A 4-es metró Duna alatti átvezetésének, a Kálvin tér és a Rákóczi tér térségének mérnökgeológiai újraértelmezése

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar Vásárhelyi Pál Építőmérnöki és Földtudományi Doktori Iskola

A 4-es metró Duna alatti átvezetésének, a Kálvin tér és a Rákóczi tér térségének mérnökgeológiai újraértelmezése PhD tézisfüzet

Kocsisné Bodnár Nikolett okl. geológus

Tudományos vezető Dr. Török Ákos MTA doktora egyetemi tanár

Budapest, 2015

A 4-es metró mérnökgeológiai újraértelmezése

Kocsisné Bodnár Nikolett

Tartalomjegyzék

Témaválasztás, célkitűzések....................................................................................................... 3 Földtani viszonyok ..................................................................................................................... 4 Vizsgálati módszerek ................................................................................................................. 6 Adatok .................................................................................................................................... 6 Többváltozós adatelemző módszerek..................................................................................... 8 Új tudományos eredmények ..................................................................................................... 10 1. TÉZIS ............................................................................................................................... 10 2. TÉZIS ............................................................................................................................... 11 3. TÉZIS ............................................................................................................................... 12 4. TÉZIS ............................................................................................................................... 13 Hasznosíthatóság, jövőbeni kutatási lehetőségek ..................................................................... 14 Köszönetnyilvánítás ................................................................................................................. 14 Irodalomjegyzék ....................................................................................................................... 15 Felhasznált irodalom ............................................................................................................ 15 A jelölt tézisekhez kapcsolódó publikációi .......................................................................... 16 A jelölt tézisekhez nem kapcsolódó publikációi .................................................................. 16

2



Témaválasztás, célkitűzések A 60-as évek közepétől a 80-as évek elejéig a budapesti metró vonalak építéséhez, több mint 500 kutató magfúrás mélyült, melyekből 180 a 4-es vonal szakaszvariációinak közelébe esett (Szlabóczky 1998). A későbbi kutatások, és a kivitelezés során is számtalan fúrás és mintavétel készült, így hatalmas mennyiségű adat áll rendelkezésre, amely feldolgozottságát tekintve hiányos volt, s sok esetben a vizsgálatok tekintetében sem volt egységes, a régi szemléletet tükrözte. Célkitűzésem az volt, hogy mérnökgeológiai szempontból újraértelmezzem a terület felépítését, a területen mélyített számos fúrásból származó adat felhasználásával, azok egységesítésével és korszerű, mai ismereteinket felhasználó geomatematikai értelmezésével. A hatalmas mennyiségű adat a térképezési és statisztikai feldolgozás mellett lehetővé tette többváltozós adatelemző módszerek alkalmazását. Ilyen típusú vizsgálatokat magyarországi a mérnökgeológiai, talajmechanikai kutatásokban korábban jellemzően nem alkalmaznak. Alkalmas olyan összetett kapcsolatok feltárására a különböző paraméterek között, amelyeket az egyváltozós statisztikák figyelmen kívül hagynak. A földtudományokban gyakran találkozunk többváltozós adatsorokkal, például mikro paleontológiában, geokémiában, hidrogeológiában. A földtudományok más területein több hazai példa is rendelkezésre áll a módszerek használatával kapcsolatosan. Ezeket is figyelembe véve alkalmaztam a módszereket a mérnökgeológiában. A módszer használatát az is indokolta, hogy a kőzetek mechanikai viselkedését a különböző kőzetfizikai és anyagminőségi paraméterek együttesen befolyásolják, így jellemzően többváltozós adatsorokkal találkozhatunk. Többváltozós adatelemző módszerekkel olyan információk is kinyerhetők, amelyek a mai kor fejlettebb technológiájával mélyített fúrásainak és laborvizsgálatainak eredményeivel – megfelelő szakmai ellenőrzés mellett – összeegyeztetők. Az esetleges technológiai és laborvizsgálati mérési módszerek különbségeinek kiküszöbölése érdekében a többváltozós adatelemzéssel vizsgált adatok kizárólag a 70-es évek fúrásainak eredményeit tartalmazzák. A területválasztás mellett két érv szólt. A metróépítések egyik legproblematikusabb szakasza geotechnikai és mérnökgeológiai szempontból a 4-es vonal Duna alatti átvezetése volt, mely a Szent Gellért teret köti össze a Fővám térrel, ahol mind a tervezési, mind a kivitelezési időszakban több változtatás is volt. A másik kiemelt jelentőségű helyszín a leendő M5 (Észak–déli regionális gyorsvasút) és a már megépült M4 közös megállója, a Kálvin tér. A 4es metró állomásának tervezésekor és kialakításakor figyelembe is vették az újabb metróvonal csatlakoztathatóságát. Ehhez szorosan kapcsolódik és geológiai felépítését tekintve is jól összevethető a Rákóczi tér és térsége, az M4 következő állomása. Budapest e kicsiny belvárosi területe kiemelt fontosságú, és olyan komplex geológiai felépítéssel rendelkezik, melyet még ma sem tudunk teljes pontossággal modellezni, ezért minden újabb vizsgálati módszer, eredmény, mely elősegíti a terület földtani hátterének megismerését különös jelentőséggel bír a későbbi mérnöki munkák előkészítésében.

3



Földtani viszonyok Budapest domborzati képét a Duna kétfelé osztja. Nyugati oldalán hegyvidéki (Budaihegység), Keleti oldalán síkvidéki (Pesti-síkság). A Budai-hegység területétnek morfológiáját a tektonikai mozgások következtében kiemelt alaphegység rögvonulatai adják. A Pesti-síkság besüllyedt szerkezetét, keletről a Mogyoródi-dombság határolja, melyet a Duna ártéri hordalékokkal töltött fel (Schafarzik et al. 1964). A nyomvonal mentén előforduló eocén, oligocén és miocén képződményeket diszkordanciával települő kvarter, Dunai üledékek fedik. A felső-triász mészkő és dolomit rétegekre diszkordánsan települnek az eocén képződmények (1. ábra). A mezozoikumot követően a területen csak a késő-eocéntől van bizonyítható üledékképződés (Fodor et al., 1994).

1. ábra A terület elvi rétegsorának egyszerűsített vázlata (Bodnár et al. 2011)

4



A metróvonal földtani-tektonikai szempontból három nagymértékben eltérő vonalszakaszra osztható (2. ábra): a budai szakasz (a Kelenföldi pályaudvartól a Szent Gellért térig), a Duna alatti szakasz (a Szent Gellért tér nyugati részétől a Pesti Alsó rakpartig) és a pesti szakasz (a Fővám tértől a Keleti pályaudvarig, Dózsa György útig) (Raincsákné 2000). A budai szakaszra homogén földtani felépítés és viszonylag kismértékű tektonizáltság jellemző. A nyomvonalszakaszon a tervezett alagút végig az alsó-oligocén Kiscelli Agyagban halad. A Duna alatti átvezetés szakasza a Gellért-hegy DK-i oldalán lévő tektonikus, aszimmetrikus sasbércet harántolja. Többnyire ÉNy-DK-i törésekkel tagolt. A pesti oldalon az alagút felső-oligocén és miocén rétegekben halad. A rétegsor DNy-ról ÉK felé fiatalodik. A vonalszakasz litológiailag nagyon változatos, finom és durvaszemű üledékek együttesen fordulnak elő, erősen tektonizált és gyakoriak a jelentősebb rétegvizet tartalmazó kőzetrétegek vagy lencsék, valamint a tufás, bitumenes betelepülések (Bubics 1978, Raincsákné et al. 1998, Raincsákné 2000, Geovil 2005). Budapesten a talajvíz áramlási irányát elsődlegesen a Duna határozza meg. Két fő vízmozgási irány állapítható meg, az egyik a Duna, mint erózióbázis felé történő szivárgás, a másik a Duna völgyére jellemzően ÉÉNy-DDK irányú. A felszín alatti vizek esetében a budai oldal Kiscelli Agyag rétegeiben a víz kizárólag a tektonikai vonalak, repedések mentén közlekedik. A pesti oldalon található, sok homokos rétegcsoportot tartalmazó miocén összletben a víz nyugalmi nyomása még a Dunától 2 km-re is hozzávetőlegesen megegyezik a talajvíz szintjével, azaz hidrosztatikus rendszerrel van dolgunk. A miocén rétegvizeket a Duna a talajvizekhez hasonlóan megcsapolja (Juhász 2000).

2.ábra A budapesti 4-es metró vonal földtani térképe a negyedidőszaki képződmények elhagyásával (Raincsákné et al. 1998)

5



Vizsgálati módszerek Adatok A kutatáshoz felhasznált szakvélemények, jelentések, tervek, térképek, fúrásnaplók és egyéb dokumentációk az MFGI (korábban MÁFI), az ÉGA, a VÁTI adattárából származnak, valamint a témában megjelent magyar és angol nyelvű szakirodalomban található adatokat is felhasználtam. Az évek során, sajnálatos módon, a papír alapú források közül néhány elveszett, vagy megrongálódott. A témában több, a mai napig zárolt dokumentum is készült. A felhasznált irodalom a témával kapcsolatos több mint száz év kutatási eredményeit dolgozza fel és foglalja össze, melynek segítségével nyomon követhető a szakmai és felfogásbeli változás, fejlődés, ugyanakkor éles ellentétek is kirajzolódnak. Az újabb kutatások felhasználták, vagy felülírták a korábbiak eredményeit, ám a teljes és pontos földtani háttér megértéséhez, és a geológiai modell felállításához a teljes kutatástörténeti információs halmazra szükség van, ezért a teljes anyagot felhasználtam. A dolgozatban felhasznált adatok a fúrások mérnökgeológiai, talajmechanikai és földtani szelvényeiből származnak, melyek a fúrómagok mintáin végzett laborvizsgálatok eredményeit is tartalmazzák, valamint a mérnökgeológiai rétegsort, rövid geológiai leírással. A Kálvin tér és a Rákóczi tér területén közel 70 fúrást készítettek, ám ezek közül akadtak olyanok, melyek koordinátái a rendelkezésünkre álló dokumentumok alapján hiányosak voltak, de az is előfordult, hogy a teljes fúrásnapló hiányzott, a fúrás létezését csak a korábbi megkutatottsági térképek bizonyították (3. ábra). A 300-, K-, T- és Z-jelű fúrásokat 1970-es években, a P-jelű fúrásokat 1989-ben, az Ra-06-jelű fúrásokat pedig 2006-ban fúrták.

3. ábra A metrós kutatások során a vizsgált területen mélyült fúrások (Pirossal jelölve a dolgozatban felhasznált fúrások) (Google Maps alapján átdolgozva)

6



A fúrások mélysége 31 és 75 m között változik. Az archív fúrásoknál néhány vizsgált paraméter esetében a mért értékeket a ma használatos SI mértékegységrendszerhez kellett igazítanom, de a nevezéktant megtartottam. Az adatbázis létrehozásához a 41 fúrásból (2041 folyóméter) kinyerhető 9554 adatot digitalizáltam (1. táblázat). 1. táblázat A digitalizált adatok száma, fúráscsoportokra lebontva digitalizált adatok száma (db)

fúrássorozatokhoz tartozó adatok (db) 300jelű

K-jelű

T-jelű

Z-jelű

P-jelű

Ra-06jelű

összes adat paraméterenként (db)

víztartalom

w [%]

830

326

237

1550

155

120

3218

szemeloszlás vizsgálatok (%-os összetétel)

-

257

49

77

551

132

162

1228

plasztikus index

IP [%]

180

146

25

308

43

71

773

egyenlőtlenségi együttható

U [-]

78

47

11

154

35

119

444

hézagtényező

e [-]

99

67

25

124

149

94

558

relatív nedvesség

r [-]

99

67

25

124

81

0

396

nedves térfogatsúly

ρ0 [kg/m3]

99

67

25

124

171

0

486

száraz térfogatsúly

ρd [kg/m3]

99

67

25

124

83

0

398

térfogatsűrűség

ρ0 [t/m3]

0

0

0

0

0

95

95

belső súrlódási szög

φ [°]

83

63

21

122

37

37

363

kohézió

c [kN/m2]

83

61

21

122

37

37

361

törőfeszültség

δ [kPa]

87

63

21

124

142

0

437

rugalmassági modulus

E [kPa]

0

0

0

0

115

95

210

Poisson-tényező

µ [-]

0

0

0

0

0

33

33

vízáteresztő képesség

k [m/s]

13

20

0

62

45

32

172

CaCO3 tartalom

[%]

84

0

34

105

29

0

252

talaj oldható szulfát tartalom

[%]

0

0

0

0

0

32

32

RQD

[-]

0

0

0

0

98

0

98

2091

1043

547

3594

1352

927

9554

összes adat fúrássorozatonként (db)

7



Többváltozós adatelemző módszerek A leíró statisztikák (átlag, szórás, relatív szórás, minimum, maximum, medián) kiszámításához a fúrásnaplókból kinyert összes adatot felhasználtam. A statisztikai vizsgálatok elvégzéséhez egyszerűsége miatt az Excelt használtam. Az adathalmaz összefüggéseit üledéktípusonként és a mélység függvényében is ellenőriztem. A mélység és az adott kőzetfizikai paraméter közötti kapcsolatot lineáris regressziós modellel vizsgáltam, létezését F-próbával teszteltem. Sajnos erre az Excel már nem nyújt lehetőséget, ezért ehhez és a további többváltozós adatelemző módszerek használatához SPSS-t használtam. A többváltozós adatelemző módszerek alkalmazásához az adatok és a paraméterek szűrésére van szükség, mert az alkalmazni kívánt sokváltozós adatelemző eljárások közül a klaszter analízis elmélete alapján nem célszerű egymással erősen korreláló paramétereket együttesen alkalmazni. A paraméterek szűrésekor a sztochasztikus kapcsolatok vizsgálatára korrelációs mátrixot alkalmaztam. A korrelációs együttható (R), melynek négyzetét determinisztikus együtthatónak (R2) nevezzük, a lineáris kapcsolat mérőszáma (Miller, Kahn 1962). Ha |R|≥0,7 akkor erős, ha |R|≤0,5 akkor gyenge korrelációról beszélünk. Az adatelemzés szempontjából fontos, hogy a vizsgálandó adatmátrixban ne legyen hiányzó adat. Az adathiánnyal rendelkező mintákat kiszűrtem, nem használtam fel a vizsgálatokhoz. További gondot jelent adathalmazban a kiugró és extrém értékek jelenléte. A kiugró értékek vizsgálata esetében az elméleti és a gyakorlati szakirodalmat vettem alapul, amelyek alapján kiszűrtem az elírásokból vagy mérési hibákból adódó mintákat. A klaszteranalízis olyan eljárás, amellyel a mintaelemeket több változó együttes figyelembe vétele alapján „homogén” csoportokba, klaszterekbe lehet sorolni. Az egyes klasztereken belüli adatok az n paraméter figyelembe vétele mellett hasonlítanak egymáshoz (Anderberg 1973, Stockburger 1998, IBM 2010). A csoportosítás alapját különböző távolság- vagy hasonlóságmértékek képezik, és alkalmazásához nem kell rendelkeznünk a csoportokra vonatkozó előzetes ismeretekkel. A klaszteranalízis egy folyamatosan épülő függvény segítségével szeparálja a két kijelölt csoportot a statisztikai mutatók figyelembe vételével (Gross et al. 2010). A dolgozatban hierarchikus osztályozást használtam, ahol az osztályozási algoritmus eredménye egy fa–struktúra, amit dendrogramnak nevezünk (4. ábra). A dendogram és szakmai ismereteink alapján eldönthetjük hány csoportot kívánunk elkülöníteni, így a kapott eredmény ismeretében kell állást foglalnunk a csoportok számát illetően. A klaszteranalízis által létrehozott csoportok létét hipotézis vizsgálattal kell igazolni. Hipotézis vizsgálat hiánya következtében az eredményből levont következtetés pontatlan lehet. A hipotézis vizsgálat lineáris diszkriminancia analízissel elvégezhető. A lineáris diszkriminancia analízissel keressük, hogy mennyire, milyen jól lehet a csoportokat szeparáló síkokkal szétválasztani. Eredményeként a – csoportokat szeparáló felületek által – helyesen klasszifikált megfigyelések %–át kapjuk (Duda et al. 2000, McLachlan 2004). A diszkriminancia analízis minden egyes mintára közli az előzetes és a javasolt besorolást.

8



4. ábra A hierarchikus osztályozási módszer eredményeként kialakuló dendogram

Amennyiben a javasolt besorolásra újfent elvégzünk egy diszkriminancia analízist, akkor itt az első lépésben javasolt besorolást tekintjük előzetesnek és itt is kapunk egy javasolt besorolást. Ezt a művelet sorozatot addig ismételhetjük, amíg a diszkriminancia analízis eredményekben az előzetes és a javasolt csoportba sorolás között nincs különbség/változás. Az eredményt gyakran jelenítik meg az első két diszkrimináló felület, vagyis a csoportokat a két legjobban szétválasztó egyenes által kifeszített síkon (Kovács et al. 2014). Az analízis során vizsgálható, hogy a klaszterek kialakítását mely valószínűségi változó befolyásolja legnagyobb mértékben. Erre szolgál a Wilks-féle λ statisztika, ami az (1) egyenlet összefüggésében adja meg a csoportokon belüli és a teljes eltérések négyzetösszegeinek hányadosát (IBM 2010, Kovács et al. 2012): (1)

Ahol xij az i-edik csoport j-edik eleme,

i

az i-edik csoport átlaga,

pedig a teljes mintaátlag.

Az egyes csoportok egymáshoz való viszonya paraméterenként, úgynevezett box whisker’s plot-okon (5. ábra) ábrázolható (Norusis 1993).

5. ábra Box whisker’s plot

9



Új tudományos eredmények 1. TÉZIS A metróvonalhoz kapcsolódó fúrások felhasználásával a Kálvin tér környezetében egy új normál vető létezését bizonyítottam. Az újonnan definiált vető feltételezhetően ÉÉK– DDNy-i irányú, a szerkezetföldtani irányelveket figyelembe véve DK felé dől. A Rákóczi tér nyugati oldalán az archív és a metró építése alatt mélyített fúrások közös szelvényen való ábrázolásával kimutattam egy olyan zónát, ahol a vastag betelepüléseket lencseként is ábrázolhatjuk és kiékelhetjük, ugyanakkor a két fúrás közötti területen neotektonikus elmozdulást is feltételezhetünk. A Z-44–Z-47 fúrások közötti normál vető csapásiránya jól közelíthető, hiszen a tőle É-ra elhelyezkedő Z-45–Z-48 fúrások között is megjelenik, melyeket a korábbi vizsgálatoknál a nyomvonaltól való távolságuk miatt még nem vettek figyelembe. A vető ÉÉK–DDNy-i irányú, a szerkezetföldtani irányelveket figyelembe véve feltételezhetően közel párhuzamosan fut a Z-47–Z-43, valamint az északabbi Z-45–Z-41 fúrások között haladó normál vetővel, és DK felé dől (6. ábra). A vetők helyének, dőlésének és elvetési magasságának azonosításához szükség lenne a Z-49-es fúrásleírásra, amely sajnos nem állt rendelkezésre. A Z-36 és Z-37, az Ra-06-2 és Ra-06-4, valamint az Ra-06-1 és Ra-06-3 fúrások közötti területen a szerkezetföldtani viszonyok nem egyértelműek. A jelenleg rendelkezésre álló információk alapján töréses zónát, vagy kiékelődést is feltételezhetünk (7. ábra).

6. ábra A Kálvin tér környezetének földtani viszonyai

10



7. ábra A Rákóczi tér környezetének földtani viszonyai

A tézishez felhasznált publikációk: Bodnár, Török 2010, Bodnár, Török 2011; Bodnár 2012 2. TÉZIS Igazoltam, hogy többváltozós adatelemző módszerek (klaszter- és diszkriminancia analízis) alkalmazásával nagyobb adathalmazból elkülöníthetők olyan csoportok, amelyek talajfizikai paramétereik alapján szignifikánsan eltérőek (8. ábra), még akkor is, ha a fúrásnaplókban azonos megnevezéssel szerepelnek. Bizonyítottam, hogy a módszerek alkalmazhatóak mérnökgeológiai paraméterek mérési eredményein, használatukkal olyan többletinformációt nyerhetünk ki az adathalmazból, mellyel pontosítható a terület műszaki földtani modellje. A 303–309, T7–T8, K-4–K-10, valamint a Z-34–Z-48 jelű fúrások fúrásnaplóiból és laborvizsgálati eredményeiből feldolgozott 252 magminta adatainak elemzése során az alábbi paramétereket vettem figyelembe: hézagtényező, száraz térfogatsúly, belső súrlódási szög, kohézió, törőfeszültség. Ezek feldolgozásával igazolni lehetett, hogy a fúrásnaplókban azonos megnevezéssel szereplő minták a többváltozós elemzések alapján eltérő fizikai tulajdonsággal bírnak, így újra csoportosíthatók, s litológiai megnevezésük nem tekinthető meghatározó paraméternek.

11



8. ábra A diszkriminancia analízis eredménye az első két diszkrimináló függvény szerinti 2D-s síkra vetítve (5 paraméteres vizsgálat: hézagtényező, száraz térfogatsúly, belső súrlódási szög, kohézió, törőfeszültség)

A tézishez felhasznált publikációk: Bodnár et al. 2011a; Bodnár et al. 2011b; Bodnár et al. 2013; Bodnár et al. 2015a 3. TÉZIS Bebizonyítottam, hogy a klaszteranalízis esetében az egymással erősen korreláló, vagyis matematikai értelemben elhanyagolható paraméterek együttes vizsgálata szakmailag indokolt, hiszen vizsgálatom során a törőfeszültség és a kohézió erős korrelációt (0,95) mutatott, azonban bármelyik paraméter elhagyásával a csoportosítás szignifikánsan megváltozott. Mind a törőfeszültség, mind a kohézió elhagyásával módosultak a csoportok és ezzel együtt a csoportok statisztikai értékei is. A törőfeszültség elhagyásával végzett vizsgálat során a csoportosítás kevésbé módosult (9. ábra). Az 5 paraméteres vizsgálat első csoportja 90%-ban, itt az első és a második csoportnak felel meg. Az előbbi második és harmadik csoport itt összevontan harmadik csoportként szerepel. A két vizsgálat négyes csoportja megegyezik. A kohézió elhagyásával végzett elemzés során (10. ábra) a csoportosítás az előző két vizsgálathoz képest teljesen szétesett. Az 5 paraméteres vizsgálat első csoportja, az itteni első csoportnak 90%-ban megfeleltethető, de a másik három csoport felosztása lényegesen megváltozott. Ha a klaszteranalízis használatakor javasolt előírás, vagyis, hogy az erősen korrelálható paraméterek közül az egyiket el kell hagyni, mérnökgeológiai szempontból is alkalmazható lenne, akkor utóbbi két vizsgálatkor gyakorlatilag azonos eredményt kellett volna kapnunk. A kohézió és a törőfeszültség elhagyásakor kialakult csoportok és egyéb statisztikai jellemzők lényegesen különbözőek. Ez alátámasztja, hogy műszaki földtani szempontból az erősen korreláló paramétereket is figyelembe kell venni.

12



9. ábra A diszkriminancia analízis eredménye az első két diszkrimináló függvény szerinti 2D-s síkra vetítve (4 paraméteres vizsgálat: hézagtényező, száraz térfogatsúly, belső súrlódási szög, kohézió)

10. ábra A diszkriminancia analízis eredménye az első két diszkrimináló függvény szerinti 2D-s síkra vetítve (4 paraméteres vizsgálat: hézagtényező, száraz térfogatsúly, belső súrlódási szög, törőfeszültség)

A tézishez felhasznált publikációk: Bodnár et al. 2015a 4. TÉZIS A fúrásszelvényen feltűntetett eredeti nevezéktan alapján felvett csoportok, nem különülnek el, átfedésben vannak egymással, vagyis a fúrásnaplókban szereplő litológiai elnevezések alapján nem lehet egyértelmű következtetéseket levonni az adott réteg anyagtulajdonságaira vonatkozóan. Az elvégzett diszkriminancia analízis alapján a csoportosítás mindössze 35-45%-ban helyes, ami rossznak mondható (11. ábra). Ebből az következik, hogy egy homokként leírt üledék akár kövér agyagra jellemző viselkedést is mutathat, vagy fordítva. Az átfedések részben abból is adódhatnak, hogy az egyes üledéktípusok talajfizikai paramétereit számos anyagminőségi jellemző befolyásolja. Ám ezek nem minden esetben megbízhatóak, sok 13



esetben pedig nem állnak rendelkezésre. A diszkriminancia analízis eredményei rávilágítanak arra is, hogy az egykori fúrásleírások során alkalmazott kőzetleírásokat nagy gondossággal és megfelelő kritikával kell használni.

11. ábra Diszkriminancia analízis eredménye a fúrásszelvényeken használt nevezéktanból generált csoportosítás alapján (5 paraméteres vizsgálat: hézagtényező, száraz térfogatsúly, belső súrlódási szög, kohézió, törőfeszültség)

A tézishez felhasznált publikációk: Bodnár et al. 2015a

Hasznosíthatóság, jövőbeni kutatási lehetőségek A dolgozat a korábban nem, vagy nehezen hozzáférhető, csak papíron létező adatok egységes bemutatásával kívánta hozzáférhetővé tenni a területre vonatkozó mérnökgeológiai adatokat. Ez alapján az itt közölt eredmények a vizsgált területen, a jövőben kialakítandó létesítmények tervezéséhez szolgáltatnak fontos adatokat, tájékoztató jelleggel megadva a kőzetkörnyezet fizikai paramétereit. Az egyik legfontosabb ilyen a Kálvin tér környezetében pontosított tektonikai kép a leendő M5-ös metróvonal, illetve bármely más felszín alatti műtárgy tervezéséhez szükséges földtani modell megalkotását segíti elő. A többváltozós adatelemző módszerek mérnökgeológiai paramétereken való alkalmazásával, olyan többletinformációk nyerhetők ki az adatsorokból, melyek elősegítik a fúrásleírások, a nomenklatúra pontosságát. Megállapíthatók vele szignifikánsan eltérő tulajdonságokkal rendelkező anyagcsoportok. Segítségükkel az adattárakban porosodó fúrási adatbázis a mai kor fejlettebb technológiájával mélyített fúrásainak és laborvizsgálatainak eredményeivel – megfelelő szakmai ellenőrzés mellett – összeegyeztetők. A jelenlegi és a jövőbeni kutatások remélhetőleg szolgáltatnak megfelelő adatbázist, melyek vizsgálataival a módszer alkalmazása tovább fejleszthető.

Köszönetnyilvánítás A dolgozat megírásához a témavezetőm, Török Ákos mellett segítséget kaptam Kovács Józseftől, Szlabóczky Páltól és Szentpétery Ildikótól. Hálás vagyok munkahelyem, az MFGI Környezetföldtani Főosztály dolgozóinak és a doktoranduszi éveim alatt a BME-n a tanszéki munkatársaknak is.

14



A dolgozat szakmai tartalma kapcsolódik a "Új tehetséggondozó programok és kutatások a Műegyetem tudományos műhelyeiben" c. projekt szakmai célkitűzéseinek megvalósításához. A projekt megvalósítását a TÁMOP-4.2.2.B-10/1--2010-0009 program is támogatta.

Irodalomjegyzék Felhasznált irodalom ANDERBERG M. R. (1973): Cluster analysis for applications. – Academic Press, New York, 359. p., ISBN: 0120576503 BODNÁR N., KOVÁCS J., TÖRÖK Á. (2011): Multivariate analysis of Miocene sediments: Rákóczi Square, new metro station area, Budapest, Hungary. – Central European Geology, Akadémiai Kiadó, DOI: 10.1556/CEuGeol.54.2011.4.7, 391-405. BUBICS I. (1978): A budapesti metróépítés földtani eredményei. – Mérnökgeológiai Szemle, 21, 5-87. DUDA R. O., HART P. E., STORK D. G. (2000): Pattern Classification. – Wiley InterScience, 680. p., ISBN: 978-0471-05669-0 FODOR L., MAGYARI Á., FOGARASI A., PALOTÁS K. (1994): Tercier szerkezetfejlődés és késő paleogén üledékképződés a Budai-hegységben. A Budai-vonal új értelmezése. – Földtani Közlöny, 124/2, 129305. GEOVIL KFT. (2005): Budapest 4. metróvonal, I. szakasz, Összefoglaló mérnökgeológiai, hidrogeológiai és geotechnikai szakvélemény, „A” kötet, Természetföldrajzi és földtani adottságok a nyomvonal mentén. – kézirat, Szentendre, Geovil Kft., 25. GROSS D. S., ATLAS R., RZESZOTARSKI J., TURETSKY E., CHRISTENSEN J., BENZAID S., OLSON J., SMITH T., STEINBERG L., SULMAN J., RITZ A., ANDERSON B., NELSON C., MUSICANT D. R., CHEN L., SNYDER D. C., SCHAUER J. J. (2010): Environmental chemistry through intelligent atmospheric data analysis. – Environmental Modelling Software, 25(6), 760-769. IBM (2010): Introduction to statistical analysis with PASW Statistics. – IBM Company, Chicago IL, USA, 274 p. JUHÁSZ J. (2000): A 4. sz. Metró kutatásának hidrogeológiai eredményei – Földtani Kutatás, 37/2, 25-35. KOVÁCS J., TANOS P., KORPONAI J., KOVÁCSNÉ SZÉKELY I., GONDÁR K., GONDÁR–SŐREGI K., HATVANI I. G. (2012): Analysis of Water Quality Data for Scientists. – In: Kostas V., Dimitra V. (szerk.), Water Quality Monitoring and Assessment. InTech Open Access Publisher, Rijeka, 65–94. KOVÁCS J., KOVÁCS S., MAGYAR N., TANOS P., HATVANI I. G., ANDA A. (2014): Classification into homogeneous groups using combined cluster and discriminant analysis. – Environmental Modellong and Software, 57, 52–59. MCLACHLAN G. (2004): Discriminant Analysis and Statistical Pattern Recognition. – Wiley InterScience, 552. p., ISBN-10: 0471691151, ISBN-13: 978-0471691150 MILLER R. L., KAHN J. S. (1962): Statistical Analysis is the Geological Sciences. – Wiley, New York, 483 p. NORUSIS M. J. (1993): SPSS for Windows: Professinal Statistics Release 6.0. – SPSS Inc., Englewood Cliffs, Prentice Hall RAINCSÁKNÉ KOSÁRY ZS., HERMANN V., OLLRÁM A., VÉGH H. (1998): A Dél-Buda – Rákospalota irányú 4. sz. metró-vonal földtani szakvélemény; Duna alatti átvezetési szakasz. – Magyar Állami Földtani Intézet, zárójelentés, Budapest, 1998., 70 p. RAINCSÁKNÉ KOSÁRY ZS. (2000): A Budapest 4. sz. Metróvonal és környezetének földtani viszonyai. – Földtani Kutatás, 37/2, 4-19. SCHAFARZIK F., VENDL A., PAPP F. (1964): Geológiai kirándulások Budapest környékén. – Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 296. STOCKBURGER D. V. (1998): Multivariate Statistics: Concepts, Models and Applications. – Missouri State University, http://www.psychstat.missouristate.edu/multibook/mlt00.htm

15



SZLABÓCZKY P. (1998): Szemelvények a tervezett budapesti IV-s metró vonalat érintő régebbi földtani kutatásokból. – előadás kivonat, Geotechnika ’98 Konferencia, Ráckeve

A jelölt tézisekhez kapcsolódó publikációi Tudományos, lektorált folyóiratcikk: BODNÁR N., KOVÁCS J., TÖRÖK Á. (2011a): Multivariate analysis of Miocene sediments: Rákóczi Square, new metro station area, Budapest, Hungary. – Central European Geology, Akadémiai Kiadó, DOI: 10.1556/CEuGeol.54.2011.4.7, 391-405. BODNÁR N., KOVÁCS J., TÖRÖK Á. (2013): Miocén üledékes kőzetek geomatematikai értékelése a Rákóczi téri metróállomás fúrási adatai alapján. – Magyar Építőipar, LXIII:(5), 204-207.

Lektorált könyv fejezet: BODNÁR N., KOVÁCS J., TÖRÖK Á. (2015a): Using of Multivariate Statistical Analysis in Engineering Geology at the Pest Side of the Metro Line 4 in Budapest, Hungary. – In: Giorgio Lollino, Daniele Giordan, Kurosch Thuro, Carlos Carranza-Torres, Faquan Wu, Paul Marinos, Carlos Delgado (szerk.) Engineering Geology for Society and Territory - Volume 6: Applied Geology for Major Engineering Projects. Cham: Springer International Publishing, 851-854., ISBN: 978-3-319-09059-7

Lektorált konferenciacikk: BODNÁR N., TÖRÖK Á. (2010): A 4-es számú metróvonal Rákóczi téri állomásának mérnökgeológiai elemzése. – In Török Á., Vásárhelyi B. (szerk.) Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2010, 189-195. BODNÁR N., TÖRÖK Á. (2011): A 4-es metró Kálvin tér és Rákóczi tér közötti szakaszának mérnökgeológiai elemzése fúrási adatsorok alapján. – In Török Á., Vásárhelyi B. (szerk.) MérnökgeológiaKőzetmechanika 2011, 175-180. BODNÁR N. (2012): Engineering geological analysis of the new metro stations; Kálvin and Rákóczi square and the surrounding area. – In Józsa J., Lovas T., Németh R. (szerk) Conference of Junior Researchers in Civil Engineering, 23-27., ISBN: 978-963-313-061-2

Nem lektorált konferenciacikk: BODNÁR N., KOVÁCS J., TÖRÖK Á. (2011b): Geomatematikai vizsgálatok szerepe a mérnökgeológiában: Rákóczi téri M4 állomás kőzetkörnyezetének példáján bemutatva. – Geotechnika 2011 Konferencia, Ráckeve, 2011, ISBN:978-963-89016-2-0

A jelölt tézisekhez nem kapcsolódó publikációi Tudományos, lektorált folyóiratcikk: BODNÁR N., TÖRÖK Á. (2014): Engineering Geological characterization of sediments at a new metro station, Budapest. – Pollack Periodica, 9:(1), 17-28.

Lektorált konferenciacikk: BODNÁR N., SZLABÓCZKY P., TÖRÖK Á. (2015b): A budapesti 4-es metró Duna alatti átvezető szakasz földtani értelmezésének változása 1898-tól napjainkig. – In Török Á., Görög P., Vásárhelyi B. (szerk.) Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2015, 161-170., ISBN: 978-615-5086-09-0 BODNÁR N. (2013): Engineering geological evaluation of the borehole documentation of the newmetro line at Kálvin and Rákóczi square. – In Józsa J., Lovas T., Németh R. (szerk) Second Conference of Junior Researchers in Civil Engineering, 55-59.

Nem lektorált konferenciacikk: BODNÁR N., TÖRÖK Á. (2012): Mérnökgeológiai adatok feldolgozása a 4-es metró Kálvin tér és Rákóczi tér közötti szakaszának fúrási dokumentációi alapján. – Geotechnika 2012 Konferencia, Ráckeve, 2012, ISBN: 978-963-89016-4-4

16

A 4-es metró Duna alatti átvezetésének, a Kálvin tér és a Rákóczi tér térségének mérnökgeológiai újraértelmezése

Recommend Documents