Oddělení aplikované mechaniky hornin

Oddělení aplikované mechaniky hornin se zabývá výzkumem hornin a jejich krátkodobých i dlouhodobých změn v závislosti na endogenních a exogenních činitelích. Jedná se zejména o monitoring a analýzu skalních masivů v závislosti na horninovém složení a jeho vlastnostech, srážkách nebo teplotě. Za tímto účelem využívá kromě přímého sledování v přírodě i plně vybavenou laboratoř mechaniky hornin, umožňující zjišťovat základní i pokročilé fyzikálně-mechanické vlastnosti hornin.

Mezinárodní spolupráce

University of Bayreuth
www.geomorph.uni-bayreuth.de/en/team/sass/index.php
Německo

Prof. Oliver Sass

Yosemitský národní park (Yosemite National Park)
https://www.nps.gov/yose/
Spojené státy americké

Dr. Greg Stock

Geologická služba USA (U.S. Geological Survey)
https://www.usgs.gov/
Spojené státy americké

Landslide Hazards Program, Dr. Brian Collins

University of Utrecht
www.uu.nl/staff/DDraebing
Nizozemsko

Dr. Daniel Draebing

University of Milan / Universitá degli Studi di Milano
www.unimi.it/en/ugov/person/corrado-camera
Italy

Dr. Corrado Camera

Istanbul Technical University, Eurasia Institute of Earth Sciences
http://eies.mozaik-test.itu.edu.tr/en/staff/academicians/tolga-gorum
Turecko

Prof. Tolga Görüm

 

Instituto Geografico Nacional de España, Santa Cruz de Tenerife
www.ign.es
Španělsko

Dr. Stavros Meletlidis

GNS Science, Wellington
www.gns.cri.nz
Nový Zéland

Dr. Sam McColl

Výsledky

Nové poznatky o vnitřní struktuře a geotechnických vlastnostech hornin obřího sesuvu San Andrés, ostrov El Hierro, Španělsko

2023

Sesuv San Andrés představuje vzácnou příležitost ke studiu vnitřní struktury a vlastností hornin počínajícího sesuvu sopečného ostrova před jeho úplným sesutím. Geofyzikální průzkumy odhalily planární smykové plochy v hloubkách 320 až 420 m, odhalily také, že horniny uvnitř a mimo sesuv mají podobné vlastnosti. To naznačuje, že předchozí rychlý pohyb sesuvu neovlivnil celkové vlastnosti přemístěných hornin.
Publikace: 
Klimeš, J.; Hussain, Y.; Mreyen, A.-S.; Cauchie, L.; Schlögel, R.; Piroton, V.; Petružálek, M.; Blahůt, J.; René, M.; Meletlidis, S.; Havenith, H.-B. (2023) New Insights into the Internal Structures and Geotechnical Rock Properties of the Giant San Andrés Landslide, El Hierro Island, Spain. Remote Sens., 15, 1627. https://doi.org/10.3390/rs15061627

Nové poznatky o vnitřní struktuře a geotechnických vlastnostech hornin gigantického sesuvu San Andrés, ostrov El Hierro, Španělsko
3D geomodel studované lokality na ostrově El Hierro; (a) centrální část sesuvu San Andrés s vloženým geologickým řezem, (b) výsledky geofyzikálních měření s detailním pohledem ve vyřezu; (c) pohled na jihozápadní část sesuvu San Andrés s výsledky geofyzikálních měření a detailním pohledem ve výřezu (d).

Rychlostní závislost zbytkové smykové pevnosti zemin: důsledky pro vývoj sesuvů

2023

Duque, J., Loche, M., & Scaringi, G. (2023). Rate-dependency of residual shear strength of soils: implications for landslide evolution. Géotechnique Letters, 13(2),1-8. 
https://doi.org/10.1680/jgele.23.00004

Monitorování povrchových deformací hornin in situ ovlivněných změnami teploty v terénní laboratoři Požáry (Česko)

2023

Publikace: Racek O., Balek J., Loche M., Vích D., Blahůt J. (2023) Rock Surface Strain In Situ Monitoring Affected by Temperature Changes at the Požáry Field Lab (Czechia). Sensors 23(4), 2237. https://doi.org/10.3390/s23042237

Vliv setrvačnosti poruch růstu stromů na dendrogeomorfní časoprostorovou analýzu sesuvů: Případová studie

2023

Publikace: Šilhán K., Fabiánová A., Klimeš J., Tábořík P., Hartvich F., Blahůt J. (2023): The effect of tree growth disturbances inertia on dendrogeomorphic spatio-temporal analysis of landslides: A case study. Catena 235, 107678. 
doi.org/10.1016/j.catena.2023.107678

Sledování termálního režimu skalního svahu, spojené s monitoringem stability pomocí trhlinoměrů: prvotní výsledky ze tří lokalit v Česku

2021

Článek popisuje univerzální, modulární a finančně dostupný systém monitoringu skalního svahu. Pomocí tohoto systému, je možné in-situ pozorovat klimatické proměnné, teplotu v povrchové vrstvě skalního svahu až do hloubky 3 m a dynamiku vybraných diskontinuit v čase. První výsledky ukazují na rozdíly pozorované mezi jednotlivými lokalitami. Pro budoucí rozsáhlejší statistickou analýzu dat, budou použity delší časové řady. Dále budou data využita pro analýzu dlouhodobých trendů a numerické termomechanické modelování.

Publikace: Racek, O., Blahůt, J., and Hartvich, F. (2021): Observation of the rock slope thermal regime, coupled with crackmeter stability monitoring: initial results from three different sites in Czechia (central Europe), Geosci. Instrum. Method. Data Syst., 10, 203–218, DOI: 10.5194/gi-10-203-2021

Snímek zachycuje tři osazené lokality skalního svahu. Jednotlivé monitorované bloky jsou označené přerušovanou čarou s rozdílnou barvou.
Dále je vyznačena poloha meteostanice a teplotního čidla ve vrtu.


 

Další publikační činnost oddělení naleznete v ASEPu.

Projekty

Řešené projekty

Změny vlastností horninového masivu po lesních požárech
Řešeno v letech: 2024 - 2026
Vliv požárů a vysokých teplot na stabilitu skalních masivů
Řešeno v letech: 2024 - 2026
Vliv anizotropie hornin při hydraulickém štěpení zkoumaný akustickou emisí
Řešeno v letech: 2022-2024

Služby

Jádrové vrtání hornin

Jádrové vrtání hornin
Jádrové vrtání do průměru 250 mm a do hloubky až 3 m Husqvarna DMS 240 Ondřej Racek

Analýza horninových vzorků

Stanovení popisných vlastností horninových vzorků
Měrná a objemová hmotnost, vlhkost, nasákavost, pórovitost, propustnost   Jan Blahůt 
Ultrazvuková měření horninových vzorků
Stanovení rychlosti P a S vln a dynamických elastických modulů za atmosférického tlaku nebo při jednoosém zatěžování Vallen Acoustic Emission System Jan Blahůt 
Stanovení přetvárných charakteristik horninových vzorků
Stanovení přetvárných vlastností (modul deformace, modul pružnosti, Poissonovo číslo)   Jan Blahůt 
Pevnostní zkoušky horninových vzorků
Pevnost v prostém tlaku, pevnost v prostém a příčném tahu, pevnost ve střihu (v raznicích), pevnost triaxiální MTS 815 Jan Blahůt 

Klimatická komora

Klimatická komora
Klimatická komora s možností nastavení teploty (-42°C až 190°C) a vlhkosti (RH 10%-98%) Klimatická komora CTC 256 Memmert Ondřej Racek

Měření termální kamerou

Termografické měření
Jednorázové nebo opakované měření FLIR E95 Ondřej Racek

Geotechnický / Geologický monitoring pohybů skalních svahů

Geotechnický / Geologický monitoring pohybů skalních svahů
Dilatometrické měření (přesnost až 0,01 mm) Příložný dilatometr HOLLE Jan Blahůt
Měření trhlin (přesnost až 0,01 mm) Trhlinoměr GEKO

Experimentální laboratoř vlastností skalních hornin v bývalém lomu Požáry (Prosečnice)

Experimentální laboratoř vlastností skalních hornin v bývalém lomu Požáry (Prosečnice)

Experimentální měření vlastností skalních hornin v přírodních podmínkách je prováděno v terénní laboratoři v bývalém granodioritovém lomu Požáry u Prosečnice ve středních Čechách. Mezi monitorované veličiny (přístroje) patří:

  • Klimatické charakteristiky (srážky, teplota, vlhkost a tlak vzduchu, směr a rychlost větru)
  • Příchozí a odražené záření (pyranometry)
  • Pohyb na trhlinách (indukční a VW trhlinoměry)
  • Povrchové napětí (fóliové tenzometry)
  • Vlhkost skalního masivu (zdánlivá dielektrická permitivita/kapacitní metoda)
  • Teplota skalního masivu měřená (termočlánky do hloubky až 3 m)
  • Termální vlastnosti povrchu (optické a termální kamery)
  • Zdánlivé odpory uvnitř skalního masivu (elektrická odporová tomografie – ERT)

Naše současné aktivity se týkají zkoumání vlivu teploty na změny vlastností skalních masivů, zejména změny napětí a přetvoření, distribuce teploty na povrchu i uvnitř skalního masivu nebo vliv termálního šoku na skalní masiv. Zkoumáme rovněž míru a distribuci vlhkosti na povrchu i uvnitř skalního masivu. 
 
Mgr. Jan Blahůt, Ph.D.
Mgr. Ondřej Racek
MSc. Marco Loche, Ph.D. 


Publikace:

  • Racek O, Balek J, Loche M, Vích D, Blahůt J (2023) Rock Surface Strain In Situ Monitoring Affected by Temperature Changes at the Požáry Field Lab (Czechia). Sensors 23(4): 2237. https://doi.org/10.3390/s23042237
  • Racek O, Blahůt J, Hartvich F (2021) Observation of the rock slope thermal regime, coupled with crackmeter stability monitoring: initial results from three different sites in Czechia (Central Europe). Geoscientific Instrumentation, Methods and Data Systems, 10: 203-218. https://doi.org/10.5194/gi-10-203-2021
  • Loche M, Scaringi G, Blahůt J, Melis MT, Funedda A, Da Pelo S, Erbì I, Deiana G, Meloni MA, Cocco F (2021) An infrared thermography approach to evaluate the strength of a rock cliff. Remote Sensing 13(7): 1265. https://doi.org/10.3390/rs13071265 

Spolupráce: Statotest, U Jezu 525/4, 460 01 Liberec https://statotest.cz 

Laboratoř mechaniky hornin

Laboratoř mechaniky hornin

Laboratoř se zabývá stanovením fyzikálně-mechanických vlastností skalních hornin. Jedná se zejména o stanovení objemové hmotnosti, pórovitosti, propustnosti, pevnosti: zkouška v prostém tlaku (UCS), zkouška v příčném tahu (Brazilská zkouška), fracture toughness, triaxiální zkouška, pevnost ve střihu. Dále potom stanovení statických a dynamických modulů hornin a měření anizotropie hornin za měnících se plášťových tlaků. Za tímto účelem jsou používány přístroje uvedené v sekci služby.

Dr. Xuan-Xinh Nguyen, Ph.D.
Ing. Tomáš Lokajíček, CSc.
Bc. Artëm Polezhaev
MSc. Ghazaal Rastjoo

Rezervaci prací můžete provést u odpovědné osoby v laboratoři.