Emne - Numerisk modellering for bergteknikk - TGB4260
Numerisk modellering for bergteknikk
Velg studieårOm
Om emnet
Faglig innhold
Numerisk modellering i bergmekanikk, i 2D og 3D.
Selvstudium: Pensum presenterer teori av moderne numeriske metoder som brukes i bergmekanikk, med anvendelser innenfor tunnelbygging, geotermi, gruvebygging, og atomavfallslagring. Dette inkluderer endelig elementmtode, grenseelementmetode, diskret elementmetode, endelig differansemetode, hybride metoder, koblete modeller. I tillegg til å gi et solid grunnlag for øvinger, er mer praktiske aspekter av numerisk modellering utdypet (bruk og ulike typer av randbetingelser, initielle spenninger, materialmodeller osv).
Kollokvier/seminarer: Praktisk bruk av RS2 for 2D elastisk og plastisk modellering og EX3 for 3D elastisk modellering. Modellbygging, inngangsparametre, beregninger, resultatanalyser, etterbehandling og rapportering. Simulering av fjellutgravning, in situ bergspenninger og bergsikring. Andre typer av relevante programmer kan også benyttes.
Læringsutbytte
Kunnskaper: Studenten skal ha grundig kjennskap til fremgangsmåter for numerisk modellering for bergteknikk. Studenten skal kunne gjennomføre et selvstendig prosjekt innen fagområdet.
Ferdigheter: Studenten skal kunne bruke moderne digitale verktøy som programvarer RS2 og EX3 til å utføre simulering av tunneldriving, in situ bergspenninger, brudd i bergmassen, oppsprukket berg, og bergsikring. Studenten skal være i stand til å gjennomføre et prosjekt innenfor numerisk bergmekanikk, prosessere og analysere resultater, og skrive en prosjektrapport.
Generell kompetanse: Studenten skal ha god forståelse av teori bak numeriske metoder som brukes i bransjen i dag. Studenten skal forstå muligheter og begrensninger ved forskjellige digitale verktøy som brukes i industrien.
Læringsformer og aktiviteter
Ukentlige kollokvier/seminarer, selvstudium, obligatoriske oppgaver og prosjektoppgave. Emnet undervises på engelsk. Emnet evalueres av referansegruppe.
Obligatoriske aktiviteter
- Øvinger
Mer om vurdering
Alle øvingene må være godkjent for adgang til prosjekt og eksamen.
Sluttkarakter i emnet baseres på individuelt prosjektarbeid (innlevert prosjektrapport, teller med 40 % i sluttkarakter) og skriftlig eksamen (teller med 60 % i sluttkarakter). Rapporten skal skrives på engelsk.
For å kunne bestå emnet må begge delvurderinger (rapport og eksamen) være bestått. Studenter som har bestått emnet og ønsker å forbedre karakteren gjentar både prosjekt og eksamen. Studenter som har strøket i emnet, men har bestått prosjektet, gjentar bare eksamen. Studenter som har strøket i emnet, men har bestått eksamen, gjentar bare prosjektet. Studenter som har strøket i både prosjekt og eksamen gjentar begge deler.
Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.
Forkunnskapskrav
TDT4110 Informasjonsteknologi, grunnkurs (eller TDT4105 Informasjonsteknologi, grunnkurs) og TGB4210 Bergmekanikk og geoteknikk, grunnkurs. I tillegg må studenten ha bestått enten a) TMA4100 Matematikk 1, TMA4105 Matematikk 2 og TKT4126 Mekanikk eller b) GEOL1007 Faststoffmekanikk for geologer.
Grunnkunnskap av Python.
Kursmateriell
1. Spesielt laget pensummateriale som skal leses i forkant av hvert kollokvium.
2. Ottosen N. & Pettersson H. Introduction to the finite element method. Pearson. 1992. (Alle kapitlene unntatt 14, 17, 18.)
3. Jing L. (2003) A review of techniques, advances and outstanding issues in numerical modelling for rock mechanics and rock engineering. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 40 (3): 283-353: https://doi.org/10.1016/S1365-1609(03)00013-3
4. Online-dokumentasjon for RS2, EX3, RocData og annen relevant programvare.
5. Ekstra artikler som finnes i Blackboard og som er relatert til spesifikke oppgaver og prosjekt.
Fagområder
- Bergmekanikk
- Teknologiske fag