Kamenné monumenty v kambodžském archeologickém parku Angkor, zapsané na seznam světového dědictví UNESCO, jsou dnes z velké části značně zchátralé a stav těch zachovaných se rychle zhoršuje. Odborníci z celého světa se proto intenzivně zabývají příčinami špatného technického stavu této významné památky a snaží se nalézt vhodná opatření pro jejich sanaci. Na záchraně monumentů v Angkoru se také podílí český výzkumný tým s pětiletým výzkumným projektem „Thermal imaging and structural analysis of sandstone monuments in Angkor“.
Hlavním úkolem projektu je analýza zatížení kamenných konstrukcí teplotními změnami prostředí a jejich vlivu na statickou spolehlivost monumentů. Kromě výzkumu přímo v Angkoru jsou součástí projektu také numerické simulace chování kamenných konstrukcí zatížených vnějšími účinky s důrazem na účinek teplotních změn. K vytvoření numerických modelů a statické analýze byl využit program RFEM od společnosti Ing. Software Dlubal.
Kamenné monumenty v Angkoru, které byly postaveny mezi 8. a 14. stoletím, jsou dnes většinou ruinami v různém stádiu zchátralosti. Většina z nich byla postavena z kamenných kvádrů skládaných nasucho, v menší míře byly použity pálené cihly. U dosud zachovalých chrámů dochází k soustavnému rozvoji jejich poruch, především rozpadu kamenného zdiva, způsobenému kombinací několika různých vlivů. Kromě z pohledu dnešních znalostí použití nevhodné techniky výstavby jsou jednou z hlavních příčin rozpadu především náročné klimatické podmínky.
Simulace-Chovani-kamenne-klenby-v-programu-RFEM -1126
Monitoring deformací a teplot vybraných chrámů prokázal, že rozdíl maxima a minima teplot na intenzivně osluněných plochách vnějšího povrchu během ročního cyklu přesahuje 60 °C. Značné teplotní rozdíly jsou i mezi dnem a nocí, teplota na vnitřním povrchu byla často o cca 40 °C nižší než na povrchu vnějším. To přispívá k nerovnoměrnému namáhání a velkým dilatačním pohybům uvnitř konstrukce kamenných struktur; v kombinaci s dalšími vlivy tak dochází k postupnému zvětšování spár mezi kvádry, vypadávání jednotlivých kamenů z konstrukce a dezintegraci či hroucení celých částí chrámů.
Výzkumné práce probíhaly přímo vterénuNumerické simulace statického chování monumentů jsou prováděny pomocí programu RFEM společnosti Ing. Software Dlubal, který umožňuje dosáhnout vysoké míry shody vlastností numerických modelů s reálnými konstrukcemi kamenných chrámů. Cílem analýzy je na základě výsledků simulací predikovat další vývoj jejich technického stavu. Dosažené výsledky by potom měly sloužit mj. i pro vypracování návrhu optimálních sanačních postupů pro stabilizaci a záchranu těchto vzácných památek.
V rámci výzkumu byly dosud v programu RFEM vytvořeny a testovány 3D modely vybraných reprezentativních výseků kamenných konstrukcí – samostatná stěna, čtyřúhelníková pyramida, zastřešená sloupová galerie a různé tvary věží. Numerické modely byly složené z těles – objemových prvků, představujících jednotlivé kamenné kvádry. Vzájemná interakce kvádrů byla simulována prostřednictvím kontaktních prvků, které umožňují vyloučit působení v tahu ve směru kolmo na spáru a pracovat s různou intenzitou tření ve stycích mezi bloky.
Byla zpracována řada simulací pro zatížení uvedených modelů teplotou, s uvažováním charakteristického podloží staveb a různých typů vazeb kamenných kvádrů. Výsledky numerických analýz vykazují značnou shodu s chováním reálných konstrukcí (deformace, poruchy apod.). Dosud provedená fáze výzkumu prokázala, že teplotní zatížení angkorských chrámů dosahuje významných hodnot a má značný vliv na jejich stále se zhoršující technický stav. V dalších fázích výzkumu budou dosud provedené kroky dále rozvíjeny tak, aby bylo možné zpřesnit vliv teplotních změn na chování kamenných monumentů v Angkoru a navrhnout optimální postupy k jejich zachování pro příští generace.
Český výzkumný tým v Angkoru
Ředitel projektu
Dr. Karel Kranda
Akademie věd ČR
Ústav jaderné fyziky
Vedoucí výzkumu
Doc. Ing. Jan Pašek, Ph.D.
Fakulta stavební ČVUT v Praze
Katedra konstrukcí pozemních staveb
Členové týmu
Ing. Jiří Svoboda
Ing. Hansley Pravin Gaya
Otakar Veverka
