Morphology analysis of fracture surfaces and its consequences for stability of large civil engineering constructions
Project goals
The rough surfaces of cement based materials which are jointed with the irregular surfaces of rocks in the foundations of large civil engineering structures represent critical parts considerably influencing mechanical stability of those structures. The mechanical strength of these joints strongly depends on the roughness (asperity) of both the surfaces. This roughness is an important factor when the stability of large structures such as dams, bridges, tunnels, etc. is estimated. The present proposal is aimed at developing a new method for classifying morphology features of solid surfaces to facilitate estimation of their roughness indicators. This will be conceptually new method which will be able to distinguish between different types of two-dimensional Fourier wave modes that are formed on fracture surfaces. For this purpose a new hardware for digital surface reconstruction will be designed and built.
Keywords
Applied geotechnics (foundation engineering)cement-based materialsfracture surfacesdigital three-dimensional reliefssurface morphologyFourier wave modeshardware for surface reconstruction
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 17 (SGA0201300005)
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta stavební
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
13-03403S
Alternative language
Project name in Czech
Morfologická analýza lomových povrchů a její důsledky pro stabilitu velkých civilně-inženýrských staveb
Annotation in Czech
Hrubé povrchy materiálů na bázi cementu, které jsou ve spojení s nepravidelnými povrchy hornin v základech velkých civilně inženýrských staveb, představují kritická místa značně ovlivňující mechanickou stabilitu staveb. Mechanická pevnost těchto spojů silně závisí na drsnosti (asperitě) obou povrchů. Tato drsnost je významným faktorem při oceňování stability takových staveb jako jsou přehrady, mosty, tunely ap. Tento návrh projektu je zaměřen na vytvoření nové metody pro klasifikaci morfologie povrchů pevných látek s cílem usnadnit numerické ocenění indikátorů povrchové drsnosti. Jedná se o novou metodu, která bude schopna rozlišovat mezi různými typy dvourozměrných Fourierových vlnových módů, které se formují na lomových površích. K tomuto účelu bude navrženo a zkonstruováno zařízení pro digitální povrchovou rekonstrukci.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JM - Structural engineering
CEP - secondary branch
JI - Composite materials
CEP - another secondary branch
—
20102 - Construction engineering, Municipal and structural engineering
20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
3D digital models of the surfaces of concrete discontinuities were used. An optical set-up was proposed and software developed. Lab experiments confirmed the influence of asperities on the strength of the interface. A modification of Barton's relationship for the joint strength was published and a manual put forward. The complexity of the method seems limiting for the geotechnical practice.
Solution timeline
Realization period - beginning
Feb 1, 2013
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
4,019 thou. CZK
Public financial support
3,974 thou. CZK
Other public sources
45 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 019 CZK thou.
Public support
3 974 CZK thou.
98%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JM - Structural engineering
Solution period
01. 02. 2013 - 31. 12. 2017