1.2 Rozšírenie výskumnej infraštruktúry pre realizáciu výskumu

Podrobný opis aktivity

Číslo a názov aktivity

1.2  Rozšírenie výskumnej infraštruktúry pre realizáciu výskumu

Názov špecifického cieľa

Vybudovanie infraštruktúry pre laboratórne meranie konštrukčných prvkov inžinierskych stavieb

Cieľ aktivity

Táto aktivita je zameraná na nákup prístrojového vybavenia, ktoré doplní prototyp meracieho zariadenia fyzikálno-mechanických vlastností konštrukčných prvkov inžinierskych stavieb a spolu s existujúcou výskumnou infraštruktúrou fakulty umožní skutočne komplexný výskum a vývoj v danej oblasti

Termín realizácie aktivity

11/2010 – 10/2013

Opis aktivity

      Hlavným cieľom aktivity je zavedenie systémového, objektivizovaného prístupu ku kontrole kvality budovania zemných konštrukcií v podmienkach SR, kde kontrola kvality konštrukčných prvkov zo zemín, nespevnených materiálov a spätnom zásype rýh sa nevykonáva takmer vôbec. Príčinou tohto stavu je nekvalifikovanosť kompetentných pracovníkov ako aj neznalosť metód a parametrov preberacích skúšok a v konečnom dôsledku cenová nedostupnosť deštruktívnych skúšok pri večnom zápase s rozpočtom. Následok tohto stavu je znížená prevádzková spôsobilosť ciest a miestnych komunikácii z dôvodu deformácii, priečnych a pozdĺžnych nerovností, rozpadu povrchu  vozoviek takmer na celom území SR.

Metodológia aktivity

V rámci riešenia aktivity - praktických úloh kontroly kvality bude potrebné vyriešiť rad parciálnych teoretických problémov, z ktorých sa bude hlavná pozornosť venovať  najmä nasledujúcim oblastiam:

  • sledovaniu vplyvu okrajových podmienok merania na sledované deformačné resp. pevnostné charakteristiky,
  • objasneniu disproporcií medzi  teóriou rázu tuhého telesa na pružný polopriestor a prezentovaných empiricky zistených korelačných závislostí statických a rázových hodnôt deformačných charakteristík pri kontrole kvality miery zhutnenia zemín a sypanín,
  • analýze možnosti získania korelácií výsledkov statických a dynamických zaťažovacích skúšok  s inými druhmi merania fyzikálnych charakteristík – rôzne druhy dynamických meračov zhutnenia (kompaktomery), geofyzikálne metódy (geoelektrické a seizmické metódy, georadar a podobne),
  • komparácii reálneho napätostného stavu konštrukčných vrstiev zemných konštrukcií s napätím vyvodzovaným pri skúškach,
  • zavedenie nových (in situ meraní CBR prostredníctvom prístroja podľa Clegga, georadar, statická a dynamická penetračná skúška,....) resp. modifikácia exitujúcich skúšobných postupov určovania miery zhutnenia zemín a sypanín.

Inovatívnosť predkladanej aktivity vyplýva z prepojenia teoretického potenciálu univerzitných pracovníkom s rozsiahlymi praktickými skúsenosťami odborníkov z praxe. Prepojením týchto potenciálov by bolo možné dosiahnuť synergický efekt výstupov projektu v oblasti navrhovania a kontroly kvality budovania ako aj rekonštrukcie či opráv zemných konštrukcií.  
      Spätnou aplikáciou získaných poznatkov o reálnych hodnotách deformačných, pevnostných, fyzikálnych resp. doplňujúcich charakteristík reálnych zemných konštrukcií  bude možné aktualizovať súčasne metódy skúšania.
Štúdia by mala zhodnotiť možnosti plynulého prechodu od doteraz používaných metód kontroly kvality zemných konštrukcií k metódam, ktoré budú rovnako výpovedné a kompatibilné s príslušnými STN EN v tejto oblasti, a to na základe experimentálnych terénnych meraní a zostavení korelácií jednotlivých skúšaných parametrov zemných konštrukcií, čo napomôže celoplošne k ich širšiemu používaniu.
V rámci tejto aktivity budú zakúpené aj prístroje a zariadenia na realizáciu výskumu potrebného ako podklad pre aktivitu 3.1. t.j. prístroje na hodnotenie a meranie negatívnych vplyvov dopravy na životné prostredie.

Výstupy (výsledky) aktivity

Plánovaná metodológia umožní implementáciu nových skúšobných metód do systému kontroly kvality zemných konštrukcií v širšom meradle. Na základe poznatkov riešiteľov by bolo možné implementovať nasledujúce  svetovo etablované skúšobné postupy:

  • kontrola kvality zhutnenia prostredníctvom in situ meraní hodnôt CBR prístrojom podľa Clegga,
  • kontrola zemných konštrukcií pomocou georadaru využívajúceho princíp odozvy ultrazvukových vĺn,

statická a dynamická penetračná skúška na hĺbkové merania miery zhutnenia.

Zodpovedná osoba

doc. Dr. Ing. Katarína Zgútová - odborník vysokokvalifikovaný so skúsenosťami z praxe v predmetnej oblasti

Odborní pracovníci

Katarína Zgútová, Doc. Dr. Ing., Matúš Kováč, Ing. PhD., Milan Valuch, Doc. Dr. Ing., Martina Jacková, Ing., Dominika Ďureková, Ing.

Spôsob získavania spätnej väzby

Pri meraní parametrov únosnosti vrstiev zemných konštrukcií a podkladových vrstiev vozoviek sa v podmienkach SR používajú v prevažnej miere metódy podľa STN 72 1006. V súlade s implementáciou a harmonizáciou nových európskych noriem do sústavy STN sa rozširujú možnosti použitia aj doteraz nepoužívaných metód skúšania a meranie geotechnických parametrov. Pre využitie takto nameraných hodnôt v stavebnej praxi je potrebné nájsť a overiť nadväznosti a korelácie na výsledky doteraz používaných metód. Pre takéto overenie je potrebné vykonať a vyhodnotiť rozsiahle súbory porovnávacích meraní prístrojom minimálnych technický parametrov na úrovni H-4140 resp. lepších  a doteraz používanými metódami podľa STN 721006, napr. statickou zaťažovacou skúškou, zaťažovacou skúškou ľahkou dynamickou doskou, priamymi a nepriamymi metódami merania objemovej hmotnosti a vlhkosti zemín a podobne. Merania musia byť vykonané v praktických podmienkach stavebnej výroby a podľa možnosti  v čo najširšom rozsahu, čo sa týka druhu a zloženia materiálov používaných pri zhotovovaní zemných konštrukcií a podkladových vrstiev vozoviek (zemín, sypanín, prírodného a umelého kameniva).

Očakávaný dosah aktivity

Pre uvedené konštrukcie bude následne spracovaný prehľad geotechnických parametrov, ktoré sa používajú na kontrolu kvality počas budovania resp. preberania predmetných inžinierskych konštrukcií. Tento prehľad bude spracovaný v nasledujúcich úrovniach:

  • používané skúšky v súlade s platnými STN resp. STN EN,
  • skúšky používané podľa zahraničných noriem,
  • skúšky používané na základe objektivizovaných výsledkov výskumu slovenských výskumných inštitúcií v súlade so slovenskými a zahraničnými kodifikovanými skúšobnými postupmi. 

Relevantné poznatky z predmetných zistení budú publikované. V tejto časti bude tiež analyzovaná správnosť určovania rozhodujúcich deformačných charakteristík zemných konštrukcií dopravných stavieb podľa platných STN a ďalej bude uskutočnené teoretické vysvetlenie  zdanlivo nelogických korelačných závislostí  najpoužívanejších charakteristík kontroly kvality zhutnenia zemných konštrukcií. Následne bude uskutočnená komparácia zhodnosti resp. korelovateľnosti geotechnických parametrov používaných pri návrhu záujmových konštrukcií a ich následnej kontrole kvality v štádiu výstavby. V tejto časti bude tiež spracovaná analýza možnosti implementácie výsledkov meraní zariadením minimálne technických parametrov prístroja Humboldt GeoGauge H-4140 resp. lepších. Z dôvodu, že výsledky uvedeného zariadenia zatiaľ nie je možné priamo použiť ako zmluvnú charakteristiku, bude potrebné zvoliť geotechnickú charakteristiku používanú v SR.. Takouto geotechnickou charakteristikou je CBR (Californian Bearing Ratio – Kalifornský pomer únosnosti), ktorá naviac predstavuje svetovo najrozšírenejšiu charakteristiku v oblasti navrhovania resp. kontroly kvality zemných konštrukcií dopravných stavieb.

Náklady/výdavky na realizáciu aktivity

Oprávnené výdavky: 244 773,00 Eur.
Neoprávnené výdavky: 0,00 Eur.
Aktivita nebude generovať žiadne príjmy.

Zodpovednosť za implementáciu aktivity

V plnej miere prijímateľ