Geomechanika

obowiązkowe

Student powinien posiadać:

- znajomość procesów geodynamicznych,

- umiejętność rozpoznawania minerałów i skał,

- umiejętność kartowania i interpretacji zawartości map tematycznych,

- znajomość modelowania numerycznego,

- znajomość podstaw statystyki.

Geomechaniczne cechy skały i masywu skalnego. Systemy wskaźnikowej charakterystyki cech masywu skalnego (RQD, Q, GSI, JCR). Rodzaje i skala zagrożeń stateczności oraz skala przekształceń geośrodowiskowych masywu skalnego w otoczeniu realizowanych obiektów podziemnych oraz problemy deterioracji obiektów naziemnych. Etapy i cele rozpoznania warunków geologiczno-inżynierskich powierzchniowych i wgłębnych. Właściwości geomechaniczne masywu skalnego i skały. Pojęcie naprężeń pierwotnych i wtórnych. Podstawy teorii sprężystości, plastyczności i kruchego pękania. Podstawy oceny stanu naprężeń wokół podziemnego wyrobiska inżynierskiego. Badania in situ, otworowe, szczelinowanie hydrauliczne, metoda „breakaut”, badania wytrzymałościowe i ultradźwiękowe. Niecka osiadania nad wyrobiskami górniczymi, zapadliska, podtopienia terenu. Metody przeciwdziałania zagrożeniom naturalnym i antropogenicznym górotworu skalnego na powierzchni, w strefie przypowierzchniowej i na dużych głębokościach.

Program ćwiczeń:

1. Wprowadzenie. „Grunt” – „skała”. Charakterystyka skał i masywu skalnego. Badania polowe.

2. Właściwości fizyczne skał.

3. Badania nieniszczące – ultradźwiękowe.

4. Badania niszczące. Rodzaje badań wytrzymałościowych. Jednoosiowe ściskanie: wytrzymałość na jednoosiowe ściskanie oraz moduł Younga. Jednoosiowe rozciąganie (metodą brazylijską) - wytrzymałość na rozciąganie.

5. Deterioracja. Charakterystyka procesów wietrzenia kamienia oraz mechanizmów degradacji. Opis metod modelowania długotrwałych procesów niszczących.

6. Klasyfikacje masywów skalnych (Bieniawskiego –RMR, Bartona – Q, Hoek’a – GSI).

7. Kryteria zniszczenia: warunek wytrzymałościowy Coulomba-Mohra, kryterium Hoeka-Browna i zgeneralizowane równanie Hoeka-Diederichsa.

8. Wyznaczanie na podstawie kryterium Hoeka-Browna parametrów masywu skalnego (mb, s i a), modułu deformacji masywu skalnego oraz parametrów Coulomba-Mohra (c i ).

9. Parametryczna analiza zmian rozkładu naprężeń w masywie skalnym podczas drążenia wyrobiska przy użyciu elementów brzegowych.

10. Określenie wpływu geometrii tunelu na rozkład naprężeń oraz wizualizacja rozkładu naprężeń wokół wyrobiska.

Z. Glazer, J. Malinowski. 1991. Geologia i geotechnika dla inżynierów budownictwa. PWN Warszawa.

E. Hoek. 2007. Practical Rock Engineering

J. Pinińska (Red.). 2009. Baza danych geomechanicznych właściwości skał. Zakład Geomechaniki UW. Warszawa.

Po zakończeniu ćwiczeń student:

K_W01 – dostrzega wielorakie związki między składowymi środowiska przyrodniczego,

K_W02 - zna problemy i metody badawcze z dziedziny nauk przyrodniczych,

K_W06 - ma wiedzę na temat parametrów ośrodka gruntowego dla celów projektowania i wykonawstwa budowli ziemnych, podziemnych, kubaturowych drogowych,

K_W09 - przewiduje skutki ingerencji człowieka w środowisko przyrodnicze (gruntowo-wodne, skał i złóż, gospodarki odpadami, zagrożeń dla środowiska, rekultywacji i rewitalizacji obszarów zdegradowanych),

K_W12 - zna modele opisujące środowisko geologiczne,

K_W16 - ma wiedzę na temat kartowania struktur geologicznych dla celów poszukiwania i eksploatacji wód podziemnych, złóż rud metali i węglowodorów, rozpoznawania krasu i in. metodami geofizycznymi,

K_W17 - zna zakres geologicznej i geofizycznej obsługi wierceń, zróżnicowane metody prac wiertniczych i wymagania dotyczące koniecznych uprawnień geologicznych.

W obszarze umiejętności:

K_U01 - wykonuje i opisuje proste zadanie badawcze indywidualnie i zespołowo,

K_U02 - dobiera właściwą metodologię do rozwiązania problemu badawczego lub projektowego,

K_U08 - identyfikuje słabe i mocne strony standardowych działań podejmowanych dla rozwiązania problemów inżynierskich i środowiskowych,

K_U09 - sporządza proste raporty oraz wytyczne do ekspertyz na podstawie zebranych danych,

K_U11 - planuje zawodową karierę i stosuje zasady rozwoju zrównoważonego w pracy własnej,

K_U12 - planuje i wykorzystuje odpowiednie metody i techniki do rozwiązania zadanego problemu w geoinżynierii.

W obszarze kompetencji społecznych:

K_K01 - skutecznie komunikuje się w mowie i na piśmie ze społeczeństwem i specjalistami z różnych dziedzin w zakresie geoinżynierii,

K_K02 - docenia rolę edukacji praktycznej, ekologicznej i zdrowotnej,

K_K03 - doskonali swoje umiejętności zawodowe,

K_K04 - jest przygotowany do podjęcia pracy zawodowej związanej z geologią stosowaną,

K_K08 - docenia wagę modelowania matematycznego przy opisie zjawisk przyrodniczych,

K_K09 - rozumie potrzeby poszukiwania nowych technologii,

K_K12 - dba o rzetelność i wiarygodność swojej pracy.

Końcowe kolokwium na ocenę, kryterium oceny podane przez prowadzącego na pierwszych zajęciach.

brak