A Bodai Agyagkő Formáció kőzeteinek kőzetmechanikai vizsgálata hőterhelés hatására

Hasonló dokumentumok
IV. IV. KŐZETTANI ÉS GEOKÉMIAI VÁNDORGYŰLÉS KIADVÁNYA. Orfű, szeptember A rendezvény támogatói: A rendezvény szervezői:

Ultrahang hullámok terjedése különböző kőzetekben

Rövid közlemény. Ízesítő a permi Bodai Agyagkő Formáció őskörnyezeti rekonstrukciójához: kősó utáni pszeudomorfózák a BAT 4 fúrás agyagkőmintáiban

A BODAI AGYAGKŐ FORMÁCIÓ ÁSVÁNY-KŐZETTANI ÉS GEOKÉMIAI VIZSGÁLATI EREDMÉNYEI. Máthé Zoltán

Varga A A dél-dunántúli permokarbon képződmények: Hagyományos felfogás és rétegtani problémák. Mecsek Földtani Terepgyakorlat, Magyarhoni

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

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

Dr. Fenyvesi Olivér Dr. Görög Péter Megyeri Tamás. Budapest, 2015.

1?/á V# Kjfcjf-JCÄ «5 r if rví* %.**f fe. *,&7

a NAT /2007 számú akkreditált státuszhoz

Kőzetek fagyasztás hatására bekövetkező mechanikai változásainak vizsgálata

Függőleges és vízszintes vasalás hatása a téglafalazat nyírási ellenállására

Kisciklusú fárasztóvizsgálatok eredményei és energetikai értékelése

Dr. Farkas György, egyetemi tanár Németh Orsolya Ilona, doktorandusz

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Bevezetés. A Bodai Aleurolit Formáció előzetes és rövid távú kutatásának eredményei

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2013 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2018 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Az ÉTI évben végzett cementvizsgálatainak kiértékelése POPOVICS SÁNDOR és UJHELYI JÁNOS

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Vizsgálati eredmények értelmezése

A kukoricaszár blokk laboratóriumi vizsgálatai

Az állományon belüli és kívüli hőmérséklet különbség alakulása a nappali órákban a koronatér fölötti térben május és október közötti időszak során

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH /2014 nyilvántartási számú 2 akkreditált státuszhoz

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

Pattex CF 850. Műszaki tájékoztató

PETROLOGY AND GEOCHEMISTRY OF THE PALAEOZOIC LOWER TRIASSIC SILICICLASTIC ROCKS FROM SOUTHERN TRANSDANUBIA, HUNGARY

Nemzeti Akkreditáló Hatóság. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A DÉL-DUNÁNTÚLI PALEOZOOS ALSÓ-TRIÁSZ

Vízkutatás, geofizika

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A Bodai Aleurolit Formáció ciklussztratigráfiai vizsgálata

Agyagkövek nedvességtartalom és anizotrópia érzékenysége

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

TALAJMINTÁK RADIOAKTIVITÁSÁNAK VIZSGÁLATA PEST MEGYÉBEN

a NAT /2009 számú akkreditált státuszhoz

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Abstract. 1. Bevezetés

A fenntartható geotermikus energiatermelés modellezéséhez szüksége bemenő paraméterek előállítása és ismertetése

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Homlokzati burkolókövek hőterhelése. Dr. Gálos Miklós Dr. Majorosné Dr. Lublóy Éva Biró András

A= a keresztmetszeti felület cm 2 ɣ = biztonsági tényező


10. A földtani térkép (Budai Tamás, Konrád Gyula)

FELSZÍN ALATTI VIZEK RADONTARTALMÁNAK VIZSGÁLATA ISASZEG TERÜLETÉN

Kőzetállapot-előrejelzés mélyfúrás-geofizikai mérések alapján vágathajtás irányítás céljából. Tartalom

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Mélyfúrás-geofizikai eredmények a bátaapáti kutatásokban felszíni kutatófúrások vizsgálata

Dermesztett teherhordó homokbeton szerkezetek roncsolásmentes szilárdságbecslővizsgálatai

10. előadás Kőzettani bevezetés

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A Budai-hegységi tórium kutatás szakirodalmú áttekintése

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

VIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

VÍZZÁRÓSÁG, VÍZZÁRÓSÁG VIZSGÁLAT

POLIMERTECHNIKA Laboratóriumi gyakorlat

HAZAI LOMBOSFÁK JUVENILIS (BÉL KÖRÜLI) FAANYAGÁNAK ANATÓMIAI ÉS FIZIKAI SAJÁTOSSÁGAI, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A HAZAI ERDŐGAZDÁLKODÁSI VISZONYOKRA

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

TÁJÉKOZTATÓ. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

a NAT /2006 számú akkreditált státuszhoz

Anyagvizsgálatok. Mechanikai vizsgálatok

a NAT /2008 számú akkreditálási ügyirathoz

SUGÁRVÉDELMI EREDMÉNYEK 2014-BEN

A BÜKKI KARSZTVÍZSZINT ÉSZLELŐ RENDSZER KERETÉBEN GYŰJTÖTT HIDROMETEOROLÓGIAI ADATOK ELEMZÉSE

előadás Falszerkezetek

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

TÖMEGÁLLANDÓSÁG FOGALMA

Correlation & Linear Regression in SPSS

PLATTÍROZOTT ALUMÍNIUM LEMEZEK KÖTÉSI VISZONYAINAK TECHNOLÓGIAI VIZSGÁLATA TECHNOLOGICAL INVESTIGATION OF PLATED ALUMINIUM SHEETS BONDING PROPERTIES

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és mechanikai viselkedése

A talaj természetes radioaktivitás vizsgálata és annak hatása lakóépületen belül. Kullai-Papp Andrea

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

TELJESÍTMÉNYNYILATKOZAT

Hőkezelő technológia tervezése

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2015 nyilvántartási számú (1) akkreditált státuszhoz

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (4) a NAT /2011 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

se és alkalmazása Alun Thomas RHK Kft. SDMTS

A jövedelem alakulásának vizsgálata az észak-alföldi régióban az évi adatok alapján

BÁNYÁSZAT ÉS KÖRNYEZET

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VEGYIPAR ISMERETEK EMELT SZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

Világítástechnikai üveghulladék tégla- és cserépipari felhasználhatóságának lehetőségei 1. rész

BME Department of Electric Power Engineering Group of High Voltage Engineering and Equipment

A II. kategória Fizika OKTV mérési feladatainak megoldása

Sósvíz behatolás és megoldási lehetőségeinek szimulációja egy szíriai példán

NSZ/NT betonok alkalmazása az M7 ap. S65 jelű aluljáró felszerkezetének építésénél

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

VOLT EGYSZER EGY KAROTÁZS

A Bodai Aleurolit Formáció ciklussztratigráfiai vizsgálata

A BETON ÖSSZETÉTELE. Elsősorban cement, de alkalmazható őrölt égetett mész vagy egyéb hidraulikus kötőanyag is Adalékanyagai:

A budapesti 4 sz. metróvonal II. szakaszának vonalvezetési és építéstechnológiai tanulmányterve. Ráckeve 2005 Schell Péter

Hőtágulás - szilárd és folyékony anyagoknál

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Átírás:

A Bodai Agyagkő Formáció kőzeteinek kőzetmechanikai vizsgálata hőterhelés hatására The determination for heat effect of the rock mechanical parameters of Boda Claystone Formation Krupa Ágnes Kőmérő Kft, krupaagnes@komero.hu, kovacslaszlo@komero.hu, somodigabor@komero.hu Kovács László Kőmérő Kft, kovacslaszlo@komero.hu, Somodi Gábor Kőmérő Kft, somodigabor@komero.hu Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 215 (Szerk: Török Á., Görög P. & Vásárhelyi B oldalak: 171 18 Török Ákos Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Geotechnika és Mérnökgeológia Tanszék, torokakos@mail.bme.hu ÖSSZEFOGLALÁS: Magyarországon kutatások eredményeiként a nagy radioaktivitású hulladékok elhelyezéséhez a legalkalmasabbnak tartott kőzetkörnyezet a Bodai Agyagkő Formáció (BAF). Emiatt nagyon fontos a kőzetkörnyezet viselkedésének ismerete, a kőzet minősége és szilárdsága, valamint annak változása különböző hatások esetén. A vizsgálat során a korábbi kutatási fázisok fúrómagjainak mintái kerültek elemzésre, valamint a nyomó- és húzószilárdsági értékeik meghatározására, a mintákat ért különböző hatások után. A mintákat több, magas hőmérsékletű hőhatás alá vetettük, melyek után a szilárdságuk változása összehasonlításra került. A BAF minták egyirányú nyomószilárdsága és húzószilárdsága nagymértékben függ a kőzetet alkotó ásványoktól. A homogénnek tekinthető minták szobahőmérsékleten átlagos 22 MPa nyomószilárdsága csak kis mértékben változik a mintát ért hőhatások után. Azonban ezzel ellentétben, az albitfészkeket tartalmazó agyagkő minták átlagos 1 MPa nyomószilárdsága már a 15 C-os hőterhelés hatására közel 5 %-kal megnő, ami a 3 C-os hőterhelés esetében tovább emelkedik újabb 1 %-ot. A víztelített homogén agyagkő nyomószilárdságának csökkenése igen magas, 3 % értékű, míg az albitfészkes mintáké az elvárthoz közelebbi, 2 % értékű csökkenést mutat. Kulcsszavak: Bodai Agyagkő Formáció, nyomószilárdság, húzószilárdság, hőterhelés ABSTRACT: The Boda Claystone Formation considered to be the most appropriate environment as a host rock for the disposal of high level radioactive waste in Hungary. It is crucial to understand and measure the mechanical properties of this host rock, and the alteration of these properties when this claystone is exposed to higher temperatures. Core samples were taken from the previous research phase were used for the experiments. Uniaxial compressive strength and indirect tensile strength of the samples were recorded at room temperature and after alteration due to higher temperatures. The different strength of the claystone samples seems to depend on the texture and the mineral composition. The homogeneous samples have an average UCS value of 22 MPa at air-dry state, which barely changes due to different heat effects. Conversely, samples which contain albite minerals have an average USC value of 1 MPa. These samples show strong increase in strength after heating; at 15 C a strong 5 % increase was observed, and at 3 C another slight increase of 1 % was recorded Water saturated samples had lower UCS values; a decrease of 3 % in case of the homogeneous samples, and 2 % in case of albite-containing samples. Keywords: Boda Claystone Formation, uniaxial compressive strenght, tensile strenght, heat effect

Krupa Kovács Somodi - Török 1 BEVEZETÉS A Bodai Agyagkő Formáció (BAF) a dél-dunántúl aljzatának jellemző képződménye, felszíni és felszín közeli elterjedése a nyugat-mecseki antiklinális tengelyzónájában Boda község környékén található. Jó vízzáró képességgel rendelkezik, duzzadóképes agyagtartalma miatt, valamint az erősen konszolidált nagy testsűrűsége (> 25 kg/m 3 ) és nagyon kis porozitása (< ~5 %) van. A BAF minősítésének során elvégzett részletes ásványtani, kőzettani és geokémiai vizsgálatok során agyagkő, aleurolit, homokkő, albitolit és dolomit fő kőzettípusokat, valamint azok között számos átmeneti típust különítettek el (Barabás & Barabásné 1998, Sebe-Sámson 26, Árkai 2, Konrád 28). A különbségek nem mindig élesek, sőt gyakoribbak az átmeneti típusok. Az agyagkő, az aleurolit és ezek keveredési típusainak elkülönítése nem könnyű feladat, ezek a típusok uralják azonban döntően a formáció rétegsorát. Az albit jellemzően kötőanyagként lehet jelen több kőzettípusban akár 5 %-os előfordulással is (Máthé 1999). Habár a korábbi kutatási programokban széleskörű vizsgálati programot hajtottak végre, az ezek folyamán megvalósult kőzetmechanikai vizsgálatok nem tartalmazták a formáció szilárdsági tulajdonságainak hőfüggő vizsgálatait. Jelen kutatás célja, hogy ilyen szempontból is jellemezze a BAF-ot és megpróbáljon összefüggéseket feltárni a szilárdsági tulajdonságok és a hőmérsékletváltozás között. 2 VIZSGÁLT MINTÁK 2.1 A minták általános leírása A vizsgálat során felhasznált minták a korábbi években folytatott kutatások fúrómag mintái, melyek a Delta3 elnevezésű fúrásból származnak. A fúrás az ismert alfa vágatból lett kiindítva, déli irányba, 18 os irányszöggel és -2,5 dőlésszöggel, tehát közel vízszintesen haladt (Konrád 1996). A teljes fúrás hossza 245,9 m, amiből a fúrás kezdőpontjától számítva a minták 8 m és 126 m közötti mintadarabok, összesen 31 minta. A próbatestek előkészítését, a vizsgálatokat és a méréseket a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszékének Anyagvizsgáló Laboratóriumában végeztük el. A fúrásból kivett mintákat két nagy csoportra lehet bontani az ásványtani szerkezetük alapján. Az egyik része a fúrásmintáknak a fúrás 8 83 és a 94 122 folyóméter közötti szakaszaiból származik. Ezek az albitfészkes minták (1. ábra), melyek szemmel láthatóan albitfészkeket tartalmaznak. Mindkét szakaszon a kőzet vörösbarna színű, általában közepes mennyiségű albitfészket tartalmaz, melyek 2 1 mm-re helyezkednek el egymástól. 1. ábra. A 12/1 számú próbatest közelről, a látható albitfészkekkel A minták másik része a 83 92, valamint a 122 131 folyóméter közötti szakaszok mintái, melyek albitfészkektől mentes, homogénnek tekinthető minták (2. ábra). Az első szakasz változatos 172

Bodai Agyagkő kőzetmechanikai vizsgálata színárnyalatú, világos vörösbarna, vörösbarna és barnásvörös színekkel, a második szakasz mintáinak színe sötétebb vörösbarna. 2. ábra. A 22. számú próbatestek csoportja, homogén minták 2.2 A próbatestek kialakítása és csoportosítása A 31 mintából összesen elkészült próbatest száma 92 db, melyből 56 db 2:1 magasság:átmérő méretarányú, és 36 db 1:1 magasság:átmérő méretarányú próbatest. A próbatestek két populációra lettek osztva az előző pontban bemutatottak alapján, homogén és albitfészkes populációkra. A rendezés után kialakult darabszámokat az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat. A próbatestek száma mintapopulációnként (Number of speciments in each population) Mintapopulációk megnevezése Próbatestek száma 2:1 méretarányú, homogén 2 db 2:1 méretarányú, albitfészkes 36 db 1:1 méretarányú, homogén 1 db 1:1 méretarányú, albitfészkes 26 db Összesen: 92 db A négy mintapopuláción belül a mintákat még 5-5 vizsgálati csoportba soroltuk, a különböző vizsgálati csoportokon más más vizsgálatok lettek elvégezve. A kimaradt 2 próbatestet a vizsgálatok végén légszáraz mintaként használtuk fel a szilárdsági vizsgálatok között. 3 VIZSGÁLATI MÓDSZEREK A kialakított 96 próbatest mindegyikén minden vizsgálat előtt és után mértük a longitudinális ultrahang terjedési sebességet, ahol szükséges volt, ott a vizsgálat különböző szakaszaiban is. Szintén minden mintán mértük a vizsgálatok előtt és után a tömegüket, majd számítottuk a testsűrűséget. A minták 1. csoportján nem végeztünk külön vizsgálatot, azok lettek az etalon minták, melyek szilárdság vizsgálatait légszáraz állapotban végeztük el. A minták 2. csoportján víztelítettség vizsgálatot végeztünk, két hét folyamatos vízben tartással. A próbatestek három csoportján végeztünk különböző hőmérsékleti terheléseket. A minták 3. csoportja ciklikusan volt terhelve 15 C-on, 1 cikluson keresztül. A 15 C-os hőn tartás a ciklusokban 4-4 óráig tartott. A próbatestek 4. vizsgálati csoportja 3 C, az 5. vizsgálati csoportja 6 C hőterhelésnek lett kitéve, mindkét esetben a próbatestek 6-6 órán keresztül voltak az adott hőfokon melegítve. 173

Krupa Kovács Somodi - Török 4 VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK 4.1 Testsűrűség és ultrahang terjedési sebesség értékek Az összes próbatest testsűrűségének átlaga 273 kg/m 3, mely a minimális 2685 kg/m 3 és a maximális 2778 kg/m 3 értékek között 18,54 értékű szórással rendelkezik, így ezt az átlagot el lehet fogadni a kőzet testszilárdságának értékére. A 27 kg/m 3 értéket csupán három 1:1 magasság-átmérő méretarányú próbatest testsűrűség értéke nem érte el, ezek közül is a legkisebb már a próbatest kialakítása után nagy, látható repedéssel rendelkezett, és a víztelítettség vizsgálat során szétesett a repedés mentén. A homogén és albitfészkes próbatestek közötti átlagos testsűrűség különbsége csupán 8 kg/m 3, így a sűrűségük tekinthető közel azonosnak. A próbatestek átlagos ultrahang terjedési sebessége 5314 m/s. A két csoportot szétválasztva a homogén minták átlagos ultrahang terjedési sebessége 5572 m/s, míg az albitfészkes mintáké 519 m/s. Az átlagostól eltérően magas vagy alacsony értékek mindenképpen valamilyen szerkezeti elváltozásra utalnak. Erre példa a korábban említett legalacsonyabb testsűrűségű próbatest, mely ultrahang terjedési sebességének értéke 3926 m/s, ami a legkisebb a teljes próbatest csoportot tekintve. A legnagyobb ultrahang terjedési sebességgel rendelkező minták értékei rendre 618 m/s, 616 m/s és 5971 m/s, melyek a legnagyobb húzó- és nyomószilárdsági értékekkel rendelkeznek a vizsgálati csoportjaikon belül (lásd később: σ h.légszáraz = 26,7 MPa; σ ny.légszáraz = 37 MPa és σ ny.víz = 193 MPa). 4.2 Nyomó- és húzószilárdsági eredmények A nyomó- és húzószilárdsági eredményeket a kialakított öt vizsgálati csoportban összegeztük, valamint azokon belül a két kőzettípust külön-külön is figyelembe vettük. A két csoport kőzeteit összehasonlítva, minden vizsgálati csoport átlag eredményeit figyelembe véve, megállapítható, hogy a homogén összetételű próbatestek nyomószilárdsági értékei magasabbak, mint az albitfészkes minták értékei (2. táblázat). A legnagyobb eltérés a két kőzettípus nyomószilárdsági értékei között légszáraz állapotban van, amikor az albitfészkes próbatestek átlagos nyomószilárdság értéke 55 %-kal alacsonyabb a homogén próbatestek nyomószilárdság értékéhez képest (228 MPa és 12 MPa). A legkisebb eltérés a 3 C hőterhelést kapott próbatesteknél lép fel, itt a homogén próbatestek átlag nyomószilárdsága 213 MPa, az albitfészkes próbatesteké 161 MPa, így az eltérés 24 % (3. ábra). Nyomószilárdsági átlagértékek 25 2 228 231 213 222 15 1 5 12 149 161 19 134 79 Légszáraz 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Vizsgálati csoportok Homogén Albitfészkes 3. ábra. A homogén és albitfészkes nyomószilárdságok átlagértékének összehasonlítása a különböző vizsgálati csoportokban 174

Bodai Agyagkő kőzetmechanikai vizsgálata 2. táblázat. Vizsgálati csoportonként a homogén és az albitfészkes próbatestek maximális, minimális nyomó- és húzószilárdsági értékei, valamint azok átlagos és szórási értékei Csoportok σ max [N/mm 2 ] σ min [N/mm 2 ] σ átlag [N/mm 2 ] σ szórás [N/mm 2 ] Vízzel telített 6 C 3 C 15 C Légszáraz 1:2 Homogén 36,82 165,57 228,22 6, 1:2 Albitfészkes 155,37 64,21 12,47 31,51 1:1 homogén 11,23 6,34 8,78 3,46 1:1 Albitfészkes 1,24 5,71 6,88 1,71 1:2 Homogén 328,13 12,7 231,25 12,94 1:2 Albitfészkes 221,43 76,24 149,32 54,74 1:1 homogén 13,18 2,67 7,93 7,43 1:1 Albitfészkes 19,81 5,58 1,25 5,51 1:2 Homogén 36,75 144,37 213,19 83,7 1:2 Albitfészkes 22,12 86,33 161,25 47,44 1:1 homogén 7,15 4,27 5,71 2,4 1:1 Albitfészkes 5,73 3,88 4,65,78 1:2 Homogén 33,1 147,78 222,11 65,1 1:2 Albitfészkes 164,61 63,12 19,29 43,26 1:1 homogén 5,41 2,83 4,12 1,82 1:1 Albitfészkes 8,64 2,98 4,95 2,16 1:2 Homogén 192,77 4,11 133,89 65,56 1:2 Albitfészkes 129,2 24,1 79,32 39,57 1:1 homogén 4,11 3,31 3,71,57 1:1 Albitfészkes 6,37 3,22 4,95 1,6 A húzószilárdsági értékek hasonlóak, itt változó, hogy melyik csoport szilárdsági értékei magasabbak a különböző vizsgálatoktól függően (4. ábra), az eltérésük 18-33 % között változik. Húzószilárdsági átlagértékek 12 1 1,2 8 6 4 8,8 6,9 7,9 5,7 4,7 4,9 4,1 3,7 5, 2 Légszáraz 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Vizsgálati csoportok Homogén Albitfészkes 4. ábra. A homogén és albitfészkes húzószilárdságok átlagértékének összehasonlítása a különböző vizsgálati csoportokban 175

Krupa Kovács Somodi - Török 5 VIZSGÁLATI EREDMÉNYEK ÉRTÉKELÉSE 5.1 Testsűrűség és ultrahang terjedési sebesség vizsgálatok értékelése A három hőterheléses vizsgálati csoportban a testsűrűségek csökkenése a várható módon következett be. Minél magasabb hőmérsékleti terhelést kapott a próbatest csoport, annál kisebb lett a vizsgálat utáni átlagos testsűrűség (5. ábra). A vízzel telített próbatestek testsűrűsége megnőtt, bár a legnagyobb változás is csupán,72 m% növekedést jelentett (a legkisebb,2 m%). Testsűrűség átlagértékek kg/m3 275 274 273 272 271 27 269 268 267 266 265 Δ = 12 274 Δ = 8 2731 Δ = 12 273 2731 2728 2723 2718 Δ = 42 2689 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Vizsgálati csoportok Vizsgálat előtt Vizsgálat után 5. ábra. A testsűrűség átlagértékének összehasonlítása a vizsgálatok előtt és után Az ultrahang terjedési sebességek a hőterheléses vizsgálatok elvégzése után minden esetben lecsökkentek, mind a homogén és mind az albitfészkes próbatestek esetében (6. ábra). Ultrahang terjedési sebességének átlagértékei 565 515 5396 5318 5386 5217 5249 525 523 465 4669 kg/m3 415 365 315 265 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Vizsgálati csoportok Vizsgálat előtt Vizsgálat után 6. ábra. Az ultrahang terjedési sebességének változása 176

Bodai Agyagkő kőzetmechanikai vizsgálata Érdekesség, hogy a vízzel telített próbatesteknél az elvárás az volt, hogy az ultrahang terjedési sebességük emelkedni fog, mivel a víz feltételezetten kitölti a repedéshálózatukat és ezzel az ultrahang gyorsabban terjedhet bennük. Azonban ezzel ellentétben, minden vízzel telített 2:1 magasság-átmérő arányú próbatest ultrahang terjedési sebessége lecsökkent, vagy nem változott a vizsgálat végére (7. ábra). Az 1:1 magasság-átmérő arányú próbatestek ultrahang terjedési sebessége viszont egy próbatest kivételével az elvártnak megfelelően emelkedett. Ultrahang terjedési sebessége 65 6 55 5 45 4 Ultrahang terjedési sebességek összehasonlítása 2:1 arányú 1:1 arányú 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 Próbatestek Vizsgálat előtt Vizsgálat után 7. ábra. Az ultrahang terjedési sebességének változása a vízzel telített próbatestek esetén (a vizsgálatok előtti és utániértékeket ábrázolva) 5.2 Hőterhelés vizsgálatok értékelése A 6 C hőterhelésű húzószilárdsági próbatestek egy részénél, valamint a nyomószilárdsági próbatestek mindegyikénél jelentkezett a törés után a levelesedési jelenség (némelyik 15 C és 3 C hősokk terhelést kapott minta esetében is, de ezeknél csak kisebb mértékben). A még ép próbatesteken nem volt látható a fellevelesedés, azonban a törések után, a törési repedések mentén a próbatestek vékony, leveles rétegekben alakították a törési felületet (8. ábra). A levelesedés irányítottsága minden 2:1 arányú próbatestnél a terhelésre merőleges. A levelesedés megjelenésének oka a hő hatására megváltozó anyagi szerkezet, melyben a kötések fellazulnak és a régi leülepedett rétegzettség újra láthatóvá válik. 8. ábra. A 15 C hőterhelést, a 3 C hőterhelést és a 6 C hőterhelést kapott próbatestek törésképei, részleges és teljes levelesedéssel 177

Krupa Kovács Somodi - Török A 6 C hőterhelés után, ha a próbatestek felszínét lecsiszoljuk a teljesen átégett réteg vastagságában, akkor az új felszínen megjelennek a hajszálérrepedések, azok hálózata szemmel láthatóan jól kirajzolódik (9. ábra). Ez minden ilyen magas hőfokon égetett próbatesten látható, vagyis mindegyikről elmondható, hogy az adott minta nem teljesen tömör, hanem apró repedésrendszer szövi át a szerkezetét, mely feltételezhetően az üledékes kialakulásának a következményeként jelenik meg. 9. ábra. A 6 C hőterhelést kapott 28/2 próbatest felszínén látható repedéshálózat a legfelső vékony, átégett réteg lecsiszolása után (a próbatest átmérője 47,4 mm) 5.3 Nyomó- és húzószilárdsági vizsgálatok értékelése Az albitfészkes nyomószilárdsági eredmények a szakirodalomban fellelhető különböző hőterhelés után kapott szilárdsági értékekhez hasonlóan a szilárdság változását jól mutatják (1.a ábra). A kezdeti, légszáraz állapothoz tartozó nyomószilárdság átlagosan 12 MPa, mely a 15 C hőterhelés hatására emelkedik 149 MPa értékre, majd 3 C hőterhelés után eléri a 161 MPa-t. Ezután pedig a 6 C hőterhelés után a szilárdsági értéke lecsökken, de átlagosan még így is magasabb értéket mutat, mint a kezdeti légszáraz állapotban. A homogén próbatestek nyomószilárdsági értékei nem mutatják ugyanezt a tendenciát. A homogén minták között a 3 C hőterhelésen átesett próbatestek nyomószilárdsági értékei alacsonyabbak, mint a 6 C hőterhelést kapott próbatestekéi (bár az eltérés kis értékű). A homogén minták átlagos nyomószilárdságai nagyon hasonlóak a különböző terhelési esetekben, mindhárom hőterhelt vizsgálat esetében az értékek 2 MPa felett maradnak (1.b ábra). A vízzel telített próbatestek nyomószilárdsága nagyon csökken, a homogén minták esetében majd 1 MPa-lal (5 %). A legkisebb szerkezeti belső repedés mentén eltört próbatest értéket számításon kívül hagyva is, az átlag nyomószilárdság csupán 165 MPa lenne, ami még mindig 3 %-os szilárdságvesztést jelent. Az albitfészkes minták esetében a vízzel telített próbatestek szilárdsága a légszáraz állapotéhoz képest 2 %-ot csökken, mely már az agyagkövekre általános értékűnek elfogadható. Mindkét kőzettípusnál a nyomószilárdságok viszonylag nagy szórással rendelkeznek, de mindkettőnél a legnagyobb szórása a 15 C-os ciklikus hőterhelést kapott csoportnak van. 178

Bodai Agyagkő kőzetmechanikai vizsgálata 25 Albitfészkes minták, nyomószilárdsági értékek 2 15 1 5 35 3 25 2 15 1 5 Légszáraz 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Csoportok Homogén minták, nyomószilárdsági értékek Légszáraz 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Csoportok 1. ábra. Az albitfészkes és a homogén próbatest csoportok nyomószilárdság átlagértékei A húzószilárdsági értékek változása eltérő a nyomószilárdsági értékekétől. A homogén minták esetében a húzószilárdsági értékek folyamatos csökkenést mutatnak, minél magasabb hőfokon lett égetve a próbatest, annál kisebb a húzószilárdsága (11.a ábra). A vízzel telített homogén próbatestek húzószilárdsága a legkisebb (3,71 MPa), mely változása a légszáraz állapothoz (8,78 MPa) képest közel 6 %-os csökkenést mutatott. Az albitfészkes minták esetében ez a csökkenés ennek a fele, körülbelül 3 %. Az albitfészkes minták húzószilárdsága a 15 C-os hőterhelés után kimagaslóan nagy érték (1,25 MPa), amíg a 3 C-os hőterhelt minták esetében a legkisebb érték (11.b ábra). Homogén minták, húzószilárdsági értékek Albitos minták, húzószilárdsági értékek 14 25 12 1 8 6 4 2 2 15 1 5 Légszáraz 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Légszáraz 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Csoportok 179 Csoportok 11. ábra. A homogén és az albitfészkes próbatest csoportok húzószilárdság átlagértékei A nyomó- és húzószilárdsági értékekből vizsgálati csoportonként kiszámítottuk a Brinke-féle arányszámot, homogén és albitfészkes értékekből is (12. ábra). Általában egy kőzetnél ennek az aránynak az értéke 1 körüli, jelen agyagkőnél viszont elég változóak az értékek. A homogén minták esetében, minél jobban emelkedik a hőmérséklet hatás a kőzeten, annál ridegebb lesz, annál jobban nő az arányszám értéke (26, légszáraz állapotban, 37,3 3 C hőterhelés után és 53,9 6 C hőterhelés hatására). Ez mind a nyomószilárdsági értékek folyamatos magas értékeit és a húzószilárdsági értékek csökkenésének tendenciáját is mutatja. Az albitfészkes próbatestekre a 6 C hőterhelésnél kapott arányszám nagy eltérésének oka a homogén próbatestek arányszámához képest, hogy ezen vizsgálati csoport átlagos nyomószilárdság értéke is sokkal alacsonyabb a homogén csoportéhoz képest.

Krupa Kovács Somodi - Török Brinke-féle szám (nyomószilárdság - és húzószilárdság aránya) 6 5 53,9 4 3 2 26, 29,2 37,3 34,6 22,1 36,1 1 14,9 14,6 16, Légszáraz 15 C 3 C 6 C Vízzel telített Vizsgálati csoportok Homogén Albifészkes 12. ábra. A Brinke-féle arányszám, homogén és albitfészkes minták esetében külön-külön, próbatest csoportonként, azok átlagos nyomó- és húzószilárdsági értékeikből KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Köszönettel tartozunk a Radioaktív Hulladékokat Kezelő Kft. és a Mecsekérc Zrt. vezetőségének, hogy a rendelkezésünkre bocsátotta a felhasznált fúrómagokat, valamint a Radioaktív Hulladékokat Kezelő Kft. vezetőségének a vizsgálatok engedélyezéséért. Köszönjük az Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék területén működő laboratórium dogozóinak, Eipl Andrásnak, Emszt Gyulának, Pálinkás Bálintnak, Takács Krisztiánnak a vizsgálatok során nyújtott folyamatos segítségüket, hasznos tanácsaikat. Köszönettel tartozunk még a laboratóriumi vizsgálatoknál nyújtott segítségükért Farkas Anitának, Nagy Tamásnak, Török Anitának és Vattai Alinának. IRODALOMJEGYZÉK Árkai P., Balogh K., Máthé Z., Demény A., Fórizs I. & Nagy G. 2. Composition, diagenetic and post-diagenetic alterations of a possible radiactive waste repository site: the Boda Albitic Claystone Formation, southern Hungary. Acta Geologica Hungarica 43/4, 351-378. Barabás A. & Barabásné Stuhl Á. 1998. A Mecsek és környéke perm képződményeinek rétegtana. In: BÉRCZI I. & JÁMBOR Á. (szerk.): Magyarország geológiai képződményeinek rétegtana, MOL Rt. - MÁFI kiadvány, Budapest, 187-21. Konrád Gy. 1996, Delta-3 számú fúrás földtani dokumentáció. Mecsekérc Zrt. Adattár, Pécs, 1-23. Konrád Gy., Sebe K., Halász A. & Babinszki E. 28. Sedimentology of a Permian Playa Lake: Boda Siltstone Formation, Hungary. 25 th IAS meeting of sedimentology. (Bochum). Abstract Book, 1-121. Máthé Z. (szerk.) 1999. Ásvány-kőzettani, kőzetgeokémiai és izotóptranszport vizsgálatok. Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős, 153. Sebe K. & Sámson M. 26: Az Ib-4 számú fúrás földtani dokumentációja. Kézirat, Mecsekérc Zrt. Adattár, Kővágószőlős, 16. 18