224-0062/01 – Modelování v geotechnice ()
Garantující katedra | Katedra geotechniky a podzemního stavitelství | Kredity | 4 |
Garant předmětu | doc. RNDr. Eva Hrubešová, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. RNDr. Eva Hrubešová, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 4 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 1999/2000 | Rok zrušení | 2008/2009 |
Určeno pro fakulty | | Určeno pro typy studia | |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Vyučovací metody
Anotace
Náplň předmětu tvoří základní principy a metody modelování geotechnických úloh
jak z oblasti podzemního stavitelství, tak i stability svahů. Studenti jsou
seznámeni s analytickými i numerickými metodami modelování napěťodeformačních
stavů v oblasti kontinua (analytická Kolosov-Muschelišviliho metoda, metoda
mezní rovnováhy, metoda konečných prvků, metoda hraničních prvků) a dále s
metodou modelování napěťodeformačních stavů v diskontinuitním prostředí (metoda
oddělených elementů). Předmět se rovněž zabývá základy inverzního modelování
pro stanovení základních charakteristik horninového prostředí.Zmíněné výpočetní
metody a jim odpovídající výpočetní programy (MUSCH,GEOSTAR,GEM 22,PHASES,
FEAT, FLAC, UDEC, INVERZET apod.) pak studenti v rámci cvičení aplikují na
řešení praktických úloh.
Znalosti a dovednosti studenta získané absolvováním předmětu:
Studenti absolvováním tohoto předmětu získají základní teoretické poznatky a
praktické dovednosti z oblasti modelování geotechnických úloh. Jedná se
především o stanovení napěťodeformačního stavu a stability v okolí podzemních
děl (vyztužených i nevyztužených),o řešení stability svahů a násypů,včetně
modelování případných sanačních opatření, proudění vody v zemních tělesech ,
řešení úloh z oblasti únosnosti a sedání základů . Měli by být schopni
vytvořit pro danou geotechnickou úlohu základní výpočetní model , vybrat
vhodnou metodu řešení a tomu odpovídající výpočetní programový systém. V rámci
práce s jednotlivými programovými systémy studenti získají představu o
požadavcích na vstupní data výpočtu, způsobu jejich zadání a možnostech daného
výpočetního systému.
Povinná literatura:
Valchářová J.: Soudobé numerické metody v mechanice kontinua, SNTL Praha 1986
Brož P., Procházka P.: Metoda okrajových prvků v inženýrské praxi, SNTL Praha
1987
Míka S., Kufner A.: Parciální diferenciální rovnice I., SNTL Praha 1983
Sinha R.S.: Underground Structures (Design and Instrumentation), Elsevier 1989
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednáška:
1. Význam, účel a podstata geotechnického modelování, typy modelů (fyzikální,
matematické).
2. Hornina a horninový masiv jako modelované prostředí, vlastnosti hornin
vstupujících do výpočetních modelů, konstitutivní vztahy, pevnostní kritéria,
obecná podstata modelování interakce horniny s výztuží.
3. Podstata modelování geotechnických problémů s využitím analytických metod,
základní výchozí diferenciální rovnice.
4. Základní typy numerických metod modelování, obecné principy modelování
pomocí numerických metod.
5. Teoretické základy stability svahů, metody mezní rovnováhy pro nesoudržné i
soudržné zeminy (Petterson, Bishop apod.).
6. Metoda konečných prvků v geotechnice a geomechanice.
7. Základní princip metody hraničních prvků a její aplikace při řešení
geotechnických úloh v podzemním stavitelství.
8. Základy modelování metodou konečných diferencí a možnosti jejího využití při
řešení stability svahů a stanovení napěťodeformačního stavu v okolí podzemních
děl.
9. Základní principy modelování chování horninového masivu metodou oddělených
elementů (modelování diskontinuitního prostředí).
10. Inverzní analýza a její význam pro modelování a prognózu chování
horninového prostředí, metody a postupy inverzní analýzy.
Cvičení:
1. Původní napjatost v zemině, Mohrovo zobrazení stavu napjatosti, Mohrovo
kritérium pevnosti a porušení.
2. Výpočet napětí v okolí nevyztuženého podzemního díla analytickou metodou
Kolosova-Muschelišviliho (program MUSCH), stanovení velikosti zóny rozvolnění v
okolí díla.
3. Výpočet stability svahů na rotačních i obecných smykových plochách metodami
mezní rovnováhy (programový systém GEOSTAR).
4. Řešení stabilitních problémů podzemních děl a svahů metodou konečných prvků
s využitím programových systémů GEM22 a PHASES.
5. Statické řešení výztužních konstrukcí metodou konečných prvků – programový
systém FEAT.
6. Napěťodeformační analýza v okolí podzemního díla založená na metodě
hraničních prvků s využitím programových systémů EXAMIN 3D a PHASES.
7. Modelování stability svahů programovým systémem FLAC.
8. Modelování stabilitních úloh v diskontinuitním trhlinatém prostředí pomocí
programového systému UDEC.
9. Inverzní výpočet pro stanovení přetvárných parametrů horninového prostředí
(program INVERZET).
Multimediální pomůcky použité k výuce:
zpětný projektor, videodataprojektor
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.