Faglig innhold

Dette emnet består av bergmekanikk (35 %), reservoargeomekanikk (35 %) og geoteknikk (30 % for ingeniørgeologistudenter) eller strømning i porøse medier (30 % for petroleumsteknologistudenter).

Bergmekanikk (35%): Det inkluderer Mohr-sirkelmetoden, mekaniske egenskaper og bruddkriterier (Mohr-Coulomb og Hoek-Brown) til bergart og bergmasse, bruddkriterier til bergsprekker, laboratorieprøving til å bestemme mekaniske egenskaper til berg, in situ spenningsforhold i jordskorpa, in situ spenningsmålingsmetoder, spenningsfordeling rundt tunneler og haller, former for bergbrudd i undergrunnen og grunnleggende i fjellskråningsstabilitetsanalyse.

Reservoargeomekanikk (35%): Den belyses poretrykk i jordskorpa, tektoniske spenninger, normale og unormale poretrykk, in situ spenningsbestemmelsesmetoder, spenninger nært borehull. Andre tema er: Stabilitet av borehull under boring, hydraulisk splitting, reservoarkomprimering og overflatesetninger, betydning av bergmekanikk i reservoarstyring.

Geoteknikk (30 %): Denne delen introduserer grunnleggende forståelse av jord som byggemateriale. Temaene inkluderer klassifisering og identifisering av jordarter, vann i jord, faserelasjoner, komprimering, total- og effektivspenninger i jord, hydrostatisk og artesisk poretrykk, modulkonsept, stivhet av jord, ødemeterforsøk, deformasjoner og tidsforløp av setninger i jord. Eksperimentelle metoder inkludere laboratorieøvingen i det geotekniske laboratoriet til å bestemme mekaniske egenskaper av jord. Praktiske eksempler på geotekniske problemstillinger.

Eller

Strømning i porøse medier (30%): Denne delen introduserer egenskaper til porøse media og transport gjennom porøse media: Porøsitet, pore-skala og kontinuum-skala strømning, permeabilitet, strømningsligninger for lineær og radiell strømning, og brønntesting. Strømningsdelen inneholder også anvendelser innen geofag, slik som vann som siver i undergrunnen, CO2-lagring, og produksjon av ressurser som grunnvann og hydrokarboner.

Studenter i studieretning Petroleums- og reservoarteknologi i studieprogrammet Georessurser og geoteknologi skal ha delen Strømning i porøse medier, alle andre tar Geoteknikk med mindre noe annet er godkjent individuelt av instituttadministrasjonen.

Læringsutbytte

Kompetanse

Etter gjennomført emne skal studenten kunne:

• Måle E-modul, Poissonsforholdstall og enaksial tykkfasthet til bergarter.
• Bruke Mohr-Coulomb og Hoek-Brown bruddkriterier i stabilitetsanalyser.
• Vurdere in situ spenningsforhold i bergmasse.
• Gjennomføre enkle beregninger og stabilitetsanalyse knyttet til grunn- og undergrunnanlegg, fjellskråning og georessursutvinning.

De studentene som tar geoteknikkdelen, skal kunne:

• Identifisere og klassifisere jordarter
• Vurdere spenningstilstand i jord
• Beregne setninger i jord

De studentene som tar strømningsdelen, skal kunne:

• Skille ulike typer porøsitet
• Beskrive fluidstrøm i enkle poregeometrier
• Bruke Darcy’s lov til å regne ut fluidstrøm
• Gjøre analyser av brønntester

Kunnskaper og ferdigheter

Etter gjennomført emne skal studenten kunne:

• Forstå mekaniske egenskaper og styrker til bergarter og bergmasser
• Forstå prinsippene for in situ spenningsbestemmelsesmetoder
• Forstå hvordan spenningsforhold endres som resultat av anleggsbygging i berg og jord, og hvordan slike endringer påvirker setninger i jord og anleggsstabilitet
• Forstå grunnleggende deler av poroelastisitetsteori
• Forstå effektivspenningsprinsippet
• Forstå hvordan de viktigste mekaniske egenskapene til berg og jord bestemmes i laboratorium
• Forstå spenningsforhold og poretrykk i jord og bergmasse
• Utføre stressanalyse ved hjelp av Mohr-sirkelmetoden

De studentene som tar geoteknikksdelen, skal kunne:

• Forstå jordens sammensetning og dens effekt på mekaniske egenskaper av jord
• Forstå spenningsforhold i jord
• Forstå forskjellen mellom totalspenninger, poretrykk og effektivspenninger i jord
• Forstå konsolidering av jord

• Forstå jordens stivhet og beregning av setninger

De studentene som tar strømningsdelen, skal kunne:

• Forstå hvordan ulike typer porøsitet påvirker transport
• Forstå hvordan permeabilitet er avhengig av porøsitet og pore-struktur
• Utlede diffusjonsligningen for strømning i porøse medier
• Forskjeller mellom transient og stabil strømning, og hvordan dette leder til ulike typer av brønntestanalyser

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, obligatoriske laboratorietester, obligatoriske øvinger.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger
• Laboratorietester

Forkunnskapskrav

TKT4126 Mekanikk eller andre relevante emner i mekanikk

Kursmateriell

Kompendier i PDF-format og forelesningsark.

Studiepoengreduksjon