Dr. Kézdi Árpád Emlékülés Budapest, 2008 Példák és esettanulmányok a mából a két (három) lépcsős mérnökképzésben, hagyományos és újszerű modellezéssel, a töltésalapozás szakterületéről Koch Edina, Scharle Péter, Szepesházi Róbert Széchenyi István Egyetem, Győr www.sze.hu/~szepesr

A dolgozat (előadás) dimenziói Emlékezés Kézdi Árpád professzorra Elmélkedés a geotechnikai modellezésről Válaszkeresés az új oktatási kihívásokra Ajánlás esettanulmányok publikálásához A töltésalapozás mai eszköztárának bemutatása

modellezés, analízis, döntéshozatal, megvalósítás Mérnöki tevékenység = modellezés, analízis, döntéshozatal, megvalósítás a feladat (probléma) azonosítása, leírása modellválasztás elemzés, értékelés a választott modell alkalmazásával döntéshozatal (szerkezet- és technológiaválasztás) megvalósítás (szerkezettervezés, kivitelezés) Mérnökképzés = modellek bemutatása, alkalmazásuk elsajátíttatása előbb a modellek megismerésén és közvetlen alkalmazásán lehet a hangsúly, de már ekkor is célszerű érzékeltetni a modellezést, mint tevékenységet később talán az esettanulmányok segítségével lehet a legjobban a komplex mérnöki modellezési tevékenységet megmutatni, elsajátítását elindítani

A mérnökképzés szintjeihez kapcsolódó modellezési képességek, készségek BSc – Mérnök MSc – Mestermérnök egyszer ű jelenségek és feladatok felismerése „bármely” jelenség és feladat helyes megítélése egyszerű jelenségek és feladatok modellezése a „teljes” modellkészlet és az alkalmazhatósági feltételek ismerete „mester” által megválasztott modellek értelmes alkalmazása az optimális modell kiválasztása, az alkalmazás átlátása modellfejlesztési igények megfogalmazása együttműködés a „doktorokkal”

A geotechnika háromszöge

Modellezés a geotechnikában Feladatok talajszelvény leírása veszélyek, lehetőségek értékelése geometriai és anyagmodell megválasztása talajparaméterek felvétele talaj és szerkezet kölcsön- hatásának kezelése technológiai hatások figyelembevétele idő-költség-minőség-kockázat értékelése Sajátosságok mindennapos feladat gyors döntéshozatal kényszere korlátozott információbázis bonyolult körülmények egyszerűsí- tésének igénye és veszélye egyszerű és bonyolult mechanikai modellek alkalmazhatósága komplexitás, multidiszciplinaritás korlátos a szaktudás, a kooperáció nélkülözhetetlen a megvalósított mű verifikál, a tapasztalat jelentősége óriási

Példa feladat és választott megoldás ismertetése tervek vázolása kivitelezés leírása eredmény bemutatása szaktudás, gyakorlottság, kapacitás technológiatranszfer, marketing Esettanulmány feladat megfogalmazása beavatkozási lehetőségek feltárása geotechnikai modellezés gazdaságosság, kockázat értékelése megvalósítás nehézségei, tapasztalatai megvalósult szerkezet viselkedése gondolkodásmód, dilemmák, hibák, válaszok tudástranszfer, tanítás

Példák és esettanulmányok a szakirodalomban Gyakori gyengeségek a projekt jelentőségének felesleges hangsúlyozása propagandaízű, alig értelmezhető illusztrálás a megoldás „kiválóságának” indoklás nélküli deklarálása lényegtelen információk közlése, fontos információk elhagyása felszínes tájékoztatás az alkalmazott modellekről a talajparaméterek eredetének bemutatása elmarad Preferálandó értékek a probléma és az alkalmazott modell összhangjának korrekt ismertetése a fontos adatok (geometria, kényszerek, anyagjellemzők, hatások) ismertetése az anyagmodellek ismertetése, indoklása a feltevésekkel együtt a mechanikai viselkedés (feszültség- állapotok mozgások, alakváltozások, törési mechanizmusok) bemutatása az alkalmazott számítási eljárások egyértelmű és „elég” részletes leírása a modellezési hibák, tévedések és javításuk korrekt ismertetése

Töltésalapozás = érdekes szakmai feladat, optimális példa és esettanulmány a geotechnikai oktatásban a talajmechanikai jelenségek, ill. a szerkezeti és építési igények alapszinten is jól értelmezhetők, de mélyebb elemzésük is indokolt sokféle konstrukciót és technológiát kínál megoldására a gyakorlat, ezek összehasonlító elemzése minden szinten tanulságos a viselkedés modellezhető hagyományos módszerekkel, de a végeselemes analízissel is a (kötelező) monitoring visszajelzést ad a modellezés helyességéről, érzékelteti a projekt közbeni geotechnikai tevékenység szerepét látványossága, aktualitása, perspektívája vonzó a hallgatók számára, segíti a geotechnika megkedveltetését, szerepének érzékeltetését

töltésalapozások talajmechanikai veszélyei

Az M7 autópálya tőzeges altalajú szakaszának fő paraméterei

Töltésalapozási technológiák

A töltésalapozási módszerek hatékonysága

M7 autópálya töltésalapozásának alapszámításai hagyományos modellek segítségével

Kavicscölöpök, kőtömzsök süllyedéscsökkentő hatása Priebe hagyományos modellel nyert diagramja szerint

Függőleges drének konszolidációgyorsító hatása Barron hagyományos modellel nyert diagramja szerint

Szétcsúszás vizsgálata hagyományos elvek alapján

Kőtömzsök hatásának modellezése FEM-programmal

Komplex töltésvizsgálat végeselemes analízissel PLAXIS programmal Modellezési lehetőségek Talajmodellezés Mohr-Coulomb modell Soft Soil modell Hardening Soil modell Építési szerkezetek, fázisok, állapotok kezdeti feszültségállapot kavicscölöp, drénezés, geotextília lépcsős építés, túltöltés és visszaszedése azonnali süllyedés, konszolidáció, kúszás tartós állékonyság

Példa a BSc-képzésben: kavicscölöpös és szalagdrénes töltésalapozás összehasonlító vizsgálata

Esettanulmány az MSc-képzésben: az M7 töltésalapozási munkáinak átfogó ismertetése a Balaton-part geológiája – vonalvezetési kérdések talajvizsgálatok nehézsége – a tőzegek jellemzése tendertervek – a műszaki optimum és az építési idő vállalkozói szempontok – technológiai változtatások méretezés – hagyományos és FEM-modellek tervezési bizonytalanság – monitoring

Modellfejlesztés a PhD-képzésben: a FEM alkalmazása a töltésalapozás modellezésére a FEM alkalmazásának terjedése a gyakorlatban szembeötlő, a mérnökképzés e tekintetben (változó mértékű) késésben van a fejlettebb talajmodellek alkalmazása nagyon ígéretes, tanításuk viszont nehéz, a paraméterfelvétel hibaveszélye pedig nagy a talaj-szerkezet kölcsönhatás, az építési folyamat könnyen elemezhető, az eredmények értékelése viszont új szemléletet kíván kettéválik a geotechnika eszköztára, a hagyományos gyorsan avul, a mérnökgenerációk nélkülözhetetlen együttműködése válságba kerül a FEM konkrét alkalmazásainak kidolgozása a jelen alapvető feladata, geotechnikai PhD-programként hasznos és elegendő ezt megcélozni