MECHANIKA HORNIN. Vyučující: Doc. Ing. Matouš Hilar, Ph.D. Kontakt: Mechanika hornin - přednáška 1 1

Podobné dokumenty
MECHANIKA HORNIN. Vyučující: Doc. Ing. Matouš Hilar, PhD. Kontakt: Mechanika hornin - přednáška 1 1

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

OPAKOVÁNÍ- ÚVOD DO GEOLOGIE:

STAVBA ZEMĚ. Mechanismus endogenních pochodů

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

MECHANIKAPODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ KLASIFIKACE VÝPOČETNÍCH METOD STABILITY A ZATÍŽENÍ OSTĚNÍ

Primární a sekundární napjatost

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ PODMÍNKY PLASTICITY A PORUŠENÍ

Základy geologie pro archeology. Josef V. Datel, Radek Mikuláš Filozofická fakulta Univerzita Karlova v Praze 2017/18

Průzkumné metody v geotechnice. VŠB-TUO - Fakulta stavební Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

K. E. Bullen ( ) rozdělil zemské těleso do 7 částí Na základě pohybu zemětřesných vln, tzv. Bullenovy zóny liší se tlakem, teplotou a

GEOTECHNOLOGIE. resp. Příklady výzkumu mechanického chování zemin na PřF: 1. Výsypky severočeských dolů. 2. Cementační vazby v jílu

Dokumentace průzkumných děl a podzemních staveb

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Geotechnický průzkum

PODZEMNÍ VODA. J. Pruška MH 9. přednáška 1

HYDROGEOLOGICKÝ PRŮZKUM

CÍL ÚZEMNÍHO PLÁNOVÁNÍ RACIONÁLNÍ VYUŽITÍ KRAJINY

Obsah. Obsah: 3 1. Úvod 9

Výpočet konsolidace pod silničním náspem

Geologie 135GEO Stavba Země Desková tektonika

Geologie a tepelné vlastnosti hornin Projektování vrtů pro tepelná čerpadla na základě geologických předpokladů vliv na vodní režim, rizika

Využitelné množství p.v. hydrologický bilanční model x hydraulický model

Přednáška č. 3. Dynamická geologie se zabývá změnami zemské kůry na povrchu i uvnitř

Mechanika hornin. Přednáška 5. Napětí, deformace a numerické modelování horninového masivu

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ Statické řešení výztuže podzemních děl

Výpočet konsolidace pod silničním náspem

NUMERICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNOST. Alexandr Butovič Tomáš Louženský SATRA, spol. s r. o.

Průzkumné metody v geotechnice. VŠB-TUO - Fakulta stavební Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Stavba zemského tělesa

Geotechnický průzkum hlavní úkoly

Nové poznatky o stavbě Země, globální tektonika. Stavba Země

Zdroje. osobní stránky Vaníček: Mechanika zemin, ČVUT Verruijt: Soil Mechanics Časopis Geotechnika, Tunel

Metoda konečných prvků Základy konstitutivního modelování (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Zakládání staveb 5 cvičení

VOTICKÉHO Ing. Libor Mařík, IKP Consulting Engineers, s. r. o. AITES

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Sylabus 19. Zlepšování zemin proctorova zkouška

SANAČNÍ A VÝPLŇOVÉ SMĚSI PŘIPRAVENÉ PRO KOMPLEXNÍ ŘEŠENÍ PROBLEMATIKY METANU VE VAZBĚ NA STARÁ DŮLNÍ DÍLA

Druhy plošných základů

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

ZEMĚ JAKO SOUČÁST VESMÍRU

ZÁKLADY GEOLOGIE. Úvod přednáška 1. RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ

Problematika vsakování odpadních vod v CHKO

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.

stratigrafie. Historická geologie. paleontologie. paleografie

1 Úvod. Poklesová kotlina - prostorová úloha

Nelineární problémy a MKP

ZAKLÁDÁNÍ STAVEB VE ZVLÁŠTNÍCH PODMÍNKÁCH

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

STAVBA ZEMĚ MECHANISMUS ENDOGENNÍCH POCHODŮ (převzato a upraveno dle skript pro PřFUK V. Kachlík Všeobecná geologie)

PŘEDBĚŽNÁ ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ČSN P Inženýrskogeologický průzkum. Ground investigation. Obsah. Strana. Předmluva 4.

Napětí horninového masivu

RÁMCOVÉ OTÁZKY pro pedmt Mechanika zemin pro 2. roník

Kompromisy při zpracování a hodnocení výsledků hydraulických modelů na příkladu hodnocení vodního zdroje Bzenec komplex

ZÁSOBOVÁNÍ HASIVY ZÁSOBOVÁNÍ VODOU. Zdroje vod pro tunelové stavby

TEPELNÉ VLASTNOSTI HORNIN A JEJICH VLIV NA VYUŽITÍ ZEMNÍHO TEPLA

OPAKOVÁNÍ SLUNEČNÍ SOUSTAVY

Příklady ke cvičení Mechanika zemin a zakládání staveb

Přírodopis 9. přehled učiva pro základní školy a víceletá gymnázia. Nakladatelství Fraus O čem je přírodopis. Geologie věda o Zemi

PETROLOGIE =PETROGRAFIE

Téma 2 Napětí a přetvoření

Příspěvek ke stanovení bezpečné mocnosti nadloží při protlačování ve zvodnělém horninovém prostředí

GEOoffice, s.r.o., kontaktní

ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE

Návrh hlubinných základů dle EC 7

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

MATEMATICKÉ MODELOVÁNÍ A SKUTEČNÉ CHOVÁNÍ TUNELŮ REALIZOVANÝCH PODLE PROJEKTŮ IKP Consulting Engineers, s.r.o.

POUŽITÍ STŘÍKANÉHO BETONU PRO DEFINITIVNÍ OSTĚNÍ TUNELŮ

Základní vlastnosti stavebních materiálů

INTERPRETACE PUKLINOVÉ SÍTĚ NA ZÁKLADĚ TERÉNNÍCH MĚŘENÍ

Inženýrskogeologický průzkum přirozených stavebních materiálů

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Program cvičení z mechaniky zemin a zakládání staveb

Konsolidace zemin Stlačení vrstev zeminy je způsobené změnou napětí v zemině např. vnesením vnějšího zatížení do zeminy

Smyková pevnost zemin

Metody sanace přírodních útvarů

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

lního profilu kontaminace

Mechanika hornin a zemin Cvičení. Marek Mohyla LPOC 315 Tel.: 1362 ( ) homel.vsb.cz/~moh050 geotechnici.

KONSOLIDACE ZEMIN. Pod pojmem konsolidace se rozumí deformace zeminy v čase pod účinkem vnějšího zatížení.

A mez úměrnosti B mez pružnosti C mez kluzu (plasticity) P vznik krčku na zkušebním vzorku, smluvní mez pevnosti σ p D přetržení zkušebního vzorku

Modelování proudění podzemní vody a transportu amoniaku v oblasti popelových skládek závodu Chemopetrol Litvínov a.s.

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému


OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Údaje o vzdělávací a vědecké, výzkumné, vývojové a další tvůrčí činnosti Fakulty mechatroniky a mezioborových inženýrských studií

Numerické metody. Numerické modelování v aplikované geologii. David Mašín. Ústav hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky

Globální tektonika Země

Zkouška rázem v ohybu. Autor cvičení: prof. RNDr. B. Vlach, CSc; Ing. Petr Langer. Jméno: St. skupina: Datum cvičení:

Základy geologie pro archeology. Josef V. Datel, Radek Mikuláš Filozofická fakulta Univerzita Karlova v Praze 2014/15

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Transkript:

MECHANIKA HORNIN Vyučující: Doc. Ing. Matouš Hilar, Ph.D. Kontakt: matous.hilar@fsv.cvut.cz Mechanika hornin - přednáška 1 1

Doporučená literatura: Pruška, J. (2002): Geomechanika Mechanika hornin. ČVUT v Praze Barták, J. - Pruška, J. (2011): Podzemní stavby. ČVUT v Praze Webové stránky katedry geotechniky: http://departments.fsv.cvut.cz/k135/cms/ Osobní stránky Hilar, Barták, Pruška Pdf soubory s prezentacemi a texty Webové stránky České tunelářské asociace: www.ita-aites.cz Mechanika hornin - přednáška 1 2

Mechanika hornin Přednáška 1 Základní metody a pojmy Stavba Země Mechanika hornin - přednáška 1 3

GEOTECHNIKA Hledá optimální technické řešení stavebních problémů při zakládání všech druhů staveb, při ražení podzemních staveb, při ochraně staveb a jejich prostředí před negativními účinky geologických procesů a optimální využívání geologického prostředí. Skládá se z následujících vědních disciplin: - mechanika zemin - zakládání staveb - mechanika hornin - podzemní stavby - geologie - inženýrská geologie - hydrogeologie Mechanika hornin - přednáška 1 4

MECHANIKA HORNIN Dává informace o pevnostních a deformačních vlastnostech horniny a horninového masivu. Stanovení průběhu primární a sekundární napjatosti horninového prostředí. Stanovení deformací horninového masivu vyvolaných sekundární napjatosti. Řešení stabilitních problémů horninového prostředí. Využívá tyto metody: 1. Laboratorní zkoušky 2. Polní zkoušky (měření in situ ) 3. Matematické modelování 4. Fyzikální modelování 5. Makroskopické pozorování jevů 6. Kombinace metod Mechanika hornin - přednáška 1 5

1. LABORATORNÍ ZKOUŠKY Poskytování parametrů hornin, zásady odběru a přípravy vzorků, metodické postupy zkoušek. Vlastnosti hornin: fyzikální, fyzikálně - chemické, mechanické, deformační, technologické, reologické Mechanika hornin - přednáška 1 6

2. POLNÍ ZKOUŠKY ( IN SITU ) Měření zatížení, napětí, deformace, pohybu hornin, určování parametrů horninového masivu, zatížení výstroje podzemních děl Mechanika hornin - přednáška 1 7

3. MATEMATICKÉ MODELOVÁNÍ Matematický popis chování pomocí soustavy diferenciálních rovnic řešených numerickými metodami. Vstupem jsou počáteční a okrajové podmínky, výstupem pak řešení dané soustavy (náhradního matematického modelu). Matematické modely existují jak pro spojité prostředí (kontinuum) tak i pro nespojité (diskontinuum). Mechanika hornin - přednáška 1 8

4. FYZIKÁLNÍ MODELOVÁNÍ a) modely prvního druhu - užívají teorie podobnosti b) modely druhého druhu - založené na elektroanalogii či fotoelasticitě Mechanika hornin - přednáška 1 9

5. POZOROVÁNÍ JEVŮ Nejstarší metoda založena na empirii zkušenosti lidí. Určitý jev se sleduje v horninovém prostředí a pak se usuzuje na podstatu a charakter jevu. Po vyhodnocení velkého počtu pozorování se dospěje k určitým závislostem, jež vedou k vyslovení hypotézy. 6. KOMBINACE METOD Při podrobnějším studiu mechaniky chování horninového masivu a procesů vznikajících vlivem inženýrské činnosti nevystačíme zpravidla jen s jednou metodou a jsme nuceni pracovní metody kombinovat a získané výsledky konfrontovat ve vzájemné vazbě. Mechanika hornin - přednáška 1 10

ZÁKLADNÍ POJMY HORNINA je základní jednotka v zemské kůře, jejímž výzkumem se zabývá petrografie a petrologie. Horniny tvoří jednotlivé minerály či soubory minerálů v různých vazbách (struktura a textura). Minerály zastoupené v hornině ve velkém množství jsou hlavní (základní), ostatní minerály jsou podružné (vedlejší). ZEMINA vzniká z hornin zvětráváním, erozí i jiným způsobem. Pozn: Horniny a zeminy nerozlišujeme z geologického hlediska, z technického (statického) hlediska je mezi nimi značný rozdíl (zeminy nemají tahovou pevnost, horniny mají vyšší pevnost v tlaku, tahu a smyku, horniny kladou odpor proti rozpojení). Mechanika hornin - přednáška 1 11

HORNINOVÝ MASIV je část zemské kůry vzniklá horotvornou činností, popisujeme jej jako soubor hornin charakteristických petrografických, fyzikálních a mechanických vlastností. Vzhledem k rozrušení diskontinuitami (plochami nespojitosti) má masiv odlišné vlastnosti než horniny, kterými je tvořen. HORNINOTVORNÉ MINERÁLY jsou chemicky definovatelné látky, rozdělujeme je na prvotní (např. živec, amfibol, křemen) a druhotné (např. jílové minerály). JÍLOVÉ MINERÁLY významně ovlivňují chování zemin (zvláště jílů) plasticita, sorpce, bobtnání. Patřísem např. kaolinit, ilit, montmorilonit apod. Mechanika hornin - přednáška 1 12

TECHNICKÉ VLASTNOSTI HORNIN - základní popisné fyzikální vlastnosti - hydrofyzikální vlastnosti -fyzikálně technické vlastnosti - pevnostní vlastnosti -přetvárné vlastnosti - technologické vlastnosti GEOMECHANIKA Geomechanika provádí prognózy chování horninového masivu, technické řešení a bezpečnost při provádění podzemních děl. Představuje soubor vědních a odborných disciplin: - strukturní geologii - regionální geodynamiku - mechaniku hornin - mechaniku zemin - aplikovanou geofyziku Mechanika hornin - přednáška 1 13

NEROSTNÉ SUROVINY ekonomicky využitelné součásti zemské kůry buď v původním uložení (ložiska) či vytěžené a zpracované. ISOTROPIE HORNIN Hornina nemá ve všech směrech stejné fyzikálně mechanické vlastnosti, u hornin není nikdy isotropie dokonale splněna HOMOGENITA HORNIN (stejnorodost) jedná se o horninový masiv složený z jednoho druhu horniny TEXTURA HORNIN (stavba hornin) vzájemné seskupení horninotvorných minerálů PEVNOST HORNIN (mez pevnosti) mezní napětí při daném způsobu vnějšího zatěžování, při kterém se hornina poruší. Mechanika hornin - přednáška 1 14

FÁZE HORNIN jsou složky hornin podle skupenství, tj. fáze pevná, kapalná a plynná DEFORMACE HORNIN tvarová či objemová změna horniny způsobená účinkem sil REOLOGIE zkoumá přetvárné závislosti mezi napětím, deformací, rychlostí deformace a časem. Často kvůli složitým závislostem zanedbává méně významné vlivy GEOTERMICKÝ STUPEŇ hloubka v metrech, při které stoupne teplota o 1 C, u nás 30 33 m GEOTERMICKÝ GRADIENT počet stupňů o které stoupne teplota v zemské kůře se sestupem na každých 100 m hloubky Mechanika hornin - přednáška 1 15

PODZEMNÍ VODA Zvodeň Hydraulicky jednotná a souvislá akumulace (těleso) podzemní gravitační vody (volné nebo napjaté) v horninovém masivu Izolátor Vrstva horninového masivu s nízkou propustností (vzhledem k okolí) Kolektor Vrstva horninového masivu s vysokou propustností (vzhledem k okolí) Mechanika hornin - přednáška 1 16

PODZEMNÍ VODA Artéská voda Podzemní voda v napjaté zvodni. V případě naražení takové zvodně vrtem proto voda samovolně vyvěrá bez nutnosti jejího čerpání. Průlinová propustnost Pohyb vody póry materiálu (zpravidla u hrubozrnných zemin) Puklinová propustnost Pohyb vody diskontinuitami materiálu (zpravidla u skalních hornin) Mechanika hornin - přednáška 1 17

STAVBA ZEMĚ Zemská kůra má mocnost 50 150 km, je tvořena převážně křemíkem a hliníkem, skládá se s žulové (granitové) vrstvy a čedičové (bazaltické) vrstvy oddělených Conradsovou diskontinuitou. Zemská kůra je pod vlivem: Vnitřních (endogenních) sil vulkanická činnost, zvedání a klesání ker, vnitřní teplo Vnějších sil (exogenních) sluneční záření, mechanické a chemické působení. Při zemském povrchu vlivem všech výše uvedených sil dochází k narušení zemské kůry a vytvoření pokryvné zóny geosféry o mocnosti až 500 m. Jádro Země se skládá z vnitřní části a tekutého vnějšího jádra. Mezi jádrem a zemskou kůrou se nachází zemský plášť bohatý na křemík. Zemský plášť a zemská kůra jsou odděleny Mohorovičičovou diskontinuitou. Mechanika hornin - přednáška 1 18

MODEL ZEMĚ (dle Bullena, 1963) A Vnitřní jádro B Vnější jádro C Plastická oblast D Kanál snížených rychlostí E Čedičová vrstva F Žulová vrstva 1 Zemské jádro 2 Zemský plášť 3 Zemská kůra 4 Atmosféra Mechanika hornin - přednáška 1 19