2014. március 25.
Az Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék doktorandusza lett a Magyar Alagútépítő Egyesület 2013-as diplomapályázatának nyertese.
Borbély Dániel dolgozatában egy még újnak számító témát, a kőzetek, elsősorban a töredezett gránit viselkedését tanulmányozta. „A kutatásomat az ún. diszkrételemes módszerrel végeztem, amiről Alun Thomas műegyetemi előadásán hallottam először” – emlékszik vissza a kezdetekre. Belső konzulenseim, Dr. Görög Péter és Dr. Bagi Katalin rengeteget segítettek a dolgozat megszületésében – tudjuk meg Dánieltől, aki szerint mivel „szűk szakterületi témáról van szó és a kutató embernek előbb vagy utóbb meg kell tanulnia angolul”, diplomamunkáját már tudatosan angolul írta meg.
Az építőmérnök hallgató a dolgozatában - Three-dimensional modelling of a drill and blast tunnel in crystalline rock - olyan alapvető kérdésekre próbált választ adni, mint például: „ha ismerjük a töredezett kőzet tulajdonságait és a tagoltságát, akkor mennyire lehet visszamenőlegesen meghatározni, illetve előre „megjósolni” az alagútépítés hatására keletkező elmozdulásokat, valamint milyen erők hatnak a biztosító szerkezetre és a falazatra.”
Borbély Dániel vizsgálataihoz a Bátaapáti radioaktív hulladéklerakó 240 méter mély vágatát választotta. Döntő érv volt, hogy „az alagút építésekor (biztonsági okokból) minden egyes robbantási szakasznál felmérték a kőzet tulajdonságait és elmozdulását, valamint több ezer laboratóriumi mintát és fényképet is készítettek (a fotók segítségével virtuális sétát tehetnénk az alagútban)” – tudjuk meg.
|
A bátaapáti Nemzeti Radioaktívhulladék-Tároló (NRHT) az erőművi eredetű kis és közepes aktivitású radioaktív hulladék végleges elhelyezésének megoldására használják. A hulladékokat csak szilárd formában lehet véglegesen elhelyezni, ezért a folyékony hulladékok szilárdítása az atomerőműben, a végleges tárolóba történő elhelyezést megelőzően kerül sor. A szilárd halmazállapotú hulladék többségét 200 literes acélhordókban, tömörített formában helyezik el. (forrás: rhk.hu) A diplomamunka nem érinti az Bálaapáti radioaktív hulladéklerakó biztonságtechnika kérdéseit. A kutatótól annyit azonban megtudtunk, hogy a hulladéklerakónak sok ezer évig „jól kell működnie.” A megfelelő működés nem kiáramlás mentességet jelent hanem, hogy a szennyezésnek gyorsabban kell lebomlania, mint ahogy elhagyná a raktározási kamrát. |
„Egy alagút viselkedése mindig a területre jellemző kőzet állapota (repedezett vagy ép), mérete, a vágattól való távolsága, a vágat körüli helye stb. tényezők határozzák meg” – magyarázza a fiatal mérnök.
Az RHK Kft.-től kapott mérési adatok alapján Borbély Dániel a kőzetek tanulmányozására ún. 3DEC numerikus modellt használta és szimulációt is készített, amelynek helyességét a megépült vágaton ellenőrizte le. „Egy ilyen nagy volumenű projekt hatalmas előnye, hogy lehetőséget teremt a kutatások gyakorlati kipróbálására”- hangsúlyozza.
Az ábra a vágat körüli elmozdulásokat mutatja, a pirossal jelölt területeken a legnagyobb az elmozdulás
Az eredmények és a valóság összevetése alapján kiderült, hogy „a kőzet viselkedése a használt numerikus modellel jól vizsgálható, de a kőzet és a szerkezet kölcsönhatásának felméréséhez már bonyolultabb modellre és több megvalósult példának az elemzésére lenne szükséges” – tudjuk meg. „Számításaim túlbecsülik a falazat igénybevételét, ugyanis eredményeim alapján a falazatnak össze kellene törnie.” A hipotézis hibáját nemzetközi publikációk is alátámasztják – tudjuk meg a fiatal építőmérnöktől, aki szerint a probléma a modellezés közben történik. "Az eltérés nem olyan nagy, hogy a kő viselkedését rosszul modellezze, de a falazat eredményeit elrontja.”
A diplomamunka kapcsán végzett vizsgálatok „magának a tervezésnek a folyamatát segíthetik”, de a megépült hulladéklerakónál is különösen nagy jelentőséggel bírnak – nyomatékosítja a hallgató. "A használt numerikus modell segítségével ugyanis kimutatható, hogy a vágat körül mozognak-e a blokkok, amelyek ha megcsúsznak a tagoltságok mentén, akkor a folyékony halmazállapotú radioaktív anyag könnyebben kiáramolhat” – magyarázza a fiatal építőmérnök, aki diplomamunkáját csupán „útkeresésnek” tekinti. „Az egy éves kutatómunka hatására vált számomra egyértelművé, hogy vizsgálataimat a kőzetmozgás témájában, a kőzet viselkedésére fókuszálva szeretném tovább vinni.”
Az ábra a vágat falának elmozdulasait mutatja, vagyis hogy a különböző iranyokba mennyit mozog a falazat
Borbély Dániel kutatásait ma már az Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék másod éves doktoranduszaként folytatja. A Magyar Alagútépítő Társaság pályázatán elér első helyezés nagy megtiszteltetést jelentett a fiatal építőmérnök számára, aki jelenleg a 2014-es nyári athéni Nemzetközi Alagútépítő Konferenciára készül. „Az egy éves kutatómunka alapján szerzett tapasztalatok tükrében, a kapott eredményeimet kicsit számszerűsített formában szeretném prezentálni” – tudjuk meg.
Fotó: Philip János