Budapest University of Technology and EconomicsFaculty of Civil Engineering - Since 1782

A talaj egy alapvető természeti erőforrás, mely szükséges az élet fenntartásához a Földön. Az eróziós folyamatok és a talaj leromlása olyan súlyos környezeti kihívások, amelyek csökkentik a talajképződést és növelik a tápanyagveszteséget. Geotechnikai szempontból elmondható, hogy környezetünkben egyre fogy a kedvező altalaj-adottságú területek, illetve a jó vagy kiváló földműanyagokat biztosító bányák és lelőhelyek száma. Ez vezetett a különböző kötőanyagú (pl. mész vagy cement) talajkezelések egyre bővülő alkalmazásához. A biopolimerek olyan megújuló szerves anyagok, amelyek fenntartható és környezetbarát megoldást kínálnak a talajkezelésre. Az elmúlt években egyéb (pl. mezőgazdasági) tématerületekkel összefüggő vizsgálatok mellett számos kutatás született a biopolimerek geotechnikai célú felhasználásával kapcsolatban. Ilyenek a talajjavítás, a talajstabilizáció, az erózió és a porképződés elleni védekezés témakörei. A korai biopolimerekkel történő talajkezeléses vizsgálatok eredményei annak a lehetőségét vetítik előre, hogy egyszerre teljesíthetők a műszaki szempontból szükséges talajparaméterekre vonatkozó és a környezettudatos tervezéssel kapcsolatos kritériumok. A későbbi általános felhasználás feltétele, hogy a biopolimerek adott talaj viselkedésére gyakorolt hatását laboratóriumban és helyszíni vizsgálatokkal is igazolni kell. Ilyen vizsgálatok a talaj szemcseösszetételére, szilárdsági jellemzőire, alakváltozási paramétereire, vízáteresztőképességére, tömöríthetőségére, teherbírására stb. vonatkozó kísérletek. A doktorandusz feladata olyan vizsgálati program, illetve javaslatok összeállítása, mely adott tervezési feladat esetén szükséges és elégséges hátteret biztosít a biopolimeres talajkezelés alkalmazhatósági körülményeire (biopolimer típusa, adagolási arány stb.) vonatkozóan. A kapott eredményeket doktorandusz összeveti a rendelkezésre álló hazai és nemzetközi szakirodalmi eredményekkel. Végső célként a laboratóriumi eredmények helyszíni kísérletekkel történő validálása tekinthető.

 

***

Soil is a fundamental natural resource necessary to sustain life on Earth. Erosion and soil deterioration are severe environmental challenges that reduce soil formation and increase nutrient loss. From a geotechnical point of view, the number of areas with favorable subsoil conditions and the number of mines and pits providing good or excellent earthwork material is decreasing. This led to the increasing use of soil treatments with different binders (e.g., lime or cement). Biopolymers are renewable organic materials that offer a sustainable and environmentally friendly solution to soil treatment. In recent years, in addition to investigations related to other (e.g., agricultural) areas, many research works have been conducted on using biopolymers for geotechnical purposes, like soil improvement, soil stabilization, erosion, and dust control. The first research results with biopolymers are promising, offering the possibility to fulfill both the technical and the environmental criteria. The condition for future general use is to verify the effect of biopolymers on the behavior of soils in the laboratory and with field tests. The relevant experiments concern the soil’s particle composition, strength and deformation parameters, water permeability, compactibility, load capacity, etc. The task of the PhD candidate is to compile a testing program and proposals for a specific design task that proves the reliable applicability conditions of biopolymer-based soil treatment (type of biopolymer, biopolymer ratio, etc.). The Applicant compares the obtained results with the available international literature results. The expected outcome is to validate the laboratory results with on-site experiments.