Schválené projekty 2015

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2015

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 52 908 039 Kč

Z toho 2.5% - 1 320 739 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakultapřidělená částka v Kč
FBI  1 172 500
EKF  4 962 700
FAST  3 070 000
FS  8 256 000
FEI 12 282 100
HGF  5 433 000
FMMI  6 188 000
VC 10 223 000
CELKEM 51 587 300
KódSP2015/124
Název projektuLaboratorní měření přetvárných vlastností výsypkových materiálů z hnědouhelného dolu Bílina v Severních Čechách
ŘešitelPetrášová Taťána Ing.
Školitel projektudoc. Dr. Ing. Hynek Lahuta<br />
Období řešení projektu01.01.2015 - 31.12.2015
Předmět výzkumuPředmětem projektu bude provádění laboratorních zkoušek a jejich vyhodnocení pro stanovení přetvárných vlastností a mechanického chování výsypkových materiálů z hnědouhelného dolu Bílina v Severních Čechách, protože zde se nachází největší a nejvyšší výsypky u nás a je nutné zabývat se tedy aktuálními otázkami chování vysokých výsypek, neboť je velmi málo zkušeností s jejich chováním, v podstatě nejen u nás, ale i v Evropě a ve světě také. Problematika stability vysokých výsypkových těles je předmětem celé řady odborných článků a publikací [4], [5] či [8], ale z jejich zaměření nevyplývají potřebné informace charakteristické pro lom Bílina. Zkoušené vzorky budou odebrány z výsypkových těles. Pro stanovení přetvárných parametrů, jako je Youngův modul pružnosti, oedometrický modul přetvárnosti a Poissonovo číslo, bude nutné provést smykovou krabicovou a oedometrickou zkoušku. Měření budou probíhat na katedře Geotechniky v Laboratoři mechaniky zemin na Fakultě stavební. Při provádění zkoušek se budou vyhodnocovat také pevnostní parametry, tj. úhel vnitřního tření a soudržnost, bude stanovena vlhkost vzorků, reziduální a vrcholové parametry smykové pevnosti. Na základě provedených laboratorních zkoušek bude možné stanovit základní přetvárné parametry výsypkových těles charakteristické pro povrchový lom Bílina, které budou v budoucnu sloužit jako vstupní parametry při matematickém modelování stability výsypkových těles.

S výstavbou vnitřních výsypek je úzce spojeno vzrůstající riziko vzniku svahových nestabilit a deformací při narůstajících mocnostech těchto výsypek, uvedených v článku Deformation measurements and a stability analysis of the slope at a coal mine waste dump [4], autory CHO, Yong-Chan a Young-Suk SONG. Pro budoucí posudky stability velkoprostorových výsypkových těles nebude využito běžně používaného modelu Mohr-Coulomb (M-C model), neboť jeho obálka pevnosti není zcela vhodným způsobem prezentace výsledků zkoušek vrcholové pevnosti zemin, ale bude se pracovat s pokročilejšími pružnoplastickými konstitučními modely, jako jsou Cam-clay model či hypoplastický model, protože již byla prokázána dobrá shoda numerického modelu s chováním vzorků z terénních měření a není potřeba tuto obálku vrcholové pevnosti nijak specifikovat, jak již bylo zmíněno v [1]. Pokročilý konstituční model zohledňuje nelineární chování zemin v oboru velmi malých přetvoření, jeho parametry nejsou závislé na stavu zeminy a lze zde aplikovat koncept sensitivity, což u M-C modelu nelze, čímž se zabývali Herbstová a Boháč v článku Mechanické vlastnosti výsypkového materiálu [2]. Všechny základní rysy mechanického chování jílů a jílovitých zemin by se měly projevit na zvolené formě konstitučního vztahu. Parametry konstitutivních vztahů lze však jednoznačně určit jen na základě dostatečného počtu provedených a vyhodnocených laboratorních zkoušek, neboť jsou výsypkové materiály zpravidla tvořeny jíly a jílovci, jejichž významným rysem je vysoká celková pórovitost spojená s kolapsibilním chováním, složité mechanické chování a proměnlivost pevnostních parametrů v průběhu ukládání výsypkových hmot a sedání výsypky.

Pro řešení projektu bude zapotřebí dovoz výsypkového materiálů z lomu Bílina a nákup laboratorních pomůcek s předpokládanými náklady 12000 Kč. Na požadované výstupy 2x D-SGEM a 1x Jsc jsou nutné finanční prostředky v předpokládané výši 30500 Kč. Ohodnocením pro řešitele projektu bude stipendium ve výši 25000 Kč.

Citace
[1] Boháč, J. a Mašín, D.: Numerické modelování jílového masivu – Část 1: Konstituční vztah a stanovení parametrů. Zakládání, Vol. XXI, No. 2/2009, pp. 6–9. ISSN: 1212 – 1711.

[2] Herbstová, V. a Boháč, J.: Mechanické vlastnosti výsypkového materiálu. In Sborník 32. konference Zakládání staveb, sborník příspěvků. Brno: SEKURKON s.r.o., 2004. ISBN 80-7204-356-0.

[3] Lahuta, H., Kořínek, R., Hrubešová, E., Ďuriš, L.: Stability Analysis of the Large Scale Dump in the Czech Republic. In 13th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2013, Modern Management of Mine Producing, Geology and Environmental Protection. Albena : SGEM, 2013, s. 371-378. DOI: 10.5593/SGEM2013/BA1.V2/S02.049

[4] CHO, Yong-Chan a Young-Suk SONG. Deformation measurements and a stability analysis of the slope at a coal mine waste dump. Ecological Engineering [online]. 2014, vol. 68, s. 189-199 [cit. 2014-12-04]. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2014.03.005.

[5] Bukowski, P., Augustyniak, I.: Changes in the structure of water inflow into coal mines in Poland. In 13th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2013, Modern Management of Mine Producing, Geology and Environmental Protection. Albena : SGEM, 2013, s. 25-32. DOI:10.5593/SGEM2013/BA1.V2/S02.004
[6] Olinic, E., Ivasuc, T., Manea, S.: Mechanical behavior of destructurated expansive clay. In 14th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2014, International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Albena : SGEM, 2014, s. 581-588. DOI: 10.5593/SGEM2014/B12/S2.074¨

[7] Gallikova, Z.: Numerical analysis of subsoil with three different constitutive models. In 14th International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM 2014, International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. Albena : SGEM, 2014, s. 673-682. DOI: 10.5593/SGEM2014/B12/S2.086

[8] Bishop, A.W.: The stability of tips and spoil heaps. Quarterly journal of Engineering Geology, 1973, vol 6, pp. 335-376.

[9] Wegener, D., Herle, I.: Prediction of permanent soil deformations due to cyclic shearing with a hypoplastic constitutive model. Geotechnik [online]. 2014, vol. 37, issue 2, s. 113-122 [cit. 2014-12-04]. DOI: 10.1002/gete.201300013.


Členové řešitelského týmudoc. Dr. Ing. Hynek Lahuta
Ing. Taťána Petrášová
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Hlavním cílem a výsledkem projektu bude stanovení přetvárných (Youngova modulu pružnosti, Poissonova čísla a oedometrického modulu přetvárnosti) a pevnostních parametrů jílovitých zemin, tvořících vnitřní výsypky hnědouhelného dolu Bílina. Laboratorně stanovené vlastnosti bude možné v budoucnu využít pro matematické modelování (MKP) pro simulování napěťových a deformačních projevů svahů velkoprostorových výsypkových těles, na základě využití složitějších konstitučních modelů. Tento projekt je úvodní částí studií, které budou následně navazovat na matematické modelování stability vysokých výsypkových těles. Uvedená problematika je cílem Disertační práce hlavního řešitele tohoto projektu.

Předpokládaný harmonogram řešení:
- únor/březen: dovezení materiálů z lomu Bílina; příprava vzorků v laboratoři; nákup laboratorních pomůcek;
- březen - duben: provádění dílčích laboratorních zkoušek, zkoušení materiálů (Bílina - vzorek 1);
- květen: příprava příspěvku na konferenci (EACEF5) - publikování dílčích výsledků;
- červen - červenec: pokračování v provádění laboratorních zkoušek (Bílina - vzorek 2)
- srpen: vyhodnocení zkoušek; stanovení výsledků, přetvárných parametrů a vstupních hodnot výsypkových materiálů a příprava příspěvku na konferenci (AMSEM2015);
- září - prosinec: příprava a publikování článku v bodovaném časopise Acta Geodynamica et Geomaterialia (ISSN 1214-9705) nebo Measurement Science Review (ISSN 1335-8871).

Předpokládané zaslání příspěvků na následující konference:
(EACEF5) The 5th Euro Asia Civil Engineering Forum Conference
The 3nd International Conference on Application of Materials Science and Environmental Materials (AMSEM2015)

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-12500,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-12500,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia25000,-12500,-
3. Materiálové náklady4000,-7805,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek0,-0,-
5. Služby35000,-39195,-
6. Cestovní náhrady8000,-0,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory8000,-8000,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady80000,-
Uznané náklady80000,-
Celkem běžné finanční prostředky80000,-80000,-