Sveučilište u Zagrebu

Geotehnički fakultet

Kategorija: Predmeti

Naziv predmeta: Numeričko modeliranje u geotehnici

Diplomski studij, Geoinženjerstvo okoliša, 2. semestar

Cilj predmeta: Prikazivanje postupaka provedbe numeričkih proračuna raznovrsnih problema iz domene geotehničkog inženjerstva. Povezivanje osnovnih znanja iz matematike s postupcima rješavanja konkretnih inženjerskih zadaća.

Izvedba:

• 30 P (predavanja)
• 30 A (auditorne vježbe)
• 0 S (seminar)

Okvirni sadržaj predmeta: Predavanja (30): Uvodno predavanje (osnove matričnog računa, općenito o numeričkom modeliranju) (2). Metode granične ravnoteže (Bishopova, Spencerova, Morgenstern-Priceova) (2). Teorija linearne elastičnosti (Hook-ov zakon, pojam linearno elastičnog ponašanja, modeliranje tla) (2). Energetske formulacije (Definiranje deformacione energije, te energije vanjskog djelovanja) (4). Približna rješenja Rayleigh Ritz (Rješavanje problema korištenjem principa minimizacije ukupne energije deformiranog sustava) (2). Rubni, početni uvjeti i formiranje mreže konačnih elemenata (Zadani pomaci i naprezanja, djelovanje vanjskih sila, porni tlakovi, početna stanja naprezanja) (2). Formiranje mreže konačnih elemenata (Ulazni podaci, slojevi i parametri tla, faze izgradnje) (2). Pravokutni element - ravninska deformacija (Određivanje matrice krutosti ravninskog elementa) (6). Vremenski tok slijeganja (Uvod u metodu konačnih diferencija) (2). Tečenje vode kroz tlo (Određivanje rubnih uvjeta tečenja, rješenje diferencijalne jednadžbe metodom konačnih diferencija) (2). Elasto plastična svojstva tla (Modeliranje tla kao neelastičnog kontinuuma) (4)
Vježbe (30): Osnove korištenja komercijalnih programa koji koriste mueričke postupke (metoda konačnih elemenata) pri rješavanju zadaća iz geotehničkog inženjerstva (8), Provedba proračuna procjeđivanja ispod i kroz nasutu građevinu te ispod betonske građevine (8), Proračun stabilnosti nasutih građevina (6), Defomacijska analiza (8).

Nakon usvajanja gradiva studenti će moći:
• primijeniti numeričke algoritme pri izradi projekata inženjerstva okoliša
• primijeniti tehnike, vještine i napredne inženjerske alate u inženjerstvu okoliša
• sudjelovati u znanstveno-istraživačkim projektima u geotehničkom području
• projektirati, planirati i rukovoditi izvedbom i sanacijom složenih geotehničkih građevina u tlu: duboki i plitki temelji, nasute brane, nasipi, tuneli, klizišta, potporne konstrukcije, iskopi, građevinske jame, prometnice u usjecima i zasjecima, odlagališta otpada i slično
• projektirati, planirati i izvoditi terenske istražne radove i laboratorijska ispitivanja u geotehničkom inženjerstvu i rudarstvu
• prepoznati i ustanoviti osnovne značajke problema
• polazno odrediti parametre proračuna
• primijeniti postupak numeričkog modeliranja procjeđivanja
• primijeniti deformacijske i granične analize složenih inženjerskih zadaća
• kritički analizirati dobivena rješenja s obzirom na očekivane ishode analiza
• primijeniti odgovarajuću analizu odnosno izračunati provedbom određenog numeričkog postupka, a koristiti odgovarajući računalni program određeni tip zadaće iz inženjerske prakse

5 ECTS

Nastavnik: Prof.dr.sc. Krešo Ivandić
Suradnik: Dr.sc. Filip Dodigović

Literatura:

Obavezna:

[1] Ivandić, K.: Numeričko modeliranje, GF, Varaždin, 2009.
[2] Krahn, J.: Seepage modeling with SEEP/W, GEO-SLOPE International Ltd, Calgary, Alberta, Canada, 2004.
[3] Krahn, J.: Stability modeling with SLOPE/W, GEO-SLOPE International Ltd, Calgary, Alberta, Canada, 2004.
[4] Krahn, J.: Stress and Deformation Modeling with SIGMA/W, GEO-SLOPE International Ltd, Calgary, Alberta, Canada, 2004.

Preporučena:

[1] Kutzner, C.: Earth and Rockfill Dams - Principles of Design and Construction, Balkema, 1997.
[2] Seepage analysis and control for dams, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, EM 1110-2-1901, 1986.
[3] C. J. Jones.: Earth reinforcement and soil structures, Thmas Thelford, 1996.