Моделирование геомеханических процессов
Beschreibung: Дисциплина изучает механическое поведение горных пород и грунтов под воздействием природных и техногенных факторов. Включает в себя построение математических и численных моделей для анализа напряженно-деформированного состояния земной коры, прогноза сдвижений, обрушений, деформаций и других геодинамических явлений. Обеспечение безопасности горных, строительных работ, а также предотвращение геологических рисков.
Betrag der Credits: 5
Пререквизиты:
- Строительные конструкции
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 30 |
| Laborarbeiten | |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle |
Komponente: Компонент по выбору
Zyklus: Профилирующие дисциплины
Цель
- Цель предмета "Моделирование геомеханических процессов" заключается в формировании у студентов представлений о современных методах моделирования геомеханических процессов, происходящих в горных породах и грунтах при ведении горных работ. Это позволяет оценить вредное влияние горных работ через математическое описание процессов и применение специального программного обеспечения для анализа распределения сдвижений, деформаций и напряжений в породных массивах, а также понять физическую природу этих процессов. Кроме того, предмет направлен на освоение основных теоретических концепций, аналитических и численных методов, и разработку мер охраны зданий, сооружений и природных объектов на основе анализа геомеханических процессов.
Задача
- Задачи дисциплины "Моделирование геомеханических процессов" включают изучение основных теоретических концепций моделирования геомеханических процессов с помощью аналитических и численных методов; освоение гипотез формирования естественного напряженно-деформированного состояния породных массивов и закономерностей развития этих процессов при ведении горных работ; овладение методами оценки вредного влияния геомеханических процессов на здания, сооружения и природные объекты. Также одной из ключевых задач является освоение специального программного обеспечения для численного моделирования, позволяющего анализировать распределение сдвижений, деформаций и напряжений в породных массивах и понимать физическую природу данных процессов. В результате изучения предмета формируется комплексное понимание принципов моделирования и способности обосновывать меры охраны объектов на основе анализа геомеханических процессов.
Результат обучения: знание и понимание
- Результат обучения по курсу "Моделирование геомеханических процессов" заключается в формировании у студентов знаний и понимания современных методов моделирования геомеханических процессов, происходящих в горных породах и грунтах при ведении горных работ. Студенты приобретают навыки анализа природных напряженно-деформированных состояний породных массивов и закономерностей развития геомеханических процессов, а также умение оценивать вредное воздействие этих процессов на здания, сооружения и природные объекты. Они осваивают специальные программные средства для численного моделирования, позволяющие анализировать распределение сдвижений, деформаций и напряжений в горных массивах и понимать физическую природу протекающих процессов. В итоге студенты получают комплексное представление о принципах и методах моделирования, что позволяет им обосновывать меры охраны объектов на основе анализа геомеханических процессов и применять эти знания в научно-исследовательской и практической деятельности в сфере горного дела.
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- Применение знаний по моделированию геомеханических процессов вместе с умением пользоваться специализированным программным обеспечением позволяет эффективно прогнозировать деформации, напряжения и устойчивость горных пород при проведении горных работ. Это обеспечивает оптимизацию параметров разработки месторождений, повышение безопасности горных работ и уменьшение рисков аварийных ситуаций. Использование программного обеспечения помогает анализировать распределение сдвижений, деформаций и напряжений в породных массивах, что позволяет принимать обоснованные инженерные решения по обеспечению устойчивости горных выработок, креплений и предотвращению обрушений. Такой подход способствует повышению общей эффективности и экономической целесообразности добычи полезных ископаемых, а также обеспечивает защиту зданий, сооружений и природных объектов в зонах горных работ.
Результат обучения: формирование суждений
- После прохождения курса "Моделирование геомеханических процессов" у студентов вырабатываются следующие суждения: Геомеханическое моделирование является важным инструментом для анализа и прогнозирования поведения горных пород при проведении горных работ. Современные методы моделирования в сочетании с использованием специализированного программного обеспечения значительно повышают точность и надежность инженерных решений. Знания о природных напряженно-деформированных состояниях пород и методах их моделирования помогают лучше понимать процессы, происходящие в горных массивах. Практические навыки работы с ПО для моделирования позволяют эффективно применять теоретические знания на практике, что способствует повышению безопасности и оптимизации горных процессов. Осознание значимости комплексного подхода к анализу геомеханических процессов способствует формированию ответственного отношения к проектированию горных работ и защите окружающей среды. Студенты отмечают важность как теоретических знаний, так и практических навыков, полученных на курсе, считая их необходимыми для профессиональной деятельности в горном деле.
Результат обучения: коммуникативные способности
Lehrmethoden
Проведение совместных проектов по определению запаса прочности способом численного моделирования.
Темы лекционных занятий
- Введение в геомеханику: обзор изучаемых процессов, описание природы деформаций и разрушений массивов горных пород, роль природных и техногенных факторов.
- Механические свойства горных пород: прочность, упругость, пластичность, постоянная подвижность массива.
- Математические модели геомеханических процессов: уравнения равновесия, модели деформаций и разрушений, теория конечных элементов.
- Методы и инструменты моделирования: программные комплексы, численные методы, физическое моделирование.
- Применение моделирования в практике: разработка месторождений, управления горным давлением, безопасность горных работ.
Основная литература
- Геомеханическое обоснование напряженного состояния прибортовых массивов и конструирование устойчивых карьерных откосов ресурсосберегающего профиля / Т. Т. Ипалаков. - Алматы : Гылым, 1996. - 366 с. : ил. - Библиогр.: с. 343. - 600 т.
- Геомеханические процессы при разработке крутопадающих месторождений с закладкой : Научная монография / У.А. Алдамбергенов, Т.А. Осипова, Т.Д. Щербакова ; Акад. наук КазССР, Ин-т гор. дела. - Алма-Ата : Наука, 1990. - 120 с.
Дополнительная литература
- Геомеханические преобразования и охрана подрабатываемых территорий : научное издание / Е.В. Беляев; Ред. Д.Т. Горбачев ; Акад. наук СССР, М-во угол. пром-ти СССР, Ин-т гор. дела им. А.А.Скочинского. - М. : Наука, 1988. - 191 с.
