Gradbeništvo

Gospodarsko inženirstvo

Prometno inženirstvo

Arhitektura

Preskoči na vsebino
Gradbeništvo G Gospodarsko inženirstvo GI Prometno inženirstvo PI Arhitektura A

Publikacije

Razvoj metodologije za načrtovanje geotehničnih konstrukcij na podlagi verjetnosti porušitve in večnamenske optimizacije

avtor/ji:
Varga Rok, mag. inž. grad.
mentor/ji:
Jelušič Primož, univ. dipl. gosp. inž.
somentor/ji:
Žlender Bojan, univ. dipl. inž. grad.

Rok Varga se je rodil 17. maja 1993 v Murski Soboti. Leta 2012 je uspešno zaključil splošno gimnazijo v rodnem mestu ter se nato vpisal na Fakulteto za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo Univerze v Mariboru. V začetnih letih študija se je preizkusil v praksi kot študent v lokalnem podjetju, kjer je pridobival izkušnje pri polaganju armature in opaževanju. Poleg tega je v sklopu pogodbe kot prejemnik zlate štipendije Mestne občine Murska Sobota opravljal delo v okolišu, in sicer kot CAD konstruktor v podjetju Projektivni biro – inženiring d.o.o..

Študijsko prakso je opravljal v podjetju IMO-REAL, kjer je kot pomočnik vodje projektov zastopal interese investitorja pri gradnji vila blokov »Vrbišče« v Murski Soboti. Po diplomi na področju gradbene fizike leta 2017 je nadaljeval študij na magistrskem programu. Po končani praksi se je zaposlil v podjetju Pomgrad d.d., kjer je kot pomočnik vodje del skrbel za nemoten potek gradnje podvoza na Ljubljanski ulici (UKC Maribor).

V zadnjem letu magistrskega študija je pridobil dragocene izkušnje v podjetju Arcont d.d., kjer se je ukvarjal z razvojem in statiko jeklenih konstrukcij (bivalnih enot). Magistriral je s področja geotehnike pod mentorstvom red. prof. dr. Bojana Žlendra.

Leta 2020 je nadaljeval svojo akademsko pot kot mladi raziskovalec na Katedri za geotehniko. Pod mentorstvom izr. prof. dr. Primoža Jelušiča se je osredotočil na optimizacijo geotehničnih konstrukcij in verjetnostne analize le-teh. Njegovo raziskovalno delo je privedlo do več znanstvenih objav v revijah s faktorjem vpliva JCR.

 

Doktorska disertacija »Razvoj metodologije za načrtovanje geotehničnih konstrukcij na podlagi verjetnosti porušitve in večnamenske optimizacije« zajema zemljine in kamnine na mestu, kjer so zgrajeni geotehnični objekti, predstavljajo inženirju negotov element, saj začetno napetostno stanje, predhodne obremenitve in razbremenitve ter prekonsolidacija zemljin niso znane. Prav tako se lastnosti zemljin spreminjajo v vertikalni in horizontalni smeri. Za upoštevanje raznih negotovosti pa se za načrtovanje konstrukcij uporabljajo verjetnostne analize. Za namene, da bi lahko upoštevali to negotovost, smo v doktorski disertaciji razvili celovit pristop za optimalno načrtovanje geotehničnih konstrukcij na podlagi verjetnosti porušitve in stroškov gradnje, z osredotočenostjo na večnamensko optimizacijo. Kadar načrtujemo konstrukcijo na podlagi verjetnosti porušitve, pravimo pristopu verjetnostna analiza ali angleško reliability based design (RBD). Naša razvita metodologija za optimizacijo uporablja genetski algoritem, ki je kodiran z realnimi števili.

V doktorski disertaciji smo analizirali številne metode, ki se uporabljajo pri načrtovanju geotehničnih konstrukcij na podlagi verjetnosti porušitve, pri čemer smo predstavili teoretična izhodišča in na primeru horizontalnega zdrsa točkovnega temelja pokazali njihovo kompleksnost.

Tako imenovana »razširjena RBD metoda« se je izkazala za inženirjem najbolj prijazno metodo, saj poda kakovostnejše informacije o zasnovi in o porušitvenih mehanizmih. V vseh treh aplikativnih primerih geotehničnih konstrukcij, to so težnostni podporni zid, geotermalni pilot in vpeta vitka oporna konstrukcija, smo pridobili detajlne podatke o kritičnih pogojih nosilnosti za porušitev, kar omogoča inženirjem, da preprečijo specifičen porušitveni mehanizem z dotično spremembo zasnove. V tem smislu smo postavili tudi glavno tezo doktorske disertacije, in sicer, da je možno razviti učinkovito metodologijo za načrtovanje geotehničnih konstrukcij na podlagi verjetnosti porušitve in z večnamensko optimizacijo.

Analize in primerjave z načrtovanjem geotehničnih konstrukcij v skladu z Evrokodom, ki upošteva delne količnike varnosti, pa so pokazale, da je razvita metodologija bolj občutljiva na vse spremenljivke in robne pogoje, kar omogoča celovitejšo obravnavo konstrukcij in privede do optimalnih zasnov danih konstrukcij.

Tako je bil z razvojem in preizkušanjem metodologije potrjen potencial le-te za praktično uporabo v inženirski praksi, kar bi lahko omogočalo dodatno analizo konstrukcij za večjo zanesljivost in bolj ekonomično gradnjo geotehničnih konstrukcij.«

 

“The soils and rocks at the site of geotechnical structures represent uncertain elements for engineers because the initial stress state, previous loading and unloading and pre-consolidation of the soil are uncertain. It is also known that soil properties vary spatially. Probability analyses are used to account for these uncertainties in the design of structures. To account for these uncertainties, this dissertation developed a comprehensive approach for the optimal design of geotechnical structures based on the probability of failure and construction costs, with a focus on multi-objective optimization. This approach for the design of structures based on the probability of failure is called Reliability Based Design (RBD). The optimization method we developed uses a genetic algorithm coded with real numbers.

In the doctoral dissertation, we have analysed numerous methods used in the design of geotechnical structures based on the probability of failure. We presented theoretical principles and demonstrated their complexity using an example where we determined the resistance of foundations to horizontal slippage.

The so-called “extended RBD method” has proven to be the most user-friendly method for engineers as it provides higher quality information on design and failure mechanisms. For all three applied examples of geotechnical structures (gravity retaining wall, geothermal pile and embedded wall), detailed data on the critical bearing capacity conditions for failure were obtained, allowing engineers to prevent certain failure mechanisms by appropriate design changes. In this context, we also formulated the main thesis of the doctoral dissertation, namely that it is possible to develop an effective methodology for the design of geotechnical structures based on the probability of failure and multi-objective optimization.

Analyses and comparisons with the design of geotechnical structures according to Eurocode, which considers partial safety factors, have shown that the developed methodology is more sensitive to all variables and boundary conditions, allows a more comprehensive treatment of structures and leads to optimal designs of the given structures.

The development and testing of the methodology has thus confirmed the potential for its practical application in engineering practice, which could allow additional analysis of structures for higher reliability and more economical design of geotechnical structures.”

zagovor.doktorata (1) zagovor.doktorata (2) zagovor.doktorata (3) zagovor.doktorata (4) zagovor.doktorata (5) zagovor.doktorata (6) zagovor.doktorata (7) zagovor.doktorata (8) zagovor.doktorata (9) zagovor.doktorata (10) zagovor.doktorata (11) zagovor.doktorata (12)
Skip to content