Oddělení se obecně zabývá výzkumem, získáváním a zkvalitňováním nových znalostí o komplexních procesech v horninovém masivu (HM). Nejedná se jen o procesy přírodního původu, ale zejména o zákonitosti vzájemného spolupůsobení přírodních procesů a antropogenních aktivit v HM, ať už v důsledku těžby, cílených geotechnických zásahů (např. v oblasti podzemních staveb, skladování odpadu a dalších skladovacích zařízení), nebo dokonce doprovodných procesů a charakteristik THM (termo-hydro - mechanický) typu. Výzkumná činnost v oblasti geotechnických problémů je zaměřena na detekci a analýzu primárního a indukovaného rozložení napěťových a deformačních polí HM v blízkosti vytěžených podzemních prostor a podzemních staveb jak v procesu výstavby, tak při jejich využívání z hlediska dlouhodobé mechanické a funkční stability díla a zejména s ohledem na jejich bezpečné provozování během předpokládané životnosti. Významná pozornost je věnována hodnocení úrovně bezpečnosti na podzemních pracovištích a úrovně účinnosti použitých aktivních a pasivních preventivních opatření.
V oblasti využití rentgenových zobrazovacích technik probíhá výzkum charakteru pórovitého prostoru, zejména s ohledem na jeho vliv na vlastnosti sledovaného materiálu. Rovněž jsou studovány procesy při mechanickém zatěžování vzorků a vnitřní struktuře hornin pomocí výpočetní mikro-tomografie v kombinaci s petrografickými metodami.
Výzkum v oblasti geofyziky je zaměřen na studium seismické aktivity ve slezsko-polském příhraničním regionu, založené na seismologické pozorovací činnosti a na definici seismické zátěže v potenciálních lokalitách hlubinných úložišť, ale i výzkum zákonitostí projevů a zdrojů technické seismicity a seismického šumu.
Jedná se o zjišťování prostorové distribuce, velikosti a orientace přirozeného i indukovaného napěťového pole v závislosti na geologické a tektonické situaci, antropogenních aktivitách v masivu a analýzu jeho projevů. Výzkum je zaměřen na:
Zjišťování skutečného napěťového pole v masivu a jeho změn metodou hydroporušování, využitím kuželové tenzometrické sondy a tenzometrických svorníků
Geomechanický monitoring, měření deformace podzemních prostor pomocí 3D laserového skenování a analýza podmínek stability
Aplikace matematických modelů v geomechanice a geotechnice s důrazem na zkoumání procesů v horninách a zeminách z inženýrského hlediska
Vliv geologické situace a antropogenních aktivit na charakter a dynamiku deformací zemského povrchu
Dynamické geomechanické jevy v horninovém masivu a metody cíleného ovlivňování nebezpečných napěťových a deformačních stavů v masivu (např. hodnocení účinnosti bezvýlomových trhacích prací na snižování napěťového zatížení, metody aplikace výztužných systémů, ..)
Způsob těžby podzemního ložiska
Klasifikace masivu dle geotechnických systémů hodnocení kvality HM (RQD, RMR, Q, ..)
Stanovení specifických vlastností horninového masivu in-situ (pro použití ke konkrétním účelům podzemního prostoru)
Charakterizace a hodnocení vlastností EDZ v okolí podzemních zařízení a staveb
Matematické 3D modelování složitých geomechanických situací
Výzkum přírodní seismicity - přírodní zemětřesení
Výzkum fenoménů vyvolaných těžbou a technická seismicita
Výzkum seismického šumu, jeho zdrojů a vlastností
Studium deformací a metod a charakteru porušování geomateriálu na základě složení, struktury a způsobu zatěžování
Studium proudění kapalin a plynů ve struktuře materiálů v souvislosti s distribucí hydraulických vlastností a pórovým prostorem
Studium interakce geomateriálů během svorníkování, injektáže, proudění tekutin v materiálech atd.
Další inženýrské aplikace zahrnující prostorovou charakterizaci složení a struktury geomateriálů (stanovení pórovitosti, analýza velikosti zrn a jejich distribuce v geomateriálech, vizualizace vnitřní struktury
Popis mikrostruktury pro následné matematické modelování procesů v mikrostruktuře a též upscaling
