Stanovení anizotropie tuhosti brněnského téglu pomocí bender elementů

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá stanovením smykových modulů brněnského neogenního jílu (téglu) v různých směrech a určením jeho anizotropie tuhosti. Jako základní měřítko anizotropie tuhosti je v této práci uvažován stupeň anizotropie αG daný poměrem smykového modulu v horizontálním (Ghh ) a vertikálním směru (Gvh). V rámci práce byla prováděna měření rychlosti smykových vln na neporušených vertikálně a horizontálně orientovaných vzorcích brněnského téglu v triaxiální komoře pomocí piezokeramických snímačů, tzv. bender elementů. Jako pokročilá metoda pro určení míry anizotropie materiálu byl při měřeních využíván i další pár bender elementů, osazovaný horizontálně na boční stěny vzorku v triaxiální komoře. Na základě těchto měření byly stanoveny hodnoty smykových modulů Ghh a Gvh pro různé úrovně napětí. Poměrem smykových modulů pak byl určen stupeň anizotropie αG ≈ 1,43 pro daná napětí, jako nejspolehlivější hodnota zjištěná z vlastních experimentů. Rešeršní část práce stručně shrnuje dosavadní poznatky z výzkumů fyzikálních a mechanických vlastností brněnského téglu.

This Thesis deals with the determination of shear moduli of Brno Neogene clay ("tegel") in various directions and the determination of its stiffness anisotropy. The basic measure of stiffness anisotropy in this thesis is considered to be the degree of anisotropy αG given by the ratio of shear moduli in the horizontal (Ghh) and vertical direction (Gvh). Measurements of shear wave velocity were performed on undisturbed vertically and horizontally oriented samples of the Brno tegel in triaxial cell using piezoceramic sensors, so-called bender elements. As an advanced method for determining the degree of anisotropy of the material, another pair of bender elements was used in the measurements, mounted horizontally on the side walls of the sample in the triaxial cell. Based on these measurements, the values of shear moduli Ghh and Gvh for different stress levels were determined. The ratio of shear moduli then determined the degree of anisotropy αG ≈ 1,43 for the given stresses, as the most reliable value based on performed experiments. Literature review part of the thesis briefly summarizes the existing findings from research of physical and mechanical properties of the Brno tegel.