224-0062/01 – Modelování v geotechnice ()

Garantující katedraKatedra geotechniky a podzemního stavitelstvíKredity4
Garant předmětudoc. RNDr. Eva Hrubešová, Ph.D.Garant verze předmětudoc. RNDr. Eva Hrubešová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník4Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1999/2000Rok zrušení2008/2009
Určeno pro fakultyUrčeno pro typy studia
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HRU30 doc. RNDr. Eva Hrubešová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 0
                Projekt Projekt 30  0
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 5  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 35  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 30  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2006/2007 (M3607) Stavební inženýrství (3607T006) Geotechnické a podzemní stavitelství P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (M3607) Stavební inženýrství (3607T006) Geotechnické a podzemní stavitelství P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (M3607) Stavební inženýrství (3607T006) Geotechnické a podzemní stavitelství P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (M3607) Stavební inženýrství (3607T006) Geotechnické a podzemní stavitelství P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M3607) Stavební inženýrství (3607T006) Geotechnické a podzemní stavitelství P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M3607) Stavební inženýrství (3607T006) Geotechnické a podzemní stavitelství P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M3607) Stavební inženýrství (3607T006) Geotechnické a podzemní stavitelství P čeština Ostrava 4 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku