Gránit, márga és durva mészkő ultrahang terjedési sebességének és szilárdsági tulajdonságainak összefüggése

A mérnökgeológia feladatai közé tartozik kőzetek lehetőség szerint roncsolásmentes vizsgálata, illetve ezen vizsgálati módszerek kifejlesztése és tökéletesítése. A roncsolásmentes, tehát kőzetmintát nem károsító módszerek közé tartozik az ultrahang hullámok terjedési sebességeinek vizsgálata. A hullámterjedési sebességekből következtethetünk a tervezéshez szükséges különböző paraméterekre, kőzettömb anyagi viselkedésére, mechanikai tulajdonságaira, mint szilárdságára, porozitására a statisztikai mutatók ismeretében. A P (primer) és S (szekunder) hullámok terjedési sebességéből számítható a kőzetek rugalmassági, nyírási, és kompressziós modulusa, Poisson-tényezője. Megállapítható a kőzetek állapota, repedezettsége, mállottsága. Az ultrahangos technika különösen alkalmas olyan védett építmények, mint a műemlékek kőanyagának elemzésére, amelyek minősítése roncsolásos módszerekkel nem valósítható meg. Az ultrahang terjedési sebességekből következtethetünk az altalaj felépítésére, így ezt a technikát lehet alkalmazni a magas- és mélyépítési projektek föltani környezetének vizsgálatára is. A módszert nemzetközi szinten is elterjedten alkalmazzák (Vasvoncelos et al. 2008, Vasanelli et al. 2020).

Ezen kutatás során három, hazánkban gyakran felhasznált, egymástól nagymértékben különböző kőzettípust vizsgáltam. Mórágyi gránitot, mélységi magmás kőzettípust, mely nagy szilárdságú, nem porózus, idő- és kopásálló. Márgát, speciális üledékes kőzettípust, mely tömött szövetű, jól rétegzett, relatív nagy szilárdságú, azonban a gránitnál jóval porózusabb. A Citadellából származó durva mészkövet, biogén üledékes kőzettípust, amely tengeri eredetű, puha, nagyon porózus, és Budapest egyik leggyakoribb építőanyaga. Összesen 34 darab kőzetmintának számítottam ki a testsűrűségét és vizsgáltam bennük a P és S hullámok terjedési sebességét a Geotron és Pundit készülékekkel egyaránt, légszáraz és víztelített állapotban, hiszen a kőzetek mind a csapadék, mind a talajból származó víz hatásának is ki vannak téve használatuk során. Az ultrahangos vizsgálatokat követően pedig roncsolásos nyomószilárdság vizsgálatnak vetettem alá a légszáraz és víztelített állapotú kőzetmintákat. A mérésekből az egyes műszerek megbízhatósága mellett, az adatok szórását is meghatároztam. A mért és számított adatok ábrázolásával pedig megállapítottam a testsűrűség, az ultrahang terjedési sebességek és a nyomószilárdság kapcsolatát a vizsgált kőzetekben.

A korábbi nemzetközi vizsgálatokkal összhangban (Vasanelli et al. 2017) minél nagyobb a kőzetek testsűrűsége, annál nagyobb lesz az ultrahang terjedési sebessége a mintákban, a nagyobb terjedési sebesség pedig nagyobb nyomószilárdsága fog utalni. Ha a kőzetekben a repedések száma és mértéke nagyobb, akkor az ultrahang hullámok terjedési sebessége csökken, ami a sók hatására bekövetkező mállásnál is kimutatható volt (Rozgonyi-Boissinot et al. 2021).

A roncsolásmentes vizsgálatok természetesen előnyösebbek roncsolásos megfelelőiknél, azonban még további fejlesztésekre szorulnak, ezért az így kapott adatok nem csak a mérnöki gyakorlatban, hanem a műszerek megbízhatóságának értékelésében is felhasználhatók, összevetve a hasonló nemzetközi kutatások eredményeivel.

szerző

• 
  Böröczki Luca
  Építőmérnöki szak (műszaki alapdiploma BSc szint)
  alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

• 
  Németh Andor
  doktorandusz, Geotechnikai és Mérnökgeológia Tanszék
• 
  Dr. Török Ákos
  egyetemi tanar, Geotechnikai és Mérnökgeológia Tanszék
• 
  Lógó Benedek András
  tudományos segédmunkatárs, Geotechnikai és Mérnökgeológia Tanszék
• 
  Dr. Vásárhelyi Balázs
  egyetemi docens, Geotechnikai Tanszék

helyezés