Aplikace Cam Clay modelu na brněnský jíl

Během šedesátých let minulého století byla na univerzitě v Cambridge vytvořena teorie mechanického chování zemin později nazvaná Critical State Soil Mechanics. Nejstarší a nejznámější konstituční model založený na této teorii je známý pod jménem Cam Clay. Význam Critical State Soil Mechanics spočívá zejména v úspěšném komplexním propojení různých projevů mechanického chování zemin do souvislého celku. Cam Clay v rámci svých mezí platnosti poměrně věrně predikuje mechanické chování zemin. Této schopnosti dosahuje i přes svou relativní jednoduchost, která jej předurčuje k využití v inženýrské praxi. V českém prostředí se i přes svůj význam oba koncepty používají pouze okrajově a zabývá se jimi až na výjimky literatura zahraniční. Diplomová práce byla v souladu se zněním jejího zadání pojata jako multihlediskový prakticky orientovaný úvod k modelu Cam Clay. Prvním zpracovaným hlediskem je teoretický úvod, který stručně prezentuje nejdůležitější pojmy, vztahy, předpoklady a omezení. Zabývá se mimo jiné potřebnými základy matematické teorie pružnosti a plasticity, veličinami vyjadřujícími objem pórů, principem efektivních napětí, odvodněnými a neodvodněnými podmínkami zatěžování, zdroji, parametry a modely smykové pevnosti zemin, způsoby zatěžování zemin, kompresí zemin, interpretací smykových krabicových a triaxiálních zkoušek, koncepcí kritických stavů a podrobnější formulací Cam Clay modelu. Při výkladu teorie byl kladen důraz spíše na obecné souvislosti než detailní nuance. Druhým základním tématem diplomové práce je geologie brněnského jílu. Důraz je v něm kromě inženýrsko-geologického popisu kladen na zachycení rysů geologického vývoje s významným vlivem na mechanické vlastnosti jílu. Také je zde stručně pojednáno téma senzitivity jílů. Třetí pohled na problematiku představují laboratorní práce zkoumající mechanické chování brněnského jílu s cílem porovnat jej s teorií a stanovit příslušné Cam Clay parametry. Práce byly provedeny na vzorcích rekonstituovaných z přirozené vlhkosti. Brněnský jíl byl získán z lokality stavby komplexu Carrefour na Sportovní ulici v Brně z hloubky cca 15.0m. Pro zkoušky byl použit oedometrický, smykový krabicový a triaxiální přístroj. Průběh i způsob vyhodnocení zkoušek byl podřízen vlastním metodikám a interpretaci se snahou o maximální přesnost a soulad s teorií. Posledním použitým hlediskem jsou numerické výpočty srovnávající formou studie schopnosti modelu Cam Clay s běžně používanými konstitučními modely, obzvláště s pružnoplastickým modelem Mohr-Coulomb. Jako srovnávací situace byly zvoleny simulace triaxiálních zkoušek provedených za různých podmínek. Algebraicky byly odvozeny vztahy mezi parametry srovnávaných modelů, aby si jejich hodnoty pro podmínky dané numerické simulace plně odpovídaly.