224-0115/01 – Horninové inženýrství v geotechnice ()
| Garantující katedra | Katedra geotechniky a podzemního stavitelství | Kredity | 8 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Robert Kořínek, CSc. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Robert Kořínek, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | 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
Předmět se zabývá studiem vlastností a chování obecně hornin a zejména zemin v
oboru geotechnického a podzemního stavitelství. Hornina je studována z pohledu
jednak stavebního materiálu, z kterého je stavební dílo budováno, a jednak z
pohledu prostředí, ve kterém je stavební činnost vedena. V obou případech
vychází z definic vlastností hornin (popisových, indexových, fyzikálních a
mechanických), které charakterizují horninu (zeminu) při jejím chování za
různých podmínek a ve vyšetřování napjatostního stavu horninových těles pod
vlivem vlastního či vnějšího zatížení a to buď z hlediska deformace, kterou
změna napjatostního stavu vyvolala, resp. z hlediska vyčerpání pevnosti
horniny. Teoretická část předmětu je doplněna řešením aplikačních úloh
geotechniky.
Znalosti a dovednosti studenta získané absolvováním předmětu:
Posluchač získává přehled o vývoji a náplni discipliny mechaniky zemin.
Současně se naučí řešit úlohy, které souvisí se stavem napjatosti, deformace,
stabilitou a porušením horninových a zeminových těles. Předmět je nutnou
prerekvizitou pro aplikace mechaniky zemin, tj. pro zakládání staveb, pozemní i
podzemní stavitelství, geotechnické stavby, modelování v geotechnice a další
geotechnické discipliny.
Povinná literatura:
Šimek J. a kol.: Mechanika zemin, SNTL Praha 1990
Šiška L. a kol.: Základy hornické geotechniky, SNTL Praha 1977
Stanek J., Kořínek R.: Mechanika zemin – Stabilita svahů, ES VŠB 1991
Aldorf J. a kol.: Stabilita a vyztužování dlouhých důlních děl, SNTL Praha 1979
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. Horniny, horninové masívy. Geneze hornin, jílové minerály. Vícefázové
prostředí zemin, disperzní systém.
2. Popisné vlastnosti. Pórovitost, číslo pórovitosti, relativní ulehlost zemin,
vlhkost, stupeň nasycení. Fyzikální vlastnosti – měrná a objemová hmotnost.
Zrnitostní složení, obsah organických látek a CaCO3.
3. Fyzikálně-chemické vlastnosti. Meze konzistence, číslo plasticity, stupeň
konzistence.
4. Mechanické vlastnosti. Pevnostní a přetvárné charakteristiky. Zdroje
pevnosti hornin. Princip efektivních napětí.
5. Stlačitelnost zemin, modul stlačitelnosti, zkoušky laboratorní a zkoušky in
situ.
6. Konzolidace zemin, průběh konzolidace.
7. Pevnost skalních hornin a zemin. Laboratorní a polní zkoušky, vyhodnocování.
8. Voda v horninách, Darcyho zákon, koeficient filtrace – určování,
hydrodynamické síly v horninách, ztekucení zemin – sufóze, vliv mrazu.
9. Napětí a napjatost v horninovém tělese. Napjatost primární a sekundární.
Druhy napjatosti. Napětí od vlastní tíhy a od přitížení, resp. odlehčení.
10. Klasifikace hornin pro inženýrské účely. Systémy klasifikace pro oblasti
geotechniky.
11. Řešení aplikačních úloh geotechniky.
· Modelování v geotechnice. Laboratorní, fyzikální a numerické modelování.
Modelové předpoklady a jejich ověřování. Návrh geotechnických konstrukcí.
· Stabilita svahů – metody řešení napjatosti a deformace horninových těles.
Krátkodobá a dlouhodobá stabilita. Sanace sesuvů a metody zvýšení stability
svahů.
· Tlaky zemin na konstrukce. Zemní tlak v klidu, aktivní a pasivní zemní tlak.
· Stavební jámy, odvodnění stavebních jam.
· Filtry, kritéria pro konstrukci filtrů.
· Úprava vlastností zemin. Zhutňování zemin, kontrola zhutnění.
· Sedání.
Cvičení:
V průběhu semestru procházejí studenti několika formami cvičení. Jejich cílem
je seznámit studenty s postupy stanovení charakteristik hornin, s klasifikací
hornin pro inženýrské účely a s metodami výpočtů, resp. řešení výpočtových
modelů aplikačních úloh geotechniky. Formy cvičení jsou laboratorní (laboratoř
geotechniky) a výpočetní (učebny, resp. laboratoř matematického modelování).
Úlohy realizované v laboratorních cvičeních:
- měrná a objemová hmotnost zemin,
- zrnitostní rozbor – křivka zrnitosti,
- Atterbergovy meze konzistence,
- edometrická zkouška (krabicový přístroj),
- Proctorova zkouška (Proctor standart).
Úlohy realizované ve výpočetních cvičeních:
- určování popisných a fyzikálních vlastností hornin ze zadaných hodnot,
- klasifikace a zatřídění hornin dle ČSN 73 1001 ze zadaných hodnot,
- řešení úloh z oblasti konzolidace zemin, napětí v podzákladí od přitížení,
sedání základů podle zadání
- příprava a řešení matematického modelu zadané geotechnické úlohy (stabilita
svahu, zobrazení napjatosti v horninovém masivu, rozdělení napětí kolem
nevyztuženého otvoru, apod.).
Multimediální pomůcky použité k výuce:
Zpětný projektor.
Kontrolní otázky:
1. Horniny. Horninové masivy. Geneze zemin, jílové minerály.
2. Zemina jako vícefázové prostředí a disperzní systém.
3. Voda v zeminách, druhy vod v zemině.
4. Popisné vlastnosti. Pórovitost, číslo pórovitosti, relativní ulehlost zemin,
vlhkost, stupeň nasycení.
5. Popisné vlastnosti. Zrnitostní složení, obsah organických látek a CaCO3.
6. Fyzikální vlastnosti. Měrná hmotnost, objemová hmotnost.
7. Fyzikálně-chemické vlastnosti. Meze konzistence, číslo plasticity, stupeň
konzistence.
8. Klasifikace hornin pro inženýrské účely.
9. Mechanické vlastnosti. Pevnostní a přetvárné charakteristiky. Zdroje
pevnosti hornin.
10. Neutrální, efektivní a totální napětí.
11. Pevnost zemin. Laboratorní zkoušky, vyhodnocení.
12. Pevnost zemin. Polní zkoušky, vyhodnocení.
13. Stlačitelnost zemin, modul stlačitelnosti.
14. Konzolidace zemin, průběh konzolidace.
15. Proudění vody horninami. Darcyho zákon, koeficient filtrace, určování.
16. Hydrodynamické síly v zeminách, ztekucení zemin, sufóze.
17. Napětí a napjatost v horninovém tělese. Zobrazení napjatosti v bodě tělesa.
18. Druhy napjatosti. Napjatost jednoosá, dvojosá a trojosá.
19. Napětí v zemním tělese od vlastní tíhy a od přitížení.
20. Systematika svahů, svahové deformace, stupeň stability svahů.
21. Stabilita svahů z nesoudržných zemin.
22. Stabilita svahů ze soudržných zemin. Stabilita skalních svahů.
23. Zabezpečení sesutých svahů, zásady.
24. Tlaky zemin na konstrukce. Tlak zemin v klidu.
25. Aktivní a pasivní tlak zemin.
26. Filtry, kritéria pro konstrukci filtrů.
27. Metody úpravy vlastností zemin.
28. Zhutňování zemin. Metody zhutňování, kontrola zhutnění.
29. Modelování v horninovém inženýrství.
30. Geotechnický monitoring. Inverzní analýza.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.