English

Katalog předmětů

Identifikace

KódBF054
NázevAplikace inženýrských úloh v geotechnice
Course nameMathematical Modeling of Geotechnical Constructions

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky2 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení2 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav geotechniky
GarantLumír Miča

Obsahové informace

Cíl předmětu:
• Získat základní teoretické znalosti o principu a metodách matematického modelování,
• Získat přehled o dostupných konstitučních modelech geomateriálů a jejich správnou volbu s ohledem na charakter okolního zemního prostředí, modelované konstrukce a typ analýzy,
• Porozumění procesu tvorby matematického modelu a limitům matematického modelování v geotechnice,
• Naučit se využívat program Plaxis 2D (Brinkgreve et al., 2012) pro řešení standardních okrajových úloh v geotechnice za předpokladu rovinné deformace.

Výstupem kurzu je získání základních znalostí o problematice matematického modelování v geotechnice. Student získá přehled o nejčastěji používaných konstitučních modelech geomateriálů a seznámí se s posloupností tvorby matematického modelu jak po teoretické, tak po praktické stránce. Posluchač kurzu se naučí využívat program Plaxis 2D pro řešení standardních okrajových úloh v geotechnice.
Předmět je po obsahové stránce zaměřen na problematiku řešení geotechnických konstrukcí pomocí matematického modelování (metody konečných prvků). Těžištěm první části kurzu je shrnutí základů mechaniky kontinua a především pak popis konstitučních modelů - od nejjednodušších elastických až po složitější modely zahrnující plastickou (nevratnou) složku deformace. V další části kurzu budou posluchači obeznámeni s procesem tvorby matematického modelu jak v teoretické, tak v praktické rovině. Probraná látka bude průběžně aplikována pro řešení konkrétních geotechnických úloh (plošné základy, hlubinné základy, opěrné a pažící konstrukce, násypy, zářezy, podzemní díla) pomocí programu Plaxis 2D. Závěrečnou etapou kurzu je zpracování samostatné semestrální práce, ve které posluchač využije získané znalosti k analýze vybrané konstrukce.

Harmonogram přednášky

  • 1. Úvod do problematiky, základní aspekty a důvody využití výpočetních metod v geotechnice, ukázky praktických aplikací.
  • 2. Základy mechaniky kontinua – shrnutí, přehled a rozdělení numerických metod.
  • 3. Základy metody konečných prvků.
  • 4. Rozdělení konstitučních modelů. Lineární a nelineární elasticita.
  • 5. Úvod do plastického chování geomateriálů.
  • 6. Ideálně plastické konstituční modely.
  • 7. Elasto - plastické konstituční modely se zpevněním.
  • 8. Odvodněná versus neodvodněná analýza, konsolidační analýza.
  • 9. Teorie a modelování pažících konstrukcí I (gravitační opěrné zdi, volně stojící pažící konstrukce).
  • 10. Teorie a modelování pažících konstrukcí II (rozepřené/kotvené konstrukce, hřebíkování).
  • 11. Teorie a modelování násypových těles a zářezů.

Harmonogram cvičení

  • 1. Úvod - seznámení s programem Plaxis.
  • 2. Úvod - seznámení s programem Plaxis - pokračování.
  • 3. Strukturní a kontaktní prvky.
  • 4. Modelování plošných základů.
  • 5. Modelování hlubinných základů.
  • 6. Simulace laboratorních zkoušek.
  • 7. Modelování pažící konstrukce.
  • 8. Modelování pažící konstrukce se zahrnutím proudění podzemní vody.
  • 9. Modelování násypu
  • 10. Řešení individuálního zadání.
  • 11. Prezentace individuálního zadání.
Mechanika zemin,Zakládání staveb,Podzemní stavby, Pružnost a plasticita

Základní literatura předmětu

HERLE, I.: Základy matematického modelování v geomechanice, Karolinum, Praha, 2003
BRINKGREVE, R. B. J., SWOLFS, W. M., ENGIN, E.: PLAXIS 2D 2012 - Users Manual. 2012., Plaxis bmv., 2012

Doporučená literatura ke studiu předmětu

POTTS, M., David, ZDRAVKOVIĆ, Lidija: Finite Element Analysis in Geotechnical Engineering: Volume One - Theory, .Thomas Thelford Publishing , 1999
POTTS, M., David, ZDRAVKOVIĆ, Lidija: Finite Element Analysis in Geotechnical Engineering: Volume Two - Application, Thomas Thelford Publishing, 1999
POTTS, D. M. et al. : Guidelines for the use of advanced numerical analysis, Thomas Thelford Publishing, 2002