Felszín Alatti Vizek Alapítvány Magyar B., Stickel János GÁTTECHNOLÓGIAI VIZSGÁLATOK EGY ISZAPLERAKÓ PÉLDÁJÁN (módszertan)
Indíttatás: az un. Kolontár-típusú katasztrófák megelőzése CÉLOBJEKTUM: tározó kazetták, magas ph-jú salakpernye iszapos zagytöltéssel, 15-20m magasságú, 20-50 hektár kiterjedésű, eltérő korú és állapotú cementált töltéstestekkel Klasszikus tározóvizsgálati módszerek: 1D) Hagyományos mintavételek-geotechnikai laborelemzések, modellszámítások Kiemelendő: Dr. Asbóth János metodikai alapvetései a tervezés és ellenőrzés szempontjaira Problémák: A mintavételi helyek és mélységek sok prekoncepciót tartalmaznak az objektum állapotáról A vizsgálatok kizárólag pontszerű eredményeket adnak A vizsgálati szám rutin eljárásban kevés A magképtelen (!) töltéstestek nincsenek megfelelően minősítve A statikai modellező programok kizárólag rugalmas alakváltozásokat kezelnek legfeljebb 2.5 dimenzióban (szokásos eljárás: Penetrométerek, nehéz verőszondák: Az erősen cementált töltéseken nem alkalmazhatók (ez a jellemző) Geoelektromos szelvényezések: A kitöltő pórusfolyadék magas vezetőképessége elfedi a tározó kőzet szerkezeti képét, ezáltal a szennyezettségi állapotra lesz Siófok, 2012.március érzékeny XIX. Konferencia a felszínalatti vizekről
Statika alapdilemmája: TÁROZÓK VALÓS REOLÓGIAI MODELLJE Elasztikus modell Viszkózus modell Plasztikus modell kvázi stacionárius terhelések rugalmas alakváltozások maradandó alakváltozások tulajdonságok frekvenciafüggők határterhelés alatt nincs alakváltozás, felette határtalan Földköpeny áramlások árapály jelenségek földrengések, kéregmozgások 1. Komplex modellek közös jellemzője: időfüggő tényezők (relaxációs folyamatok ) 2. A fizikai állandók változnak a hely és az idő függvényében)) -> alakváltozások STÁDIUMA függ az egyensúlyi helyzettől való eltérés mértékétől 3. A modellválasztás KÍSÉRLETI ADAT kérdése -> in-situ mérések
IN-SITU VIZSGÁLHATÓ RELEVÁNS KŐZETTULAJDONSÁGOK - Szeizmikus hullámsebességek (Vp, Vs) Várható eredmények: Tomografikus átvilágítás, nagy térrészek minősítése (tározó és környezete), gyenge zónák kiszűrése Dinamikus rugalmassági állandók meghatározása (Young, Sheere-modulus, Poisson-állandó)! -> folyadéktulajdonságok nyírószilárdság alapján minősíthetők Csillapítás-erősítés tényezők, frekvenciafüggő jelenségek értékelése, (reológiai viselkedés) Korlátok: Felbontóképesség változó Bonyolult feldolgozási eljárások (a hullámsebesség és frekvencia függvénye) - Sűrűség-porozitás, pórusfolyadék tartalom, összenyomódási modulus (statikus) Várható eredmények: tározással összefüggő kőzetfizikai tulajdonságok közvetlen összefüggés a szeizmikus viselkedéssel szeizmikus változási zónák tulajdonságainak részletezése, minősítése Korlátok: pontszerű eredmények erősen cementált kőzetek esetén kizárólag furatokban mérhetők (karotázs)
ALKALMAZOTT VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Szeizmikus Sebességtomográfia (szelvénymenti) MÁELGI Mérnökgeofizikai Szondázás (CPTe) ELGOSCAR Kafaghi-rendszerű nyeletéses k-tényező meghatározás Archív légifotók az értelmezések elősegítésére ELGOSCAR MÁELGI
SZEIZMIKA-SZEIZMOLÓGIA
Mérnökgeofizikai Szondázás (CPTe) 1. Előnyös tulajdonságok: - Érintetlen rétegparaméterek - in-situ vizsgálatok - Nincs elárasztott zóna - Kisaktivitású sugárforrások Mért paraméterek: - RCPT, GAM, DEN, NPHI, RES
Mérnökgeofizikai Szondázás (CPTe) 2.
Eredmények 2.
Eredmények 3.
Eredmények
RCPT, MPa Eredmények Szeizmikus hullámsebesség-rcpt összefüggése 100 10 1 0.1 500 1000 1500 2000 Vp, m/s 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 200 145 150 155 160 165 170 175 180 0
Eredmények
ELSŐ KONKLÚZIÓK A töltéstestek és altalajuk inhomogén, a nagyon cementált összletek mellett nagyon gyenge zónák alakultak ki. A gyenge zónák viselik a szilárd, kemény töltés terheit, vastagságuk akár több méter is lehet. Létrejöttükben fontos szerepe kell legyen a tározóból kiáramló lúgos vizeknek. A tározó a vizsgált helyeken jó vízvezető jellegűnek bizonyult. A tározóba juttatott víz hidraulikailag hamar kiegyenlítődik, eláramlik. A reológiai képben megjelennek nem rugalmas tényezők is, Vs olyan alacsony volt, hogy csak felső korlátot tudtunk adni. Vp/Vs arány > 3, további vizsgálatok szükségesek A választott geofizikai módszertani csomag konzekvens eredményeket adott, a mérések felbontóképessége és érzékenysége kiváló volt.
FELMERÜLŐ KÉRDÉSKÖRÖK: A töltéstest belső inhomogenitásának mértéke, egyenlőtlen mozgásokra való hajlam értékelése, kritikus állapotú térrészek kiszűrése, lehatárolása Az eltérő anyagú gáttöltések és azok altalajának lehatárolása, szakaszhatárok vagy átmeneti szakaszok kijelölése, szakaszok jellemzése, egymással és a tározott anyaggal való kapcsolatuk minősítése Már lezajlott alakváltozások, elmozdulások (kompakciók, kibillenések stb.) felismerése, minősítése, zajló folyamatok indikálása Kivételes körülmények (földrengés, meteorológia) okozta hatások elemzése Geokémiai jellemzés, a lúgos vizek hatása az épített és természetes állapotú kőzetek geotechnikai viselkedésére, roncsolódások vagy kötések mechanizmusai Permeabilitásviszonyok tisztázása, migrációs folyamatok értékelése, kémiai transzportok a töltéstest és környezete között horizontális és vertikális értelemben. monitoring Automata monitoring rendszerek létesítése mozgások-alakváltozások direkt vagy közvetett mérésére
Köszönöm a figyelmet!!