A cikk szerzője:

Pattantyús-Á. Miklós Tudományos munkatárs
Eötvös Loránd Geofizikai Intézet

Prónay Zsolt tudományos főmunkatárs
Eötvös Loránd Geofizikai Intézet

Tildy Péter tudományos munkatárs
Eötvös Loránd Geofizikai Intézet

Törös Endre tudományos főmunkatárs
Eötvös Loránd Geofizikai Intézet

Geofizikai módszerek alkalmazása a vasúti alépítmények vizsgálatában (2. rész)

A Sínek Világa előző számában a radarvizsgálatok tesztméréseit, azok eredményeit, valamint rövidebb vágányhosszakon végzett méréseink szelvényeit mutattuk be. Az utóbbi nyolc évben egyre több felkérést kaptunk egyre hosszabb pályaszakaszokra, így a korábban kidolgozott technológia alkalmazása rutinszerűvé vált. A méréseket, néhány kivétellel, többségében munkagépre szerelt radarral végeztük, elfogadható sebességgel haladva. Többször bíztak meg minket olyan munkával, amelynek során nemcsak a vágányfelépítmény vizsgálatát, hanem a teherviselő töltés állapotának minősítését is kérték. Ezért nem csupán a radar módszert használtuk, hanem a szeizmikus módszert és a talajok elektromos fajlagos ellenállásmérését is beillesztettük a kutatásba. Ezek a felkérések többnyire vasúti hidak előtti és utáni töltésszakaszokra vagy ismert, gyenge teherviselő altalaj helyének vizsgálatára vonatkoztak. Ebben a részben e vizsgálatok eredményeit mutatjuk be a fontosabbak kiemelésével, metszetekkel, anomália térképekkel illusztrálva.

A régi koronaélen mért szelvénnyel összehasonlítva az új töltés nagyobb fajlagos ellenállású, azaz kisebb víztartalmú és/vagy szemcsésebb anyagot sejtet. A híd környékén, a 10–40 m közötti szakaszon itt is látszik egy nedvesedésre utaló kis fajlagos ellenállású zóna kb. 10 m-es mélységben.
A vonal menti szeizmikus tomográf mérések Ukk felé eső szelvényeit a 19. ábrán mutatjuk be. A kékkel színezett tartomány kis relatív sebességű, laza anyagot jelent, amelynek hozzávetőleges talajszondázá­si (N) értéke nem éri el a 10-et. A régi koronaélen mért szelvény egy jól rétegzett, konszolidált rétegsort mutat, amelynél a sebességértékek a „réteghatárokon” markánsan megváltoznak. Az új koronaélen mért szelvénynél a felszíni laza anyag vékonyabb, és fokozatosan megy át a jobb megtartású talajok felé. Az új rézsű mechanikailag jobb állapotú a bemerülő hullámos tomográf mérések szerint, mint a régi. A teherviselő felület (piros) mélyülése mindkét oldalon követhető a hídhoz közeli szakaszokon.

22. ábra. A feltárások „színkódolása” a radarszelvényen is látható jelekké23. ábra. A radarmérések értelmezése és eredményeA töltés alatt mért szeizmikus sebességtérkép a nyíróhullám sebességeloszlását mutatja a töltésalap környezetében, így annak mechanikai állapotát tükrözi leginkább. A kisebb sebesség (kék) gyengébb mechanikai állagú talajokra utal, amelyek nyírásra kevésbé terhelhetők. Saját mérési tapasztalataink és irodalmi adatok szerint a legkisebb nyíróhullámsebesség-érték (150 m/s) kb. 15 körüli N értéket jelenthetnek. Az Ukk felőli oldal térképét a 20. ábrán mutatjuk be.
A térképen két, egymástól viszonylag könnyen elkülöníthető terület látható, ezeken belül viszont inhomogén a sebességek eloszlása. A töltésaljzat leggyengébb pontja a legkisebb nyíróhullámsebesség-értékek körül van. Ez az anomália hozzávetőlegesen jó egyezést mutat a fajlagos ellenállásszelvények e szakaszainak kis faj­lagos ellenállásértékeivel, de a pontos értékeléshez a nyíróhullám-anomáliát kell alapul venni, mert ennek felbontóképessége jobb ebben a tartományban.
Összefoglalva: a régi töltés konszolidáltabb, rétegzettebb szerkezetű, homogénebb, mint az új, de mechanikai tulajdonságai kedvezőtlenebbek. A vizsgált geofizikai paraméterek töltéstestbeni eloszlása nem magyarázza meg egyértelműen a töltéstest utólagos „konszolidációs” mozgásait. E mozgások oka sokkal inkább a töltés alatti altalajban keresendő, amelyre nézvést a szeizmikus nyíróhullámmérések behatárolták a kritikus tartományt.

A Szajol–Püspökladány vonalszakasz alépítmény-diagnosztikai vizsgálata

A 2 × 70 km hosszú vonalszakasz mérését radar módszerrel végeztük a herendi és a dinnyési szakaszok méréséhez hasonlóan, azzal a különbséggel, hogy különböző mélységekre fókuszálva két frekvencián mértünk egy időben (350 és 1 GHz), majd visszafordulva a vasúti pályatest másik oldalán is. A hordozójármű UDJ munkagép volt (21. ábra). Egy ilyen kiterjedésű mérés napjaink technikai színvonalán történő kivitelezése komoly feladatot jelent, amit sikerült megoldanunk. Ilyenek a pozicionálás és a mérési szelvény utólagos helyreállíthatóságának kérdése, a radarméréssel egyidejű videofelvétel készítése az utólagos értelmezés megkönnyítéséhez és szinkronizálása a geofizikai méréssel. Mint már láttuk, a nyers mérési szelvény önmagában használhatatlan, a feldolgozást ekkora adatmennyiség mellett automatizálni kell, meghagyva annak interaktív jellegét. Tapasztalataink szerint nincsenek a műszergyártó által árusított jól használható szoftverek, ezért különösen a feldolgozást követő értelmezés és ennek a tervező számára is megfelelő megjelenítése már a megbízóval közösen kialakított eljárás eredményeképpen születhetett meg (22. ábra).

24. ábra. DGKU típusú munkagép két radarantennával25. ábra. Két radarantenna mérés közbenA mérés abban is különbözött az eddigiektől, hogy az értékeléshez az Infraplan Kft.-től, mint megbízótól, feltárásaik révén több visszajelzést kaptunk az egyes objektumokról, azok anyagáról, az egyes anomáliák okairól, mint általában szoktunk, és ezeket beépítettük a végső értelmezésbe. Mint a fentiekben láttuk, a radar módszerrel a réteghatárok felismerhetők ugyan, de a reflektáló réteghatárról nem tudjuk, hogy annak mi az anyaga. A megfelelő minőségű tervezéshez a feltárásokat soha nem lehet elég sűrűn telepíteni, ami a radarmérések létjogosultságát húzza alá, hiszen ezek segítségével folyamatosan nyomon lehet követni a vizsgált jelenségeket a feltárások között (23. ábra).

Tesztmérés fémcsíkok kimutathatóságának igazolására

A mérések célja annak megállapítása volt, hogy földradarral észlelhetőek-e a zúzottkő ágyazat alatt kifejezetten kísérlet céljából elhelyezett geotextílián lévő 20 cm széles alumíniumfólia csíkok, valamint annak vizsgálata, hogy mindez korlátozza-e a mérési sebességet. A helyszín Sárbogárd környéke volt, a méréseket ötféle sebességgel, éjszaka végeztük a TenCate osztrák cég megbízásából, az általuk készített fóliák kimutatására.

A mozdony elejére két árnyékolt antennát szereltünk 0,5 m-es magasságban, valamint egy 1 GHz-es tölcsér és egy 350 MHz-es hemiszferikus dipólantennát (24. ábra). Az antennákat a munkagép két oldalán úgy helyeztük el, hogy a lehető legtávolabb legyenek az aljaktól, így a legkevésbé zavarják a felvételeket (25. ábra).

26. ábra. Zúzottkő alatt keresztben elhelyezett fémcsíkok kimutatása radarralA méréseket mindkét antennával gyakorlatilag 10, 20, 40, 60 és 80 km/h sebességgel végeztük. A fémcsíkok mindkét frekvencián mindegyik sebességnél megjelentek a felvételeken, a zúzottkő és az alépítmény közötti határfelületen. A fémcsíkok reflexiói a szelvényeken hiperbola formában jelennek meg, amelyeket a 26. ábrán piros nyilakkal jelöltünk.
A mérési eredmények alapján bebizonyosodott, hogy a zúzottkő alatti alumíniumcsíkok földradarral akár 80 km/h sebességgel is kimutathatók.

A szerkesztő válasza egy olvasói észrevételre Pattantyús-Á. Miklós Radarmódszerek alkalmazása a vasúti alépítmény vizsgálatában (1. rész) című cikkével kapcsolatban egy kedves olvasónk észrevételezte, hogy a cikkben bemutatott radarszelvények egy átlagolvasó számára értelmezhetetlenek. Konzultálva a cikk szerzőjével, részben elismerjük a kritika jogosságát, azonban szükségesnek tartjuk megjegyezni az alábbiakat: A bemutatott szelvények a tényleges mérési adatok kicsinyített másolatai, és illusztrációként szolgálnak. A geofizikai vizsgálati módszerek eredményeként megjelenő szelvények és térképek csak elmélyült vizsgálódással, nagy tapasztalattal és tudással rendelkező szakemberek elemzésével értelmezhető. A cikk célja figyelemfelhívás egy adott téma eredményeinek és alkalmazásának bemutatására. Szerkesztőségünk a szerzők elérhetőségének közzétételével megadja a lehetőséget, hogy az érdeklődők elmélyüljenek a témában, és a szerzőkkel folytatott személyes konzultáció alapján részletesebb ismeretekkel bővítsék tudásukat.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző1234
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2011 / 1. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©