Projekti / Programi
01. januar 2016
- 31. december 2019
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.16.00 |
Tehnika |
Rudarstvo in geotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T220 |
Tehnološke vede |
Gradbeništvo, hidravlika, priobalna tehnologija, mehanika zemljin |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.07 |
Tehniške in tehnološke vede |
Okoljsko inženirstvo |
geološki materiali, umetni materiali, potresne obtežbe, geotehnično modeliranje, obvladovanje tveganj, padajoče kamenje, zemeljski pritiski, kinematični model, matematično programiranje, analyse, optimiranje, umetna inteligenca
Raziskovalci (15)
Organizacije (2)
Povzetek
Predlagane raziskave in mehanske analize geoloških in umetnih materialov so osnova za nadgradnjo različnih geomehanskih numeričnih modelov medsebojnih odnosov med hribinami in objekti na in pod zemeljsko površino, ki so izpostavljeni potresnim obtežbam. Laboratorijske in terenske raziskave geomehanskih parametrov različnih zemljin in kamnin vključno z zelo iztisljivimi hribinami, ki bodo izvedene v bližnji prihodnosti, bodo omogočile določitev ustreznih geomehanskih karakteristik in medsebojnih fizikalno kemijskih povezav s ciljem doseganja boljšega vedenja o časovno odvisnih deformacijskih procesih. Numerično modeliranje različnih odnosov med naravnimi geološkimi materiali in umetnimi podpornimi sistemi v zemljinah in zelo iztisljivih hribinah ob upoštevanju hidrogeoloških vplivov bo izboljšano v smislu poglobljene znanstvene obravnave tovrstnih odnosov z uporabo učinkovitih numeričnih simulacij ob upoštevanju nelinearnih materialnih odnosov.
V načrtovanem raziskovalnem delu bo tudi poudarek na geotehničnem modeliranju, z namenom da se pridobljene ugotovitve aplicira na probleme, ki predstavljajo tveganja v geoinženirstvu. V okviru prvega bomo raziskovali obstoječe ter razvijali nove bolj izpopolnjene geomehanske modele za analize mejnih stanj za homogena in heterogena temeljna tla. Tveganja v geotehničnem inženirstvu se nanašajo na tveganja in varnost v gradbeništvu, rudarstvu, geotehničnem inženirstvu in okoljevarstvu. Vključene bodo analize, ocene in odločitve pri načrtovanju infrastrukture in stavb, z upoštevanjem vseh negotovosti in vseh možnih posledic. Analiza tveganja in zanesljivosti je multidisciplinarno področje, ki za analize verjetnosti, zanesljivosti in analize odločitev, vključuje več inženirskih disciplin.
Znanstvena spoznanja, ki bodo temeljila na rezultatih temeljnih mehanskih in hidrogeoloških raziskav zemljin in kamnin z možnimi aplikacijami na širša hribinska območja, bodo v veliki meri omogočila in pripomogla k strokovnim odločitvam pri razvoju novih tehnologij različnih posegov v okolju. Te odločitve bodo posredno potrjene s spremljajočimi meritvami in opazovanji na površini terenu in v podzemnih objektih. Pri tem bodo v vseh pogledih upoštevana načela trajnostnega razvoja posameznih območij.
Pomen za razvoj znanosti
Prognoziranje geomehanskih lastnosti hribin v različnih okoljskih razmerah je mogoče le, če poznamo ključne dejavnike, ki jih določajo. Med njimi so prav gotovo najpomembnejše mineraloške lastnosti posameznih gradnikov zemljin, primarna napetostna stanja in stopnja tektonske poškodovanosti. Analiziranje interakcij med mineraloškimi in geomehanskimi lastnostmi hribin je v svetu povsem novo raziskovalno področje, na katerem delujejo le redki raziskovalci. Razlog je, da opisana tematika posega na štiri raziskovalna področja to je geotehnologija, gradbeništvo (geomehanika), geologija (mineralogija in petrografija) in fizikalna kemija. Za uspešno delo je zato potrebno interdisciplinarno znanje.
Predlagana tema raziskav geotehničnega modeliranja je v svetu razmeroma nova, vendar zaradi potrebe po razumevanju posledic človekovih posegov v okolje povezanih z ekonomskimi principi gradnje objektov, vedno bolj aktualna. Nekatere obstoječe modele, ki so v glavnem uporabni za analize homogenih tal, bomo dopolnili in posplošili tako, da bodo uporabni tudi v primerih slojevitih tal in zelo iztisljivih hribinah ter bodo po naših pričakovanjih tudi omogočili razvoj novih spoznanj na področju mehanike tal in mehanike kamnin. V okviru predlaganega raziskovalnega projekta bi zato nadaljevali z raziskavami, ki so že doslej, zaradi povsem drugačnega, bolj teoretično utemeljenega pristopa, naletele na veliko zanimanje raziskovalcev v svetu.
Poglobljene analize obnašanja podzemnih objektov v tektonsko poškodovanih kamninah s pomočjo 3D geomehanskega modeliranja bodo pripomogle k boljšemu poznavanju odnosov hribina – podporni sistem, kar je osnova za praktične aplikacije pri gradnji podzemnih nuklearnih objektov. Na ta način bodo znastveno dokazane prednosti, ki ji imajo podzemni objekti v primerjavi s površinskimi objekti v potresno aktivnih območjih. Znano je, da dosedanje meritve in opazovanja poškodb na podzemnih objektih, ki so bili podvplivom potresnih obtežb, kažejo na izredno dobro odpornost proti porušitvam.
Pridobljena nova spoznanja bomo izpostavili kritiki širše strokovne javnosti z objavo rezultatov raziskav v pomembnejših znanstvenih revijah. Predlagana tema raziskav je v svetu razmeroma nova, vendar zaradi potrebe po razumevanju posledic človekovih posegov v okolje vedno bolj aktualna. V okviru predlaganega raziskovalnega projekta bi zato nadaljevali z raziskavami, ki so že doslej, zaradi povsem drugačnega, bolj teoretično utemeljenega pristopa, naletele na veliko zanimanje raziskovalcev v svetu.
Pomen za razvoj Slovenije
Razvijanje metod, ki omogočajo bolj natančne in zanesljivejše rezultate geomehanskih preiskav, je ključnega pomena za varno in racionalno gradnjo vse bolj zahtevnih objektov ter varstvo okolja (plazovi). Pri geotehničnem modeliranju bomo upoštevali tudi vplive razmer v okolju, ki so lahko spremenljive ter od primera do primera različne. Geotehnični modeli bodo omogočali realnejše in optimalne rešitve praktičnih problemov, rezultat česar bo racionalnejša in bolj zanesljiva gradnja predvsem zelo zahtevnih geotehničnih konstrukcij, katere so v porastu zaradi boljšega izkoriščanja prostora. Posebno pozornost namenjamo znanstvenim spoznanjem o obnašanju podzemnih objektov v tektonsko poškodovanih hribinah, ki so izpostavljeni potresnim obtežbam. Na osnovi rezultatov 3D geomehanskega modeliranja odnosov med kamnino in podporjem ob upoštevanju potresnih obtežb bo možno kakovostno projektirati podzemne nuklearne objekte v kamninskem okolju z diskontinuitetami. Gledano s šišega vidika zagotavljanja varnosti obratovanja jedrskih elektrarn, ki so izpostavljene potresnim obtežbam in upoštevanjem škode, ki je nastala pri katastrofi v Fukušimi (Japonska) 2011, ocena znaša okrog $350 milijard USD, je realno gradnja podzemnih nukleark ustrezna rešitev za pridobivanje električne energije. Razvijanje metod, ki omogočajo bolj natančne in zanesljivejše rezultate geomehanskih preiskav, je ključnega pomena za varno in racionalno gradnjo vse bolj zahtevnih objektov ter varstvo okolja.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2016,
2017,
2018,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2016,
2017,
2018,
zaključno poročilo
