. ábra), - ahogy majd láni fogjuk a c) coporban való nagy hiba mia. Haonló mérékű, de nem úl erő korreláció jellemzi ezeke az ajánláoka. gyakoriág [%] 3, 2,4 1,8 1,2,6, -,5 -,25,25,5 relaív hiba, e r [-] gyak: bec. ada gyak: norm elozl. űr: bec. ada űr: norm elozl. 2,5 8. ábra: Relaív hiba elozláa 1 8 6 4 2 özegze gyakoriág [%] 2, 1,5 1,,5, -,5 -,25,25,5 relaív hiba, e r [-] HM A R T&S H&M A R T&S

9. ábra: A relaív hiba valózínűégi elozláa az álagérékkel é ± zóráal A legjobb beclé a holocén folyóvízi üledékekre (a) copor) adódo, ahol a mér v = 15-35 m/ közöi. A 1. ábrán a mér é becül v érékeke ábrázoluk, a fekee vonal a v e = v m egyenee. Az ábrán jól lázik, hogy a ponok öbbége a vonal menén coporoul, cak H&M ponok orakoznak aól jellemzően balra. A legjobb beclé a (8) egyenle adja (R) 8 %-nál kiebb abzolú relaív hibával. A rombuz ponokra illeze rendvonal meredekége majdnem egy (,99), é a deermináció együhaó,87, mely nagyon jó korreláció jelen. Az a) coporhoz haonlóan, a pleizocén folyóvízi üledékek eeében i aránylag jó egyezé apazalhaó, cak kici nagyobb a zórá min a holocén réegekre. E öbble bizonyalanág zármazha abból, hogy a durvazemcé alajok a zemelozlá válozáával válozékonyabb CPT érékeke muanak, min a finomzemcé alajok. 4 mér nyíróhullám erjedéi ebeég, vm [m/] 3 2 1, 1, 2, 3, 4, becül nyíróhullám erjedéi ebeég, v e [m/] H&M A R T&S 1. ábra: Becül é mér v kapcolaa az a) coporra Az öze vizgál ajánlá álago hibája a nullához közeli, cak annak zóráában figyelheő meg némi különbég. Ez jelképezi, hogy a rendvonalak meredekége zine egyenlő (1,1-1,4), de a deerminiziku együhaó a H&M eeében R H&M 2 = 16, míg a máik három eeben R 2 =,31-37. Uóbbi érék érezheő, de gyenge korreláció jelen. A budapei helyzíni vizgálaok a durvazemcé, kavico Dunai erazréeg aló zónájában nagyobb v éréke muao, melyeke a becléek i vizaadák.

A ajá vizgálaunkban a (4) egyenleben zereplő SF ényező előkén nem veük figyelembe, de folyóvízi üledékekre a beclé így i jó eredmény hozo. A,92-e ényező a holocén (a) é az 1,12 éréke a pleizocén (b) réegekre alkalmazva a beclé kb. 8-1%-o hibá eredményezne. relrelaív hiba, er [%] 24 2 16 12 8 4-4 álag zórá H&M A R T&S 11. ábra: Álago relaív hiba é annak zóráa a b) coporra Özeégében a legjobb beclé mind a holocén, mind a pleizocén korú folyóvízi üledékekre a Roberon (29) ajánláa adja. Anru e al (27) é Tonni & Simonini (213) ajánláai i haonlóan jó egyezé muanak. Ezekkel ellenében a pleizocén korú löz alajok nyíróhullám erjedéi ebeégé valamennyi ajánlá alábecüli, ahogy az a 12. ábra i érzékelei. Az (1) egyenle (H&M) álago abzolú hibája 14%, míg a öbbi háromé 2-25%. Ebből érzékelheő, hogy a pleizocén korú eoliku réegek nagyobb dinamiku paraméerekkel rendelkeznek, min a folyóvízi üledékek haonló CPT paraméerek eeén. Andru e al (27) haonló megállapíá e (ld. 2. ábra), mely alapján javaola az SF ényező bevezeéé a (4) egyenlebe. Bár az előzőekben a holocén korú réegekre jó egyezé ado (4) az SF nélkül, mo a 22%-o eléré elfogadva zinén jó beclé kapnánk. Roberon (29) zinén emlíi, hogy (8) a pleizocén korú alajok nyíróhullám erjedéi ebeégé alábecülhei, de annak mérékéről nem ad ájékozaá. Sajá álláponunk zerin e különbég az elfogadhaónál nagyobb. Ezek az egyenleek javíára zorulnak a jobb beclé érdekében.

5 mér nyíróhullám erjedéi eb., vm [m/] 4 3 2 1 1 2 3 4 5 becül nyíróhullám erjedéi eb., v e [m/] 12. ábra: Becül é mér v kapcolaa az c) coporra Bár cak kevé ada áll rendelkezére a harmadidőzaki képződményekről, az eredmények haonló endenciá muanak a b) coporhoz Andru e al (27) é Roberon (29) ajánláai eeén. E keőnek az álago hibája zine nulla é annak zóráa kiebb, min 15%. 4.3. Özefoglalá A bemuao özehaonlíá é az eredmények alapján az alábbi megállapíáok eheők. álalánoágban a legjobb beclé Roberon (29) ajánláa (8) adja, míg Andru e al (27) zinén jó közelíé eredményez. E keő javaolhaó a hazai alajvizonyokra. Hegazy & Mayne (1995) álal javaol (1) egyenleel zámío v relaív hibája öbb min 17% a mér érékekhez képe, é a zóráa i aránylag nagy, így ez nem javaolhaó ovábbfejlezére. A meglévő ajánláok folyóvízi üledékek eeén jó beclé adnak, azonban a geológiai kor növekedéével a beclé zóráa i nő. Az eoliku képződményekre a meglévő ajánláok javíandók, mer azok nagymérékben alábecülik a nyíróhullám erjedéi ebeége. 5. Új ajánláok A hazai geológiai vizonyokra vonakozó v érékek beclééhez a (4) é (8) egyenleekből indulunk ki. A (8) eeében vizgáluk a kievő módoíáának haáá i, így az alábbi alapegyenleeke haználuk: b c d v a q I D (13a) H&M A R T&S 5 1 I. 1 1 q / p c c v (13b) v a

2 I 2 1 q / p 2 c v (13c) Az egyenleekben levő konanoka ((13a) a, b, c, d; (13b) 1, 1 ; (13c) 2, 2, 2 ) az Excel program Solver moduljával opimalizálva kereük a hibanégyze özegének minimumá. Az opimalizálái eljárá minden coporra külön-külön, é a elje adabázira i elvégezük. Andru e al (27) megállapíáával özhangban, ajá adabáziunk i a geológiai kor zámoevő haáá muaa, ahogy az a 13. ábra i érzékelei. Ezen a nyíróhullám erjedéi ebeége a CPT cúcellenállá függvényében ábrázoluk a geológiai coporok zerin. A legnagyobb válozékonyág a b) coporra jellemző (négyzeek), ahogy az a 4. fejezeben i apazaluk. 6 v a nyíróhullám erjedéi eb., v [m/] 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 a) b) c) d) CPT cúcellenállá, qc [MPa] 13. ábra: Mér v é q c kapcolaa a geológiai coporok zerin Az a) coporra vonakozóan az opimalizálá zámoevő javulá nem eredményeze, erre a meglévő ajánláok i nagyon jó korreláció adak. A (13b) é (13c) alapegyenleekből kiindulva a deermináció együhaó R 2 =,88 érékre adódik, míg a (13a) egyenle alábbi alakjához R 2 =,91 arozik v e = v m rendvonal melle: 21. 321. 249. v 17 66. q I D (14) c

mér nyíróhullám erjedéi eb., v m [m/] 5 4 3 2 1 14. ábra: Becül é mér v az a) (14) é b) (15) coporra A 14. ábra a becül é mér v érékek kapcolaá muaja a negyedidőzaki fluviáli üledékekre. Az ábrán zürke kör az a) copor, míg a négyzeek a b) copor adaai jelképezik. Az a) coporba arozó ponok 9%-a v m = (1±,14) v e erüleen belül helyezkedik el, a (14) nagyon zoro korreláció eredményez. A b) coporra valamennyi alapegyenle konanainak opimalizáláa haonló pono beclé eredményez, mindhárom deermináció együhaója R 2 =,37-,39 közöi. A legjobb illezé a (13a) egyenleel lehe elérni az alábbi formában: 412. 819. v 13 25. q I (15) c A képleből kiűnik, hogy a pleizocén folyóvízi üledékek eeén a beclé ponoágára a mélyégnek, kezdei függőlege fezülégnek nincen haáa. Megemlíjük, hogy az eredei képleben zereplő alacony kievő i kimérékű haá jelez. A fluviáli üledékek együe vizgálaa (a) é b) copor) mindhárom egyenleel R 2 =,52 deermináció együhaó eredményeze: 388. 82. 17. v 4. q I D (16a) 538. I 1 713. 1 5. q v / p a 522. I 2 341.. q / p c c v (16b) a) v m = 1. v e R 2 =.91 b) v m = 1. v e R 2 =.39 1 2 3 4 5 becül nyíróhullám erjedéi eb., v e [m/] 1 446 c v (16c) Az előző fejezeben imereeek zerin a meglévő ajánláok a legrozzabb beclé az eoliku eredeű alajokra adák, öbb, min 2%-kal alábecülék a v éréké. Roberon (29) egyenleének (13b) ponoíáával ugyan az álago hiba zine zérura cökkenheő, azonban je- v Na-Gr-a Na-Gr-b a

lenő zórá melle. A 15. ábrán fehér rombuz muaja ez, melyhez arozó egyenle: 497. I 2 75. 1. c v q / p (17) mér nyíróhullám erjedéi eb., vm [m/] 5 4 3 2 1 5 15. ábra: Becül é mér v kapcolaa az c) coporra Aránylag erő korreláció érheő el a (13a) egyenleben zereplő konanok opimalizáláával, ahol a rendvonal meredekége zinén egy lez, é a deermináció együhaó növekzik (fekee rombuzok a 15. ábrán, R 2 =,57), melynek egyenlee: 176. 713. 13. v 25 69. q I c D (18) Vizgáluk álalánoágban a negyedidőzaki képződményeke (a) + b) + c) copor) i, melyre a legjobb beclé a (13b) alapegyenle konanainak meghaározáával érük el. Ez láhaó a 16. ábrán, megemlíendő ugyanakkor, hogy a máik ké egyenle ponoíáa i haonló eredményre vezee. A 16. ábrán a ponok 8%-a a zaggaoal haárol erüleen belülre eik, amely 25%-kal ér el a v m = v e egyeneől. Az ajánlo egyenle: 672. I 2 393. 1. c v q / p (19) Na v m = 1. v e R 2 =.57 Nb v m = 1. v e R 2 =.37 v 1 2 3 4 5 becül nyíróhullám erjedéi eb., v e [m/] 423 Együeen analizáluk a pleizocén korú, de elérő kelekezéű (fluviáli é eoliku) alajoka i. Láuk, hogy i az elérő kelekezé jelenően különböző eredményeke hozo már a meglévő ajánláok özehaonlíáában i, ezzel magyarázhaóan a korreláció javíáá i nem ikerül elérni. A deermináció együhaó éréke minden eeben R 2 =,34-,38. A d) copor ovábbi ké alcoporra ozhaó mivel az adaok ké elérő erüleről zármaznak. A budapei miocén korú, felzín alai 13-2 m v a a Na-Gr-c Nb-Gr-c

mélyégarományban levő réegek v érékei 3-35 m/ közöiek. A Pak-1 helyzínről zármazó méréi adaok a pannon alapréeg 28-34 m mélyégarományában v = 38-48 m/ ebeégeke muanak. mér nyíróhullám erjedéi eb., vm [m/] 5 4 3 2 1 Na v m = 1. v e R 2 =.44 1 2 3 4 5 becül nyíróhullám erjedéi eb., v e [m/] 16. ábra: Becül é mér nyíróhullám erjedéi ebeégek kapcolaa negyedidőzaki képződményekre A ké alcopor becül é mér v érékeinek kapcolaá a 17. ábra zemlélei. A elje d) coporra é a miocén réegre külön zámoevő javulá nem érheő el a konanok válozaáával. A pannon medence adaai azok ki záma mia külön nem vizgáluk. Az aránylag jó korreláció Kramer (1996) ajánláával özhangban cak a mélyégől függ: 456. v 91 3. D (2) A elje adahalmazra (négy copor együeére) vonakozóan a legjobb beclé zinén a (13a) egyenleből kiindulva lehe kapni az alábbi formában: 262. 79. 17. v 11 97. q I c D (21) melyhez R 2 =,43 érék arozik, ami érezheő, de nem erő korreláció jelen.

mér nyíróhullám erjedéi eb., vm [m/] 5 4 3 2 1 Na v m = 1. v e R 2 =.63 Gr-d-mi Gr-d-pa 1 2 3 4 5 becül nyíróhullám erjedéi eb., v e [m/] 17. ábra: Becül é mér v a d) coporra vonakozóan 6. Özefoglalá A alajdinamikai paraméerek a gépalapozáok, a földrengé okoza felzíni válaz elemzé, az Eurocode 8 zerini alajozályozá zemponjából egyarán fono. Számo eljárá léezik a dinamikai paraméerek helyzíni é laboraóriumi méréére, de ezek végrehajáára azok kölégvonzaa mia álago projekek eeében nincen mód. A CPT zondázá a mai ervezéi gyakorlaban zéle körben elerjed geoechnikai vizgálai módzer. Ezeke zem elő arva a cikk célja a alaj nyíróhullám erjedéi ebeég CPT adaok alapján való becléére meglévő ajánláok elemzée, illeve hazai alajvizonyokra vonakozó fejlezée vol. 7 helyzínről özeen öbb, min 28 adapár vizgálunk, melyeke geológiai zemponból négy coporra ozounk: a) holocén fluviáli üledék; b) pleizocén fluviáli üledék; c) pleizocén eoliku üledékek; d) harmadidőzaki képződmények. Négy zakirodalmi ajánlá özehaonlíó elemzée alapján az alábbi megállapíáok eheők: álalánoágban az ajánláok alábecülik v éréké, az a), b) é d) coporok eeén az álago hiba közel zéru, míg a c) coporra vonakozóan 2%- meghaladó a különbég, a legjobb beclé az a) coporra Roberon (29) ajánláa ada, a öbbi három coporra a relaív hiba zóráa nagy (~15-2%) álalánoágban Roberon (29) adja a legjobb beclé, de nagy zóráal.

Az özehaonlíó elemzé eredményei alapján Andru e al (27) é Roberon (29) egyenleeiben zereplő konanok Excel Solver programmal való opimalizáláával kereük a hibanégyzeek minimumá a négy coporra külön-külön, illeve a elje adabázira együ. E anulmány alapján a kövekező ajánláok fogalmazhaók meg: a holocén fluviáli üledékek (pl. Tiza folyó fiaal hordalékai) nyíróhullám erjedéi ebeégének becléére a (14) egyenle ajánlhaó, amennyiben a kelekezé módjáról van információ, akkor a fluviáli üledékekre a (16a), míg az eoliku réegekre (18) egyenleek javaolhaók, ha a kelekezéről nincen információ, de bizonyoan negyedidőzaki képződmény, akkor a (19) egyenle haználhaó, egyéb álaláno eeben a (21) egyenle alkalmazáával járhaunk el. IRODALOMJEGYZÉK [1] J. Schneider, A. McGillivray é P. Mayne, Evaulaion of SCPTU inracorrelaion a and ie in he Lower Miiippi River valley, USA Proceeding, 2h Inernaional Conference on Geophyical and Geoechnical Sie Characerizaion (ISC 2), Roerdamm, Millpre, pp. 13-11, 24 [2] R.F. Obrzud, On he ue of he Hardening Soil Small Srain model in geoechnical pracice, Numeric in Geoechnic and Srucure, Elmepre Inernaional, Lauanne, pp. 15-32, 21 [3] G. Baldi, R. Belloi, V. Ghionna, M. Jamiolkowki é L. Prei, Modulu of and from CPT and DMT, Proceeding 12h Inernaional Conference on Soil Mechanic and Foundaion Engineering, Vol. 1 pp. 165-17, Rio de Janeiro, Balkema, Roerdam, 1989. [4] P. Roberon, C. Woeller, é W. Finn, Seimic cone peneraion e for evaluaing liquefacion poenial. Canadian Geoechnical Journal, Vol 29, pp. 686-695, 1992 [5] P.W. Mayne é J.G. Rix, Correlaion beween hear wave velociy and cone ip reiance in naural clay, Soil and Foundaion, JSSMFE, Vol 35(2), pp 17-11, 1995. [6] Y. Hegazy é P. Mayne, Saiical correlaion beween v and cone peneraion daa for differen oil ype Proceeding, Inernaional Sympoium on Cone Peneraion Teing, CPT 95, Linkoping, Sweden, Swedih Geoechnical Sociey, pp. 173-178, 1995 [7] C. Madiai é G. Simoni, Shear wave velociy-peneraion reiance correlaion for Holocene and Pleiocene oil of an area in cenral

Ialy Proceeding, 2h Inernaional Conference on Geophyical and Geoechnical Sie Characerizaion (ISC 2), Roerdamm, Millpre, pp. 1687-1694, 24. [8] R.D. Andru, N.P. Mohanan, P. Piraheepan B.S. Elli é T. L. Holzer, Predicing hear wave velociy from cone peneraion reiance, in Proceeding, 4 h Inernaional Conference on Earhquake Geoechnical Engineering, Thealoniki, Greece, Paper No. 1545, 27 [9] L. Karl, W. Haegeman éd G. Degrade, Deerminaion of he maerial damping raio and he hear wave velociy wih he Seimic Cone Peneraion Te, Soil Dynamic and Earhquake Engineering, Vol 26. pp 1111-1126, 26 [1] P.K. Roberon, Inerpreaion of cone peneraion e - a unified approach, Canadian Geoechnical Journal, Vol 46. pp. 1337-1355. 29 [11] L. Tonni é P. Simonini, Shear wave velociy a funcion of cone peneraion e meauremen in and and il mixure. Engineering Geology, Vol 163, pp. 55-67 213. [12] P.K. Roberon é C.E. Wride, Evaulaing cyclic liquefacion poenial uing he cone peneraion e, Canadian Geoechnical Journal, Vol. 35. pp 442-459, 1998 [13] P.K. Roberon, R.G. Campanella, D. Gillepie é A. Rice, Seimic CPT o meaure in iu hear wave velociy, in ASCE J. GED, Vol 112 (8), pp 791-83, 1986 [14] S.L. Kramer: Geoechnical Earhquake Engineering, Prenice Hall, Upper Saddle River, New Jerey, 1996. [15] JJ.M. Brouwer: In-iu oil eing, 27, online book: hp://www.conepeneraion.com/online-book/ KÖSZÖNETNYÍLVÁNÍTÁS A kuaá az Széchenyi Iván Egyeem EFOP-3.6.1-16-216-17 pályázaának ámogaáával valóul meg.