Detail předmětu

Interakce konstrukce a zeminy

FAST-DF61Ak. rok: 2018/2019

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.

Zajišťuje ústav

Ústav geotechniky (GTN)

Prerekvizity

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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Jazyk výuky

čeština

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.

Cíl

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-P-E-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1. ročník, letní semestr, 8 kreditů, povinně volitelný

  • Program D-K-E-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1. ročník, letní semestr, 8 kreditů, povinně volitelný

  • Program D-K-C-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1. ročník, letní semestr, 8 kreditů, povinně volitelný

  • Program D-P-C-SI (N) doktorský

    obor KDS , 1. ročník, letní semestr, 8 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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.