Helyszíni mérések

A helyszíni mérésekkel általában a nyíróhullámok terjedési sebességét (vs) tudjuk meghatározni, esetenként a felületi hullám terjedési sebességének mérésére irányulnak a vizsgálatok. Ezekből empirikus úton számíthatjuk a talaj dinamikai paramétereit. 

A helyszíni mérések során jellemzően egy ponton, valamilyen módon (mechanikus kalapács, robbantás, ejtősúly) gerjesztett, rövid idejű vagy állandó hullám egy vagy több pontra való beérkezési ide­jét határozzák meg. A mérési eljárások alapvetően két fő csoportba sorolhatók. Az egyikben valamennyi mérőműszert a felszínen helyezik el, míg a másik fő csoportban a nagyobb pontosság érdekében vagy a vevőt, vagy az adót, vagy mindkettőt fúrólyukban rögzítik.

Előbbi eljárások közül a legelterjedtebb a szeizmikus refrakciós módszer – ahogy a nevében is szerepel – a hullám két réteg határán való iránytörésének elvén alapul. A felszínen keltett hullámok a réteghatáron megtörnek, a kritikus szöggel beérkező hullám a réteghatáron terjed tovább, mely az úgynevezett kritikus távolságon túl először éri el az egyenletes távolságokban elhelyezett geofónokat. A csekély mélységig alkalmas eljárással a felszín közeli rétegekre jellemző nyíró-, illetve longitudinális hullám terjedési sebességeket lehet meghatározni. A módszer költségvonzata csekély a többihez képest, ám csak akkor használható, ha a rétegsebességek a mélységgel nőnek.

Fúrólyukban végezhető mérések a down­hole, up-hole és crosshole vizsgálatok. A downhole mérés során egy fúró­lyuk­ban 0,5–1,0 m mélységközökkel vé­gig­vezetnek egy érzékelőt (geofónt vagy gyorsulásmérőt), mellyel a felszínen keltett longitudinális és transzverzális hullámok beérkezési idejét mérik. A különböző mélységekből származó adathalmazból – figyelembe véve a réteghatárokon való iránytörést – határozható meg a talajzónákra jellemző hullámterjedési sebesség. Az up-hole vizsgálat esetén a műszerek elhelyezése fordított, a fúrólyukban történik a hullámgerjesztés, a felszínen meg az érzékelés. A crosshole vizsgálat során két vagy több fúrólyukra van szükség, hiszen mind a hullámgerjesztő műszer, mind pedig az érzékelők egy-egy fúrólyukban helyezkednek el. Egy mérés során a műszerek azonos mélységben helyezkednek el, majd ezután a mérést 0,5–1,0 m mélységközökként ismétlik. E módszer tekinthető a legpontosabb eljárásnak az in situ mérési technológiák közül, s a pontosság tovább fokozható a fúrólyukak számának növelésével. A fúrólyukas eljárások a furat készítéséből fakadóan meglehetősen költséges mérési módszerek.

A nemzetközi gyakorlatban, s hazánkban is egyre jobban terjed a lényegében a downhole eljárással analóg szeizmikus statikus szondázási vizsgálat (SCPT), mely a hagyományos statikus nyomószondázás (Cone Penetration Test – CPT) egyik változata. Ekkor a vevő nem egy fúrólyukban, hanem a – geotechnikai tervezési feladatokhoz manapság már szinte minden esetben alkalmazott – CPT (CPTu) berendezés fejében van kialakítva, így a hagyományos tervezési feladatokhoz nyert alapadatokon túl a talaj dinamikus viselkedéséről is kapunk információt. 

Az in situ méréseknél még megemlítendő a szeizmikus tomográfia, a felületi hullámok módszere, melyek mára már háttérbe szorultak.

Laboratóriumi mérések

A leggyakrabban alkalmazott laboratóriumi vizsgálatok a dinamikus talajparaméterek meghatározására a következők:

• talajhenger rezonanciás vizsgálata,
• ciklikus nyírásvizsgálat (közvetlen nyírás vagy torziós nyírás),
• ciklikus triaxiális vizsgálat,
• nyíróhullámok közvetlen mérése bender elementtel.