Gyorsabb és olcsóbb elemzést tesznek lehetővé a Széchenyi István Egyetem kutatójának talajvizsgálati innovációi

Szponzorált tartalom

Több mérőcellával rendelkező triaxiális vizsgálóberendezést és a centrifugális erőt kihasználó, szemcseméret meghatározását szolgáló mérőedényt fejlesztett ki Hudacsek Péter, a Széchenyi István Egyetem kutatója. Mindkét innováció a talajvizsgálatok gyorsabb és pontosabb elvégzését szolgálja.

A különböző műtárgyak, épületek kivitelezésénél geotechnikai és statikai szempontból is rendkívül fontos a talaj szilárdságának, azaz teherbíró képességének, alakváltozási jellemzőinek, illetve szivárgási tulajdonságainak ismerete. Ezek meghatározásához többek között triaxiális, vagyis háromtengelyű mérőcellák használatosak. „A talajminta teljes körű szilárdsági és merevségi vizsgálata azonban hosszú időt vesz igénybe. Ennek oka, hogy egy nagyobb, a mérete folytán reprezentatívabb eredményt biztosító próbatestnél – különösen kis áteresztő képességű talajok esetén – egy szabványos vizsgálat eltarthat akár egy hónapig is. A megrendelő a legtöbbször ennyit nem tud várni, emiatt a vizsgálat lefolytatása nélkül, a nagyobb bizonytalanság kezelésére konzervatívabb karakterisztikus értékekkel kénytelen dolgozni, amitől csorbulhat a kivitelezés gazdaságossága. Így logikus piaci igény olyan módszer kidolgozása, amely ezt a folyamatot képes meggyorsítani. Ez motivált egy olyan vizsgálóberendezés megvalósításában, amely alkalmas egyidejűleg több triaxiális mérőcella integrálására és kezelésére, ezáltal több próbatest egyidejű mérésének végrehajtására” – mondta el Hudacsek Péter, a Széchenyi-egyetem kutatója.

Az ilyen berendezések beszerzési költsége jelentős, és igazán hasznos eredmények megfelelő időtartományon belül akkor szolgáltathatók velük, ha több mérés egyidejűleg végezhető. A kutató találmánya a piacon egyedülálló módon egy központi vezérlőrendszerrel akár hat próbatest vizsgálatát képes kiszolgálni egyszerre, vagyis az innováció ez esetben meghatszorozza a vizsgálati kapacitást. Ezt az a felismerés tette lehetővé, hogy a berendezés költséges vezérlőkomponenseinek a vizsgálat jellegéből adódóan nagyon ritkán kell beavatkozniuk, így megfelelő elosztórendszer közbeiktatásával alkalmasak lehetnek több vizsgált próbatest vezérlési igényének kielégítésére is. „Ezen felül az egyes cellák különböző, speciális mérésekre alkalmas kiegészítőkkel láthatók el, így a hagyományos nyírószilárdsági paraméterek meghatározását célzó vizsgálatokon túl áteresztőképességi, alakváltozási és összenyomódási jellemzők mérése is elvégezhető” – emelte ki a szakember. Mint mondta, a fejlesztés prototípusának készítése folyamatban van, és a technológia iránt már most több cég érdeklődik.

Hudacsek Péter másik találmánya egy speciális mérőedény. „A talajvizsgálati programok egyik legalapvetőbb feladata a talaj azonosítása. Bármilyen tervezési feladat esetén tudni kell ugyanis, hogy pontosan milyen talajkörnyezetben történik az építési tevékenység. Ez azért lényeges, mert ha ismerjük a talaj összetételét, akkor már számos viselkedésbeli tulajdonságára következtethetünk, az összetételnek a további vizsgálatok kiválasztásában is szerepe van” – ismertette a szakember.

Az alapvetően durva szemcséjű talajok is tartalmazhatnak finom frakciókat – például iszapot, agyagot –, s az azonosítás során ezek részaránya is meghatározandó, ám szitálással már nem különíthetők el egymástól. Ebben van szerepe a hidrometrálásnak, amelynek során vizes szuszpenzióban a szemcsék leülepedési ideje alapján megállapítható a különböző névleges szemcseméretű összetevők tömegszázalékos részaránya.

„Ez a vizsgálat is viszonylag hosszú idő alatt zajlik le, ezért a találmányom célja részben a vizsgálati idő lerövidítése, részben pedig a vizsgálat automatizálása. A technológia lényege, hogy a speciális kialakítású mérőcellában folyamatosan mérjük a talajszuszpenziót és a szuszpendáló oldatot tartalmazó két elválasztott mérőhenger azonos magasságban lévő pontjai közötti nyomáskülönbséget. Eközben a cellát egy több lengőkaros centrifugával megpörgetjük. Az akár 200-300 g-s centrifugális gyorsulással »helyettesítjük« a szabványos vizsgálat esetén a szemcsék ülepedését előidéző 1 g nehézségi gyorsulást. Ezzel a módszerrel jelentősen felgyorsul az ülepítés. Az új megoldás úgy kínál gyors és pontos szemeloszlási vizsgálati eredményeket, hogy azok megállapítása ugyanazon fizikai elven alapul, mint a szabványos vizsgálat esetén, ellentétben a szemcsék valódi fizikai méretével korreláló eredményt szolgáltató, például lézerdiffrakciós megoldásokkal” – részletezte.

A szabadalmi eljárás alatt álló találmány megalkotója kiemelte, ezen fejlesztések célja a vizsgálatok egyszerűsítése, amelyek jelentős rutinnal rendelkező laborszemélyzet nélkül is hatékonyan elvégezhetők.