224-0946/02 – Experimentální metody studia fyzikálního chování geomateriálů (EMSFCG)
| Garantující katedra | Katedra geotechniky a podzemního stavitelství | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Ivan Janeček, CSc. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Ivan Janeček, CSc. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2018/2019 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FAST | Určeno pro typy studia | doktorské |
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.