W zakresie „Mechaniki skał i górotworu” oraz „Geomechaniki” Katedra specjalizuje się w dziedzinie równań stanu, warunków stanu granicznego i stałych materiałowych skał, mechaniki i zwiastunów kruchego pękania, zachowania się skał w warunkach wysokich ciśnień, zdolności do gromadzenia energii sprężystej, zachowania się w stanie pokrytycznym i tąpliwości skał, pełzania i własności reologicznych skał, tarcia w skałach, anizotropii mechanicznych własności skał, struktury geometrycznej powierzchni ścianek spękań w skałach, mechaniki spękanych ośrodków skalnych, stanu naprężenia i przemieszczenia górotworu w sąsiedztwie wyrobisk, deformacji górotworu i powierzchni terenu pod wpływem eksploatacji górniczej, geomechanicznych podstaw projektowania obudowy i utrzymywania wyrobisk, zapobiegania zagrożeniom ze strony górotworu.
Wykonując badania na potrzeby przemysłu Katedra opracowuje ekspertyzy i opinie naukowe, formułuje zalecenia i wytyczne w zakresie przewidywania, zapobiegania i przeciwdziałania zagrożeniom ze strony górotworu przy wykonywaniu wyrobisk, eksploatacji złóż surowców mineralnych oraz wznoszeniu i utrzymywaniu budowli podziemnych.
W laboratoriach Katedry w zakresie „Mechaniki skał i górotworu” oraz „Geomechaniki” prowadzone są również zajęcia dydaktyczne ze studentami siedmiu specjalności na Wydziale Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej.
Tematyka badań:
- Równania konstytutywne i warunki stanu granicznego skał.
- Stałe materiałowe.
- Mechanika i zwiastuny kruchego pękania skał.
- Zachowanie się skał w warunkach wysokich ciśnień.
- Zdolność do gromadzenia energii sprężystej, zachowanie się w stanie postkrytycznym i tąpliwość skał.
- Pełzanie i własności reologiczne skał.
- Tarcie w skałach.
- Anizotropia mechanicznych własności skał.
- Struktura geometryczna powierzchni ścianek spękań w skałach.
- Własności mechaniczne spękań i zachowanie się skał spękanych w polu sił.
- Deformacyjne i dynamiczne przejawy ciśnienia górotworu w sąsiedztwie wyrobisk górniczych.
- Geomechaniczne podstawy projektowania wyrobisk i budowli podziemnych.
Laboratoria Katedry prowadzące działalność badawczą i dydaktyczną w zakresie „Mechaniki skał i górotworu” oraz „Geomechaniki” wyposażone są w:
- standardową maszynę wytrzymałościową EDZ-40 (400 kN, ściskanie/rozciąganie),
- standardową prasę wytrzymałościową EDB-60 (600 kN, ściskanie)
- serwohydrauliczną maszynę wytrzymałościową SHM-MG 250/4 (250 kN, ściskanie/rozciąganie) do badań statycznych i dynamicznych sterowanych sygnałem siły, przemieszczenia lub odkształcenia,
- prasę sztywną (1,75 MN/mm) do badania zachowania się próbek skalnych w stanie pokrytycznym (480 kN, ściskanie)
- osiem pełzarek hydrauliczno-sprężynowych PSH-400 (480 kN) do badania skał na pełzanie przy jednoosiowym ściskaniu
- pełzarkę do badania skał na pełzanie przy trójosiowym ściskaniu,
- dwie komory trójosiowe KTK-60 do badania skał na ściskanie przy ciśnieniach okólnych do 60 MPa
- komorę trójosiową KTK-100 do badania skał na ściskanie przy ciśnieniach okólnych i porowych do 100 MPa
- aparat trójosiowy ATK-400 "Unipress" do badania skał na ściskanie przy ciśnieniach okólnych i porowych do 400 MPa
- aparat f-my SBEL (model RM-442) do badania skał na ściskanie przy ciśnieniach okólnych do 70 MPa
- praskę ręczną LCP-20 do badania wytrzymałości skał na jednoosiowe ściskanie (200 kN),
- trzy praski ręczne do oznaczania wytrzymałości skał na obciążenie punktowe (100 kN),
- uchwyty do badania skał na rozciąganie bezpośrednie,
- przyrządy do oznaczania wytrzymałości granicznej skał na rozciąganie metodą brazylijską,
- przyrząd do oznaczania wytrzymałości materiału skalnego i spękań w skałach na ścinanie przy ściskaniu w uchwycie,
- przyrządy do badania próbek skalnych na ścinanie proste cylindryczne,
- czujniki i aparaturę do pomiaru i rejestracji sił, ciśnień, odkształceń i przemieszczeń, w tym 16-kanałowy wzmacniacz pomiarowy MGCplus f-my Hottinger Baldwin Messtechnik,
- przyrządy do cechowania przetworników siły i przemieszczenia,
- komputerowy system akwizycji i przetwarzania danych pomiarowych z kartą PCL-718 12-bitowego przetwornika A/C.
Do badania petrograficznych właściwości skał i geometrycznej struktury powierzchni spękań w skałach służy m.in. sterowany komputerem profilomierz laserowy.
