Detail předmětu

Interakce konstrukce a zeminy

FAST-DF61Ak. rok: 2022/2023

Vliv struktury na mechanické chování zemin. Princip efektivního napětí. Krátkodobá a dlouhodobá stabilita. Podmínky zatížení a odlehčení. Tlak v pórech zeminy a jeho stanovení. Standardní a nestandardní triaxiální zkoušky. Deformační charakteristiky. Materiálové chování zemin nesoudržných a soudržných.
Základní reologické vztahy. Reologické modely. Podmínky mezní rovnováhy v prostoru. Mezní stav zemních konstrukcí, fyzikální podstata plastických deformací, podmínky plasticity, porušení při creepu. Finitní vztahy: izotropní a anizotropní látka. Přírůstkové -plastické vztahy: energetická koncepce, aplikace teorie dilatačního chování, teorie s anizotropním zpevněním. Vrozená a získaná anizotoropie. Nelineární chování nesoudržných zemin podle Kondera, Duncana ,Changa. Parametr zpevnění, dilatance, kontraktance. Dráhy napětí. Metoda dráhy napětí. Metody úpravy charakteru struktury materiálu zemin a hornin.Spolupůsobení zemin a skalních hornin s konstrukcemi. Nízké nadloží, rovinné přetvoření nevystrojeného kruhového tunelu, rovinné přetvoření čelby, kruhová tunelová čelba, lokální zřícení a vytlačení na povrch. Sedání povrchu vlivem ražby.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

8

Garant předmětu

doc. Ing. Kamila Weiglová, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav geotechniky (GTN)

Prerekvizity

Vlastnosti zemin, vznik zemin, teorie mezních stavů, znalosti ze stavební mechaniky a pružnosti a pevnosti.

Osnovy výuky

1. Vliv struktury na mechanické chování zemin. Princip efektivního napětí. Krátkodobá a dlouhodobá stabilita. Podmínky zatížení a odlehčení. Tlak v pórech zeminy a jeho stanovení.
2. Standardní a nestandardní triaxiální zkoušky. Deformační charakteristiky. Materiálové chování zemin nesoudržných a soudržných.
3. Metody řešení napjatosti a deformace zemního tělesa za použití matematické teorie pružnosti. Úplná funkce přetvárnosti.
4. Základní reologické vztahy. Reologické modely.
5. Druhy konstrukcí, zatížení a okrajové podmínky. Podmínky mezní rovnováhy v prostoru.
6. Mezní stav konstrukcí, fyzikální podstata plastických deformací, podmínky plasticity, mezní stav viskózního porušení, porušení při creepu.
7. Finitní vztahy: izotropní a anizotropní látka.
8. Přírůstkové (plastické) vztahy: energetická koncepce, aplikace teorie dilatačního chování, teorie s anizotropním zpevněním. Vrozená a získaná anizotropie.
9. Nelineární chování nesoudržných zemin podle Kondera, Duncana a Changa.
10. Metoda dráhy napětí.
11. Řešení metodou konečných prvků v geotechnice - princip MKP. Trojúhelníkový a obdélníkový prvek s lineárních polynomem jako aproximační funkce, lokální interpolační funkce, nahrazení působícího zatížení diskrétním modelem pomocí interpolačních funkcí, sestavení matic tuhosti celé konstrukce, zavedení okrajových podmínek a řešení soustavy rovnic.
12. Zabudování nového modelu podloží do programového systému, interakce horních staveb, základů a podloží.
13. Spolupůsobení zemin a skalních hornin s konstrukcemi. Zvolení metody zpracování. Nízké nadloží (klasické teorie), rovinné přetvoření nevystrojeného kruhového tunelu, rovinné přetvoření čelby, kruhová tunelová čelba, lokální zřícení a vytlačení na povrch. Sedání povrchu vlivem ražby.

Učební cíle

Studenti získají komplexní pohled na chování zemin pro celý obor zatížení až do mezního stavu porušení pro stanovení vstupních materiálových parametrů zemin a hornin pro numerické modelování interakce konstrukce a zeminy.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-K-E-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program D-K-C-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program D-P-E-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program D-P-C-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Kamila Weiglová, CSc.

Osnova

1. Vliv struktury na mechanické chování zemin. Princip efektivního napětí. Krátkodobá a dlouhodobá stabilita. Podmínky zatížení a odlehčení. Tlak v pórech zeminy a jeho stanovení. 2. Standardní a nestandardní triaxiální zkoušky. Deformační charakteristiky. Materiálové chování zemin nesoudržných a soudržných. 3. Metody řešení napjatosti a deformace zemního tělesa za použití matematické teorie pružnosti. Úplná funkce přetvárnosti. 4. Základní reologické vztahy. Reologické modely. 5. Druhy konstrukcí, zatížení a okrajové podmínky. Podmínky mezní rovnováhy v prostoru. 6. Mezní stav konstrukcí, fyzikální podstata plastických deformací, podmínky plasticity, mezní stav viskózního porušení, porušení při creepu. 7. Finitní vztahy: izotropní a anizotropní látka. 8. Přírůstkové (plastické) vztahy: energetická koncepce, aplikace teorie dilatačního chování, teorie s anizotropním zpevněním. Vrozená a získaná anizotropie. 9. Nelineární chování nesoudržných zemin podle Kondera, Duncana a Changa. 10. Metoda dráhy napětí. 11. Řešení metodou konečných prvků v geotechnice - princip MKP. Trojúhelníkový a obdélníkový prvek s lineárních polynomem jako aproximační funkce, lokální interpolační funkce, nahrazení působícího zatížení diskrétním modelem pomocí interpolačních funkcí, sestavení matic tuhosti celé konstrukce, zavedení okrajových podmínek a řešení soustavy rovnic. 12. Zabudování nového modelu podloží do programového systému, interakce horních staveb, základů a podloží. 13. Spolupůsobení zemin a skalních hornin s konstrukcemi. Zvolení metody zpracování. Nízké nadloží (klasické teorie), rovinné přetvoření nevystrojeného kruhového tunelu, rovinné přetvoření čelby, kruhová tunelová čelba, lokální zřícení a vytlačení na povrch. Sedání povrchu vlivem ražby.