224-0946/02 – Experimentální metody studia fyzikálního chování geomateriálů (EMSFCG)

Garantující katedraKatedra geotechniky a podzemního stavitelstvíKredity10
Garant předmětudoc. Ing. Ivan Janeček, CSc.Garant verze předmětudoc. Ing. Ivan Janeček, CSc.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinný
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2018/2019Rok zrušení
Určeno pro fakultyFASTUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JAN0529 doc. Ing. Ivan Janeček, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 28+0
kombinovaná Zkouška 28+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Kurz je zaměřen na prezentaci moderních technik studia fyzikálních vlastností geomateriálů a jejich chování ve vybraných modelových podmínkách. Důraz je kladen především na mechanické vlastnosti a deformační odezvu studovaných materiálů ve vazbě na jejich složení a strukturu či další fyzikální charakteristiky. Posluchač získá přehled o používaných fyzikálních metodách a experimentální technice. Osvojí si zejména teoretické poznatky související s návrhem a přípravou mechanických zkoušek materiálů i speciálních triaxiálních experimentů. Absolvent nabude dovednosti v oblasti analýzy experimentálních dat z takových experimentů na základě fyzikálních modelů. Získané teoretické poznatky a analytické dovednosti si doplní vhodnou formou (aktivně či pasivně) v rámci experimentů realizovaných v laboratořích Ústavu geoniky, AV ČR.

Vyučovací metody

Individuální konzultace

Anotace

Povinná literatura:

Hudson, John A., and John P. Harrison. Engineering rock mechanics: an introduction to the principles. Elsevier, 2000. True triaxial testing of rocks, (book) Editor M. Kwasniewski, CRC Press/Balkema, Leiden, 2012 P.A. Kelly, Solid mechanics I-IV (e-book) http://homepages.engineering.auckland.ac.nz/~pkel015/SolidMechanicsBooks/index.html L. Vavro, Lomová houževnatost hornin a její zjišťování pro geomechanické hodnocení hornin a horninového masívu, Disertace, VŠB – TU, FAST, Ostrava 2014 Stuart, B. H., Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications. John Wiley & Sons, 2004 Handbook of Thermal Analysis, ed. Hatakeyama, T., Zhenhai Liu, John Wiley & Sons, Chichester, 1998.

Doporučená literatura:

Kim M.M., Ko H.Y. Multistage triaxial testing of rocks. Geotech Test J 1979;2:98–105. Hoek E. Estimating Mohr–Coulomb friction and cohesion values from the Hoek–Brown failure criterion. IntJ Rock Mech MinSci1990;27:227–9. J.B. Walsh, The effect of Cracks on the Compressibility of Rocks, Journal of Geophysical Research 70 (2) (1965) 381–389. The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007-2014, editor R.Ullusay J.B. Walsh, The effect of Cracks on the Uniaxial Elastic Compression of Rocks, Journal of Geophysical Research 70 (2) (1965) 399–411. J.B. Walsh, The effect of Cracks in Rocks on Poisson’s Ratio, Journal of Geophysical Research 70 (20) (1965) 5249–5257. B.N.Whittaker, R.N.Singht and G.Sun, Rock fracture Mechanics – Principle , design and applications. Developments in geotechnical Engineering, 71, Elsevier, Amsterdam – London - New Yourk – Tokyo, 1992 Larkin, J. P. Infrared and Raman Spectroscopy – Principles and Spectral interpretation. Elsevier. Croydon, 2011. Principles and Apllications of Thermal analysis, ed. Gabbott, P., Blackwell Publishing Ltd., Oxford 2008. Ramachandran, V. S., Paroli, R. M., Beaudoin, J.J. Delgado, A. H. Thermal Analysis of Construstion Materials, Noyes Publication/ William Andrew Publishing, Norwich, 2003.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

nejsou žádné další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Osnova předmětu 1. Studium mechanických vlastností geomateriálů. Základy fyziky kontinua, tenzor napětí a deformace, invarianty tenzorů a jejich role při modelovém popisu geomateriálů. 2. Speciální přístupy v popisu velkých deformací 3. Popis elastického chování materiálů, reverzibilní složka deformace, zobecněný Hookův zákon, hyperelasticita. 4. Nevratné deformace, plasticita, role tření v materiálech, vliv pórů na efektivní mechanické charakteristiky, dilatantní chování materiálů, porušení, jevy za mezí porušení, role pórového tlaku. 5. Přehled vybraných experimentálních metod a technik pro studium dalších fyzikálních vlastností, struktury a složení geomateriálů (např. porozimetrie, nasákavost, transport tekutin v geomateriálech, šíření zvuku v geomateriálech, termické a spektrální metody). 6. Metodologie experimentů studujících mechanickou odezvu geomateriálů I (základní jednoosé a trojosé zkoušky: zkouška v prostém tlaku a přímém tahu, Brazilská zkouška, izotropní komprese, test CTC, RTC, RTE, CTE, PS a TTC, relaxační test a creep test; experimentální studium šíření defektů – určení lomové houževnatosti) 7. Metodologie experimentů studujících mechanickou odezvu geomateriálů II (cyklické zatěžování, režimy řízení zatížení za mezí porušení, experimenty s pórovým tlakem) 8. Detekce napětí a deformace v experimentu (konstrukce siloměrů a manometrů, tenzometry – Wheastoneův můstek, čidla LVDT, typy extenzometrů, 3D analýza deformace, chyby měření) 9. Přehled experimentální techniky pro mechanické zkoušky (aktuátor pro jednoosé zatížení, role koncovek a čelistí, trojosé testování – pravé triaxiální buňky – varianty řešení a jejich nedostatky, konstrukční typy klasické triaxiální komory s osově symetrickým zatížením, realizace extenzních testů). 10. Praktická část. Vybrané experimenty realizované na servo-hydraulickém zařízení s vysokotlakou triaxiální komorou pro experimentální studium mechanického chování hornin (laboratoř ÚGN AV ČR). Analýza a vyhodnocení těchto experimentů. Volitelně návštěva dalších experimentálních pracovišť ÚGN AV ČR. Laboratoř infračervené spektroskopie, laboratoř mikroskopie, laboratoř termální analýzy). Výběr experimentů dle aktuálního výzkumného plánu laboratoří a zaměření doktorandovy disertace.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2018/2019 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (P0732D260003) Geotechnika a podzemní stavitelství P angličtina Ostrava povinný stu. plán
2020/2021 (P0732D260003) Geotechnika a podzemní stavitelství K angličtina Ostrava povinný stu. plán
2019/2020 (P0732D260003) Geotechnika a podzemní stavitelství P angličtina Ostrava povinný stu. plán
2019/2020 (P0732D260003) Geotechnika a podzemní stavitelství K angličtina Ostrava povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku