Движущийся транспорт является одним из основных источников техногенного вибрационного воздействия на близлежащие здания и сооружения. Исследования такого влияния на основания и фундаменты зданий и сооружений проводятся уже достаточно давно. Однако при попытках учесть воздействие автотранспорта при различных расчетах возникает проблема: в России на данный момент отсутствует нормирование вибрационного воздействия транспорта. В связи с этим изучение его влияния на основания и фундаменты зданий и сооружений является актуальным. При проведении исследований ставилась цель построить адекватную численную модель динамического воздействия одиночного транспортного средства (ТС) на существующее здание на основе данных, полученных оперативными методами многоканального анализа поверхностных волн.

Для проверки адекватности построенной модели результаты численного моделирования сравнивались с данными натурных исследований. В целом результаты оказались достаточно близки к натурным значениям: для грузового ТС расхождения составили не более 14 % для максимальной вертикальной компоненты виброускорения и не более 5 % для максимальной горизонтальной.

Для получения более точных результатов требуются дополнительные исследования для уточнения расчета размеров пятна контакта колеса. Разработанная модель адекватна для проезда одиночного ТС большой массы. Данные, полученные оперативными методами многоканального анализа поверхностных волн, можно эффективно использовать при численном моделировании динамического воздействия на здания от транспортных средств.

Ключевые слова: многоканальный анализ поверхностных волн (МАПВ), пятно контакта колеса, демпфирование грунта, динамическое воздействие на здание, численное моделирование

Антипов Вадим Валерьевич ‒ магистрант, e-mail: seekerva@mail.ru.

Офрихтер Вадим Григорьевич ‒ доктор технических наук, профессор, e-mail: ofrikhter@mail.ru.

Пономарев Андрей Будимирович ‒ доктор технических наук, профессор, e-mail: spstf@pstu.ru.

Шутова Ольга Александровна ‒ старший преподаватель, e-mail: gshperm@mail.ru.

1.   Абузов В.И., Балабина Т.А., Чепурной С.И. Общие вопросы взаимодействия эластичного колеса с жесткой опорной поверхностью // Известия Моск. гос. техн. ун-та. – 2012. – № 2 (14). – С. 392‒397.

2.   Применение неразрушающих методов определения механических характеристик грунта при численном моделировании динамических воздействий на существующее здание / О.А. Шутова [и др.] // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. – 2017. –
№ 1 (32). – С. 74‒79.

3.   Антипов В.В., Офрихтер В.Г. Современные неразрушающие методы изучения инженерно-геологического разреза // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2016. – Т. 7, № 2. – С. 37–49. DOI: http://dx.doi.org/10.15593/2224-9826/2016.2.04

4.   Антипов В.В., Офрихтер В.Г. Совершенствование методов волнового анализа грунтовой толщи // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. – 2016. –
Т. 1. – С. 109‒119.

5.   Park C.B., Miller R.D., Xia J. Multichannel analysis of surface waves // Geophysics. – 1999. – Vol. 64, № 3. – P. 800–808.

6.   Park C.B., Carnevale M. Optimum MASW survey ‒ revisit after a decade of use // GeoFlorida. – 2010. – P. 1303‒1312.

7.   Combined use of active and passive surface waves / C.B. Park, R.D. Miller, N. Ryden,
J. Xia, J. Ivanov // Journal of Environmental and Engineering Geophysics. – 2005. – Vol. 10,
iss. 3. – P. 323–334.

8.   Ofrikhter V.G., Ofrikhter I.V. Investigation of municipal solid waste massif by method of multichannel analysis of surface waves // Japanese Geotechnical Society Special Publication. – 2015. – Vol. 2, № 57. – P. 1956‒1959.

9.   Антипов В.В., Офрихтер В.Г., Шутова О.А. Исследование верхней части разреза грунтовой толщи экспресс-методами волнового анализа // Вестник Моск. гос. строит. ун-та. – 2016. – № 12. – С. 44–60. DOI: http://dx.doi.org/10.22227/1997-0935.2016.12.44-60

10.    Kramer S.L. Geotechnical earthquake engineering. – Prentice Hall, Inc., Upper Saddle River, New Jersey, 1996. – 653 p.

11.    Шутова О.А., Пономарев А.Б. Анализ возможности применения программного комплекса GeoStudio QUAKE/W для моделирования техногенной вибрации // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. – 2016. – № 3. – С. 59‒64.

12.    Zienkiewicz O.C., Taylor R.L. The finite element method. Vol. 1. Its basis and fundamentals. – 7th ed. – Mc Graw-Hill, U.K, 2013. – 714 p.

13.    Алешин А.С., Малышев Р.В. Использование метода конечных элементов в задачах инженерной сейсмологии // Численные методы расчетов в практической геотехнике: сб. ст. междунар. науч.-техн. конф. / С.-Петерб. гос. арх.-строит. ун-т. – СПб., 2012. – С. 266–273.

14.    Kausel E. Lamb’s problem at its simplest // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. – 2013. – Vol. 469 (2149). DOI: http://dx.doi.org/10.1098/rspa.2012.0462

15.    Lamb H. On the propagation of tremors over the surface of an elastic solid // Philoso-
phical Transactions of the Royal Society of London. – 1904. – Series A, vol. 203. – P. 1–42.

Оползневые процессы широко распространены в горной местности. Их активизация приводит к существенным ежегодным убыткам, угрожает безопасной эксплуатации зданий и сооружений, здоровью и жизни людей, нарушает транспортное сообщение между городами. Однако при подготовке к Олимпийским играм в г. Сочи появилась необходимость устройства автомобильных и железных дорог на оползневых склонах в эстакадном варианте. Мероприятия активной защиты фундаментов опор эстакад (линейные сооружения, полностью перекрывающие оползень) в данной ситуации нерациональны и экономически не оправданы. В связи с этим рассмотрена возможность устройства локальных сооружений, перенаправляющих вектор смещения грунтов, а не полностью стабилизирующих склон («обтекаемых»).

Для разработки эффективных и надежных защитных конструкций было проведено исследование взаимодействия отдельно стоящих «обтекаемых» сооружений на свайном основании с глинистыми грунтами оползней. В ходе работы были проанализированы области развития пластических деформаций грунтового массива, вплоть до разрушения структуры грунта. Исследование проводилось как для линейных «обтекаемых» сооружений, так и для сооружений, расположенных «клином» (под углом). Получены зависимости предельного давления обтекания от прочностных характеристик грунта и диаметра свай, а также определены давления, приходящиеся на каждую сваю в ряду.

По результатам проведенных исследований разработаны методика расчета и рекомендации для проектирования защитных свайных сооружений, «обтекаемых» глинистыми грунтами оползней. Полученные результаты были использованы при строительстве ответственных объектов Краснодарского края, а также были отражены в отраслевых дорожных документах ОДМ 218.2.033–2013 и ОДМ 218.2.050–2015.

Ключевые слова: защитное сооружение, оползень, свайное основание, численный эксперимент, глинистый грунт, опоры эстакад, фундамент

Маций Сергей Иосифович – профессор, доктор технических наук, e-mail: matsiy@mail.ru.

Лейер Дарья Валерьевна – кандидат технических наук, старший преподаватель, e-mail: dasha_leyer@mail.ru.

Рябухин Александр Константинович – кандидат технических наук, доцент, e-mail: ryabukhin@geoproekt.net.

1. Рябухин А.К., Маций С.И. Исследование диапазона перемещений анкерных свай в инженерно-геологических условиях Сочинского района Краснодарского края // Тр. Кубан. гос. аграр. ун-та. – 2012. – № 39. – С. 155–159.

2. Гинзбург Л.К. Противооползневые удерживающие конструкции. – М.: Стройиздат, 1979. – 81 с.

3. Практика проведения геотехнического мониторинга при строительстве автодорожных тоннелей «Дублера Курортного проспекта» в г. Сочи / В.А. Лесной, С.И. Маций,
Д.В. Лейер, А.О. Конева, А.К. Рябухин, Л.К. Рябухин, М.С. Ткачева // Политем. сетевой электрон. науч. журнал Кубан. гос аграр. ун-та. – 2016. – № 120. – С. 449–465.

4. Маций С.И. Исследование взаимодействия глинистых грунтов с противооползневыми сооружениями инженерной защиты опор эстакад [Электронный ресурс] / Д.В. Лейер, С.И. Маций, Е.В. Безуглова, Ф.Н. Деревенец // Науковедение. – 2014. – Вып. 5 (24). – URL: htpp://naukovedenie.ru (дата обращения: 11.04.2017).

5. Маций С.И., Деревенец Ф.Н. Применение метода конечных элементов для исследования взаимодействия грунтов оползня со сваями // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2005. – № 4. – C. 8–12.

6. Маций С.И. Взаимодействие свайных рядов с грунтом оползней: автореф. дис. – СПб., 1991. – 20 c.

7. Билеуш А.И. Оползни и противооползневые мероприятия. – Киев: Наукова думка, 2009. – 559 c.

8. Причины активизации оползня на федеральной автомобильной дороге г. Сочи и мероприятия по его стабилизации / А.Н. Богомолов [и др.] // Вестник Волгоград. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. – 2012. – № 29 (48). – С. 6–14.

9. Стабилизация оползня на участке строительства железной дороги в г. Сочи / А.Н. Богомолов [и др.] // Вестник Волгоград. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. – 2012. – № 29 (48). – С. 15–25.

10. Ito T., Matsui T. Methods to estimate lateral force action on stabilizing piles // Soils and foundations. – 1975. – Vol. 15, № 4. – P. 43–59.

11. Ito Т., Matsui Т., Hong W.P. Design method for stabilizing piles against landslide –
one row of piles // Soils and Foundations. – 1981. – Vol. 21, № 1. – P. 21–37.

12. Недря Г.Д. Фундаменты, обтекаемые оползневыми массами: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Киев, 1988. – 19 c.

13. Шадунц К. Ш. Оползни-потоки. – М.: Недра, 1983. – 120 с.

14. Маций С.И., Лейер Д.В., Кужель В.Н. Опоры эстакад, обтекаемые оползневыми массами // Материалы V Междунар. конф. по геотехнике. – Волгоград, 2010. – С. 228–234.

15. Лейер Д.В. Оптимизация методики расчета защитного сооружения на свайном основании, «обтекаемого» оползневыми глинистыми грунтами [Электронный ресурс] // Политемат. сетевой электрон. науч. журнал Кубан. гос аграр. ун-та (Научный журнал КубГАУ). – 2016. – № 05 (119). – URL: http://ej.kubagro.ru/2016/05/pdf/83.pdf (дата обращения: 10.04.2017).

16. Лейер Д.В. Инженерная защита опор эстакад на оползневых склонах города Сочи (Краснодарский край) // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2016. – Т. 7, № 3. – С. 127–143.

17. Количественная оценка сложности инженерно-геологических условий Черноморского побережья Кавказа: метод. рекомендации / сост. В.И. Клименко, В.Ф. Безруков. – Сочи, 1978.

18. Рябухин А.К., Маций С.И., Безуглова Е.В. Исследование диапазона допустимых горизонтальных перемещений буронабивных свай противооползневых сооружений // Тр. Кубан. гос. аграр. ун-та. – 2013. – № 41. – С. 160–163.

В основаниях фундаментов зданий в исторической части Санкт-Петербурга, как и в большом числе городов северо-запада нашей страны, залегают слабые водонасыщенные пылевато-глинистые грунты, а также имеются включения торфов с разной степенью разложения. При развитии такого мегаполиса, как Санкт-Петербур-га, имеется насущная потребность в управляемом преобразовании свойств слабых грунтов оснований и придании им необходимых свойств: увеличении прочности и модуля деформации, снижений водопроницаемости. Закрепление грунтов по струйной цементации – это технологический процесс, который для создания геомассива с необходимыми свойствами включает в себя целый комплекс специальных работ.
В них входят следующие основные операции: лидерное бурение скважин с промывкой выбуренного грунта водой или раствором, перемешивание исходных грунтов площадки, как правило, цементными растворами с химическими добавками, затем армирование скважины. Струйная технология применяется в Санкт-Петербурге с середины 90-х гг. XX в. (сначала однокомпонентная, а затем двухкомпонетная).
При однокомпонентной технологии стабилизации грунтов используется струя цементного раствора, а при двухкомпонетной струя раствора в грунте подается под защитой коаксиальной струи воздуха. Очевидно, что с использованием этой технологии закрепления грунтов расширился диапазон применения цементации грунтов различного гранулометрического состава до глин и биогенных грунтов. В связи с оптимизацией стоимости работ нулевого цикла, практикой импортозамещения материалов и технологий применение струйной технология в настоящее время становится еще более актуальным в подземном строительстве

Ключевые слова: струйная технология, слабые грунты, закрепление грунтов, геомассив

Богов Сергей Геннадиевич – заместитель генерального директора по мониторингу, e-mail: s.bogov@georec.spb.ru

1. Бройд И.И. Струйная геотехнология: учеб. пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2004. – 448 с.

2. Богов С.Г. Опыт усиления фундаментов старых зданий с использованием струйной технологии // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2007. – № 3. – С. 28–32.

3. Рекомендации по струйной технологии сооружения противофильтрационных завес, фундаментов, подготовки оснований и разработки мерзлых грунтов. – М.: НИИОСП, 1989. – 89 с.

4. Улицкий В.М. Геотехническое обоснование реконструкции зданий на слабых грунтах. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. гос. архит.-строит. ун-та, 1995. – 146 с.

5. Никонов Г.П., Хныкин В.Ф. Гидравлическое разрушение угля и пород. – М.: Госгортехиздат, 1968. – 96 с.

6. Рабинович Н.Р. Инженерные задачи механики сплошной среды в бурении. – М.: Недра, 1989. – 269 с.

7. Бродский М.П. Новая теория давления пород на подземную крепь. – М.; Л.: ОНТИ, 1933. – 72 с.

8. Смородинов М.И. Строительство заглубленных сооружений: справ. пособие. – М.: Стройиздат, 1993. – 208 с.

9. Безрук В.М. Теоретические основы укрепления грунтов цементами. – М.: Автостройиздат, 1956. – 248 c.

10. Токин А.Н. Фундаменты из цементогрунта. – М.: Стройиздат, 1984. – 184 с.

11. Гончарова Л.В. Основы искусственного улучшения грунтов / под ред. В.М. Безрука. – М.: Изд-во МГУ, 1973. – 376 с.

12. Ржаницын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. – М.: Стройиздат, 1986. – 264 с.

13. Соколович В.Е. Химическое закрепление грунтов. – М.: Стройиздат, 1980. – 119 с.

14. Богов С.Г. Применение цементных растворов для струйной технологии закрепления грунтов с учетом их реологических свойств // Гидротехника. – 2013. – № 4. – С. 84–86.

15. Богов С.Г. Формирование заглубленных объемов в бесподвальных исторических зданиях в условиях слабых грунтов Санкт-Петербурга // Жилищное строительство. – 2016. – № 9. – С. 45–49. 

Рассмотрен способ стабилизации оползневого массива на примере участка трассы «Амур» Чита – Хабаровск, в основании которого присутствуют деградирующая многолетняя мерзлота и деформации массива грунта вместе с существующим сооружением – земляным полотном участка автодороги. Предложенный способ подразумевает совместную работу удерживающей свайно-гравитационной конструкции и геокомпозитного ростверка из интегральной георешетки. Несмотря на широкое использование подобных конструкций при строительстве на дисперсных грунтах [1, 2], работа таковых на мерзлых грунтах до сих пор остается малоизученной.

Для возможности оценки и сравнения показателей по прочности и деформативности были выполнены расчетно-теоретические исследования как для существующих конструкций автодороги и состояния основания, так и для разрабатываемых конструкций и сооружений. Для достижения поставленных в техническом задании целей были использованы геотехнические программные комплексы FEMmodels, Termoground и Plaxis V82D, способные в комплексе моделировать работу сооружений по напряженно-деформированному состоянию, происходящим термодинамическим процессам в годичном цикле промерзания – оттаивания и оценке устойчивости грунтовых массивов и сооружений. Для описания работы сооружения на слабых оттаивающих основаниях применялась упругопластическая модель с предельной поверхностью, описываемой критерием Кулона–Мора. Выбор этой модели был обусловлен тем, что ее параметры могут быть взяты из имеющихся материалов стандартных инженерно-геологических изысканий. В такой постановке численные расчеты хорошо согласуются с традиционными инженерными методами расчета осадок и позволяют с достаточной точностью описать деформирование сооружений на слабых оттаивающих основаниях.

Выполненный анализ предложенного решения показал высокую эффективность и эксплуатационную надежность грунтовых сооружений, разработанных с использованием свойств современных геосинтетических материалов в сочетании с традиционными материалами и технологиями производства работ.

Ключевые слова: многолетняя мерзлота, удерживающая свайно-гравитационная конструкция, геокомпозитный ростверк, деградация мерзлого состояния грунтов, оползневый массив

Кудрявцев Сергей Анатольевич – доктор технических наук, профессор, e-mail: prn@festu.khv.ru.

Вальцева Татьяна Юрьевна – кандидат технических наук, доцент, e-mail: vtu25@mail.ru.

Мут Александра Дмитриевна – аспирант, e-mail: aleksa.mut@yandex.ru.

Ковшун Вячеслав Сергеевич – аспирант, e-mail: slavatennis92@mail.ru.

1. Седин В.Л., Бикус Е.М., Ковба В.В. Применение модели упрочняющегося грунта в численном моделировании буроинъекционой сваи большого диаметра // Геотехника. – 2014. – № 4. – С. 32–41.

2. Modeling the unsaturated soil zone in slope stability analysis / L.L. Zhang, D.G. Fredlund,
M.D. Fredlund, G.W. Wilson // Canadian Geotechnical Journal. – 2014. – № 50 (12). – P. 1384–1398.

3. Ершов Э.Д. Деградация мерзлоты при возможном глобальном потеплении климата // Соросовский образовательный журнал. – 1997. – № 2. – С. 23–27.

4. Чернышева Л.С. Оледенения. Арктические льды и климат: курс лекций [Электронный ресурс]. – URL: http://www.dvgu.ru/meteo/Intra/ChernLect.html (дата обращения: 19.05.2017).

5. Berestyanyy Y.B., Kudryavtsev S.A., Goncharova E.D. Engineering and construction of geotechnical structures with geotechnical materials in coastal arctic ZONE of Russia // Procee-dings of the 23rd International Offshore (Ocean) and Polar Engineering Conference Anchorage,
30 June − 5 July 2013. – Alaska, USA, 2013. – Р. 562–566.

6. Pham Ha T.V., Fredlund D.G. The application of dynamic programming to slope stability analysis // Canadian Geotechnical Journal. – 2003. – № 40 (4) – P. 830–847.

7. Determination of three-dimensional shape of failure in soil slopes / K. Roohollah, A. Ali,
A.R. Ahmad Safuan, N. Ali, H. Mohsen // Canadian Geotechnical Journal. – 2015. – № 52 (9). – P. 1283–1301.

8. Study of moisture migration in clay soils considering rate of freezing / Y.B. Berestianyi, S.A. Kudryavtsev, A.V. Kazharskyi, E.D. Goncharova // Sciences in Cold and Arid Regions: the 10th International Symposium on Permafrost Engineering in Cold Regions. – 2014. – № 6. – P. 474–478.

9. Using designs of variable rigidity on weak soils roads in the Russian Far East / T.U. Valtseva, S.A. Kudryavtsev, R.G. Mikhailin, E.D. Goncharova // 6th International Geotechnical Symposium on Disasters Mitigation in Special Geoenvironmental Conditions, 21–23 January, 2015 / Indian Institute of Technology. – Madras, Chennai, India, 2015. – P. 409–412.

10. Ibrahim Mashhour, Adel Hanna. Drag load on end-bearing piles in collapsible soil due to inundation // Canadian Geotechnical Journal. – 2016. – № 53 (12). – P. 2030–2038.

11. Motorway structures reinforced with geosynthetic materials in polar regions of Russia /
Y.B. Berestianyi, S.A. Kudryavtsev, T.U. Valtseva, R.G. Mikhailin, E.D. Goncharova // The 24rd International Offshore (Ocean) and Polar Engineering Conference, Bussan, Korea, 26–30 June. – Bussan, 2014. – Р. 502–506.

12. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. В.А. Ильичева, Р.А. Мангушева. – М.: Изд-во АСВ, 2014. – 728 с.

13. Introduction and application of geosynthetics in Qinghai-Tibet railway construction /
J.J. Ge, J. Wei, L.M. Bao, X.M. Shi, L.H. Xuan, X.L. Li // 4th Asian Regional Conference on Geosynthetics, 17–20 June, 2008. – Shanghai, China, 2008. – P. 817–825.

14. Дыба П.В., Скибин Г.М., Дыба В.П. Простейшие верхние оценки несущей способности укрепленных геотекстилем откосов // Вестник Волгогр. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. – 2012. – № 48 (29). – С. 54–59.

15. Paramonov V.N., Sakharov I.I., Kudryavtsev S.A. Strengthening thawed permafrost base railway embankments cutting berms // Topical Problems of Architecture, Civil Engineering, Energy Efficiency and Ecology – 2016: 15th International Conference. – 2016. – P. 502–515.

На сегодняшний день в отечественной практике инженерных изысканий используются преимущественно традиционные методы исследования, включающие полевые испытания грунтов с отбором образцов и их последующим изучением в лабораторных условиях. Проведение таких инженерно-геологических изысканий традиционными методами – весьма трудоемкий и продолжительный процесс, требующий значительных материальных затрат. В связи с этим возникает необходимость применения экспресс-методов. Одним из наиболее распространенных среди них является метод статического зондирования. В отечественной практике статическое зондирование чаще всего используется лишь как дублирующий метод в силу сложности и точности данных, получаемых при интерпретации результатов, что связано с устаревшим оборудованием, которое применяют изыскательские организации. Таким образом, на практике зондирование чаще всего применяется для уточнения напластования грунтов, определения несущей способности свай, а также для определения прочностных характеристик грунтов. В настоящее время в зарубежной практике нашли широкое применение электрические зонды с датчиками порового давления. Данные зонды позволяют с гораздо большей точностью определять тип грунта, а при проведении диссипационных тестов на рассеивание поровой воды – оценивать фильтрационные параметры грунта.

В данной статье рассмотрено применение метода статического зондирования с измерением порового давления для нахождения коэффициента фильтрации глинистого грунта. Приведены результаты лотковых и натурных исследований по погружению зонда в слабый глинистый грунт. На основании экспериментальных данных предложена численная модель погружения зонда и представлена последовательность ее калибровки с целью нахождения коэффициента фильтрации грунта.

Ключевые слова: статическое зондирование, диссипационный тест, поровое давление, пьезоконус, модель упрочняющегося грунта, коэффициент фильтрации

Пономарев Андрей Будимирович – доктор технических наук, профессор, e-mail: spstf@pstu.ru.

Безгодов Михаил Александрович – аспирант, e-mail: spstf@pstu.ru.

Fellenius H. Basics of foundation design. – Sidney, Canada, 2014. – 413 p.

2. Long M. Regional report for Nortern Eourope // Proceedings of the 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing. – Huntington Beach, CA, USA, 2010. – P. 22. – URL: http://www.cpt10.com (дата обращения: 14.05.2015).

3. Mayne P.W. Regional report for North America // Proceedings of the 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing. – Huntington Beach, CA, USA, 2010. – P. 38. – URL: http://www.cpt10.com (дата обращения: 14.05.2015).

4. Mlunarck Z. Regional report for East European Countries // Proceedings of the 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing. – Huntington Beach, CA, USA, 2010. – P. 38. – URL: http://www.cpt10.com (дата обращения: 14.05.2015).

5. Salgado R., Lee J. Pile design based on cone penetration test results. – West Lafayette, Indiana, USA, 1999. – 268 p.

6. Togliani G., Reuter G.R. CPT/CPTu pile capacity prediction methods – question time // 3rd International Symposium on Cone Penetration Testing. – Las Vegas, Nevada, USA, 2014. – P. 993–1002.

7. Parez L., Fauriel R. Le piézocône, améliorations apportées á la reconnaissance des sols // Rev. Fr. Géotech. – 1988. – Vol. 2. – P. 13–27.

8. Estimating coefficient of consolidation from piezocone tests / P.K. Robertson, J.P. Sully, D.J. Woeller, T. Lunne, J.J.M. Powell, D.G. Gillespie // Canadian Geotechnical Journal. – 1992. – Vol. 4. – P. 539–550.

9. Robertson P.K. Estimating in-situ soil permeability from CPT & CPTu // Proceedings of the 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing. – Huntington Beach, CA, USA, 2010. – P. 8. – URL: http://www.cpt10.com (дата обращения: 14.05.2015).

10. Безгодов М.А., Пономарев А.Б. Несущая способность забивных свай в слабых водонасыщенных грунтах с учетом фактора времени // Вестник Пермского национального

11. Ponomaryov A.B., Zakharov A.V., Bezgodov M.A. Research into time effect influence on pile bearing capacity // Geotechnics of Roads and Railways. – 2014. – Vol. 2. – P. 885–891.

12. Клевеко В.И., Татьянников Д.А., Драчева Е.О. Сравнение модельных штамповых испытаний и расчетов по методу конечных элементов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2014. – № 4. – С. 170–179.

13. Рыжков И.Б., Исаев О.Н. Статическое зондирование грунтов: монография. – М.: Изд-во АСВ, 2010. – 496 с.

14. Строкова Л.С. Определение параметров для численного моделирования поведения грунтов // Изв. Том. политехн. ун-та. – 2008. – № 1. – С. 69–74.

15. Vermeer P.A., Schanz T., Bonnier P.G. The hardening soil model: formulation and verification // Beyond 2000 in Computational Geotechnics – 10 Years of Plaxis. – Balkema, Rotterdam, 1999. – Vol. 2. – P. 281–297.

16. Vermeer P.A., Verruijt A. An accuracy condition for consolidation by finite element // International Journal for Numerical Analytical Methods in Geomechanics. – 1981. – Vol. 5, № 1. – P. 1–14.

Очевидная и существенная нелинейность деформирования нескальных грунтов, а также сложное природное происхождение грунтовой среды, следствием чего является невоспроизводимое в лабораторных условиях природное напряженное состояние грунтового массива, требуют разработки методов определения параметров нелинейного деформирования грунтовой среды из данных полевых испытаний. В этом случае ввиду сложности определяющих механических зависимостей нескальных грунтов и статистического разброса измеряемых в испытании величин проблема сводится к решению так называемой обратной некорректной задачи, характеризуемой неустойчивостью решения. Такие задачи нуждаются в применении регуляризации, чаще всего с использованием специфических особенностей проблемы, учет которых позволяет создать устойчивую процедуру получения решения. Кроме того, из-за нелинейности операторов задачи требуется обоснование существования и единственности решения проблемы, что напрямую связано с устойчивостью процедуры получения правильного решения.

В данной статье обсуждаются особенности деформирования нескальных грунтов, а также обосновываются существование и единственность решения проблемы определения параметров феноменологической нелинейной модели Боткина по результатам полевых испытаний. Приводятся некоторые результаты выполненных исследований, характеризующих предлагаемый метод, рекомендуются удобные приборы и программные средства для реализации метода. Одним из наиболее эффективных способов полевого испытания с использованием для обработки двумерной нелинейной задачи является прессиометрический способ, характеризуемый широким диапазоном применения в различных инженерно-геологических условиях. При этом из методики обработки, в отличие от линейных моделей, исключаются также такие субъективные моменты, как назначение линейного участка кривой деформирования и использование в расчете результата табличного значения коэффициента Пуассона. Описанный в статье общий способ, фактически состоящий в раздельном определении параметров нелинейной модели, может быть применен для разработки подобных методов в случае других, более сложных моделей

Ключевые слова: грунт, нелинейность, параметры, обратная задача, неустойчивость решения, регуляризация, существование и единственность решения, алгоритм, примеры

Алехин Алексей Николаевич – кандидат технических наук, доцент, e-mail: alekhin.51@gmail.com.

Алехин Андрей Алексеевич – старший преподаватель, e-mail: alekhin@hotmail.com

1. Бернацкий Л.Н. Прикладная геотехника. – М.: Трансжелдориздат, 1935. – 258 с.

2. Белл Дж.Ф. Экспериментальные основы механики деформируемых твердых тел.
Ч. 1. Малые деформации: пер. с англ. / под ред. А.П. Филина – М.: Наука, 1984. – 600 с.

3. Ломизе Г.М., Крыжановский А.Л., Воронцов Э.И. Исследование закономерностей деформируемости и прочности грунтов при пространственном напряженном состоянии // Тр. VII Междунар. конгресса по механике грунтов и фундаментостроению. – М.: Стройиздат, 1969. – С. 32–41.

4. Kriegel H.J., Wiesner H.H. Problems of stress-strain conditions in subsoil // Proceedings of VIII ICSMFE. – 1973. – Vol. 1.3. – P. 133–141.

5. Боткин А.И. Исследование напряженного состояния в сыпучих и связных грунтах // Изв. НИИгидротехники. – 1939. – Т. XXIV. – С. 153–172.

6. Терцаги К. Теория механики грунтов: пер. с нем. / под общ. ред. Н.А. Цытовича. – М.: Госстройиздат, 1961. – 507 с.

7. Алехин А.Н. Нелинейный анализ напряженно-деформированного состояния грунтовых массивов при статическом нагружении: дис. … канд. техн. наук / Урал. политехн. ин-т. – Свердловск, 1982. – 186 с.

8. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. – М.: Наука, 1979. – 285 с.

9. Лаврентьев М.М., Савельев Л.Я. Теория операторов и некорректные задачи. – Новосибирск: Изд-во ин-та математики, 2010. – 912 с.

10. Христофоров В.С., Задворнев Г.А. Напряженно-деформированное состояние грунта с нелинейными характеристиками при осесимметричной плоской деформации // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 1978. – № 6. – С. 19–21.

11. Исследование особенностей деформирования грунтов при различных траекториях их нагружения для разработки методики трехосных испытаний грунтов: отчет о НИР.
№ ГР 0186011927 / А.Н. Алехин, Ю.Р. Оржеховский, Л.Г. Мариупольский [и др.]. – Свердловск, 1986. – 67 с.

12. Лушников В.В., Алехин А.Н. Оценка достоверности определения модуля деформации по данным испытаний грунтов // Устройство оснований и фундаментов в слабых и мерзлых грунтах: межвуз. темат. сб. тр. – Л.: Изд-во ЛИСИ, 1982. – С. 53–60.

13. Малышев М.В. Прочность грунтов и устойчивость оснований сооружений. – М.: Стройиздат, 1994. – 227 с.

14. Алехин А.Н., Алехин А.А. Определение параметров нелинейной модели грунта по данным полевых испытаний // Геотехнические проблемы мегаполисов: тр. междунар. конф. по геотехнике. – М., 2010. – С. 1201–1208.

15. Клейн Г.К. Учет неоднородности, разрывности деформаций и других механических свойств грунта при расчете сооружений на сплошном основании // Сб. тр. МИСИ
им. В.В. Куйбышева. – М.: Госстройздат, 1956. – № 14. – С. 168–180.

В настоящее время существует необходимость в развитии методик расчета усиления плитных фундаментов сваями. Потребность в усилении возникает при надстройке дополнительных этажей строящегося здания или реконструкции существующего. Использование грунтоцементных свай имеет определенные преимущества. Кроме сжатых и стабильно прогнозируемых сроков выполнения работ, усиление сваями может выполняться в ограниченных подвальных помещениях за счет компактного оборудования. В нормативных документах отсутствуют рекомендации по таким расчетам. При расчете усиления плитного фундамента грунтоцементными сваями определяется нагрузка на стадии эксплуатации, которая сопоставляется с допускаемой нагрузкой на сваю (по грунту и по материалу). Моделирование подобных стадийных процессов современными программными средствами возможно, однако довольно трудоемко. Применяемые на практике методы усиления фундаментов сваями не учитывают многие важные факторы: в каком напряженно-деформированном состоянии находятся основание и конструкции сооружения, в какой момент строительства выполняется усиление и пр. Важную роль играют особенности сооружения и основания: толщина фундаментной плиты, этажность, физико-механические свойства грунтов. Существенное влияние оказывают также параметры грунтоцементных свай: шаг, длина, диаметр. Усиление плитного фундамента грунтоцементными сваями может выполняться по двум схемам: с равномерной расстановкой свай по площади плиты и с локальной расстановкой вокруг несущих конструкций (стен и колонн).

В данной статье представлены результаты численных исследований взаимодействия плитного фундамента с грунтоцементными сваями усиления. Принята локальная расстановка свай усиления вблизи основных несущих конструкций – колонн и стен. Получены определенные закономерности изменения нагрузки на сваю в зависимости от толщины фундаментной плиты, диаметра свай, длины свай,
а также момента выполнения усиления. На основе полученных результатов предложена методика проектирования усиления плитного фундамента сваями. При этом учитываются нагрузки, воспринятые основанием плиты до выполнения усиления. Предложенная методика использована при проектировании усиления плитного фундамента 13-этажного жилого дома, для которого планировалась надстройка трех дополнительных этажей.

Ключевые слова: численные исследования, усиление фундаментов, плитные фундаменты, грунтоцементные сваи

Готман Наталья Залмановна – доктор технических наук, профессор, e-mail: gotmans@mail.ru.

Сафиуллин Марат Нуритдинович – аспирант, e-mail: safiullinmarat@list.ru.

1. Корниенко В.Д., Чикота С.И. Проблемы современного российского градостроительства (на примере г. Магнитогорска) // Жилищное строительство. – 2014. – № 11. – С. 30–32.

2. Бройд И.И. Струйная геотехнология: учеб. пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2004. – 440 c.

3. Джантимиров Х.А., Долев А.А. Опыт усиления основания сооружения с помощью струйной геотехнологии // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2006. – № 1. – С. 16–19.

4. Briaud J.L. Introduction to geotechnical engineering: unsaturated and saturated soils. – Wiley, 2013. – 1022 p.

5. Рекомендации по применению буроинъекционных свай / НИИОСП. – М., 1984.

6. Малинин А.Г., Салмин И.А. Расчет несущей способности армированной грунтоцементной сваи по материалу // Жилищное строительство. – 2013. – № 9. – С. 14–17.

7. Гроздов В.Т. Усиление строительных конструкций при реставрации зданий и сооружений. – СПб.: Электроистандарт-принт, 2005. – 114 c.

8. Эль-Моссалами Й.М., Луц Б., Дюрванг Р. Особенности поведения свайно-плитных фундаментов // Геотехника. – 2013. – № 2. – С. 56–64.

9. Готман Н.З., Сафиуллин М.Н. Особенности расчета плитных фундаментов, усиленных сваями // Геотехника. – 2017. – № 1. – С. 22–27.

10. Готман Н.З., Сафиуллин М.Н. Расчет параметров свайного поля при усилении основания фундаментной плиты грунтоцементными сваями // Строительство и реконструкция. – 2017. – № 1. – С. 3–10.

11. Маковецкий О.А., Зуев С.С. Опыт армирования слабых грунтов в основании фундаментных плит с применением струйной геотехнологии / GeoMos 2010: тр. междунар. конф. по геотехнике, Москва, 7–10 июня 2010. – М., 2010. – С. 1801–1808.

12. Хусаинов И.И., Кашеварова Г.Г., Маковецкий О.А. Сравнительный анализ опытных и расчетных деформаций грунтового массива, закрепленного струйной цементацией // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2012. – Т. 8, № 2. – С. 126–132.

13. Маковецкий О.А., Зуев С.С., Хусаинов И.И. Применение струйной цементации для устройства подземных частей комплексов // Жилищное строительство. – 2013. –
№ 9. – С. 10–14.

14. Мангушев Р.А., Конюшков В.В. Определение прочностных характеристик грунтоцементного массива, выполненного по технологии jet-grouting в инженерно-геологических условиях Санкт-Петербурга // Вестник гражданских инженеров. – 2010. – № 2. – С. 69–77.

15. Готман Н.З., Сафиуллин М.Н. Исследование работы плитного фундамента, усиленного сваями // Вестник гражданских инженеров. – 2017. – № 1. – С. 115–119.

Рассматривается методика определения технологических параметров устройства свайных фундаментов в стесненных условиях городской застройки при разработке проектов производства работ (ППР). С учетом практического опыта работ по разработке технологической документации выполнен анализ действующих нормативных документов, позволивший установить основные требования, предъявляемые к применяемым способам. В таких условиях в ходе работ необходимо обеспечить безопасность для окружающей застройки и высокие производственные показатели при наличии на строительных площадках различных препятствий.

Обоснование технологических режимов работ предлагается выполнять на основании предварительного анализа показателей, определяющих стесненность строительной площадки, – совокупности различных препятствий, существующих на участке работ и прилегающей к нему территорий, ограничивающих реализацию технологических параметров, способов, препятствующих завозу техники на объект, размещению вспомогательного оборудования и т.п. При этом следует различать как внутреннюю (существующие препятствия для размещения зон складирования перемещения машин и т.п.), так и внешнюю стесненность (ограничение габаритов рабочих зон, наличие в пределах участка сохраняемых зданий, зеленых насаждений, инженерных коммуникаций).

С учетом этих предпосылок представлены методические подходы к выбору комплектов механизации, технологических параметров в зависимости от габаритов применяемых строительных машин, требуемых площадей для их размещения с учетом размещения площадок складирования, вспомогательного оборудования и т.п. Показаны технологические схемы реализации рациональных методов работ в непосредственном примыкании к конструкциям существующих зданий. В заключение дается технико-экономическая оценка современных способов устройства фундаментов

Ключевые слова: свайный фундамент, ограждение котлована, проект производства работ, стесненные условия, технологические параметры

Гайдо Антон Николаевич – кандидат технических наук, доцент, e-mail: gaidoan@mail.ru

1.Верстов В.В., Гайдо А.Н., Иванов Я.В. Технология и комплексная механизация шпунтовых и свайных работ. – СПб.: Лань, 2012. – 288 с.

2.Мангушев Р.А., Конюшков В.В. Дьяконов И.П. Анализ практического применения завинчиваемых набивных свай // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2014. –
№ 5. – С. 11–16.

Улицкий В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Гид по геотехнике (путеводитель по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям). – СПб.: Геореконструкция, 2010. – 208 с.

4.Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под общ. ред. В.А. Ильичева, Р.А. Мангушева. – М.: АСВ, 2016. – 1040 с.

5.Геотехнический мониторинг жилого дома / А.Б. Пономарев, А.В. Захаров, С.А. Сазонова, С.В. Калошина, М.А. Безгодов, Р.И. Шенкман, Д.Г. Золотозубов // Жилищное строительство. – 2015. – № 9. – С. 41–45.

6.Прогнозирование деформаций оснований окружающей застройки с учетом технологической осадки / В.А. Ильичев, Р.А. Мангушев, Н.С. Никифорова, А.В. Коннов // Бюллетень строительной техники. – 2017. – № 6. – С. 68–69.

7.Парамонов В.Н. Факторы риски при устройстве подземных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях // Жилищное строительство. – 2009. – № 2. – С. 35–37.

8.Пономарев А.Б., Колошина С.В. Наиболее значимые факторы строительства при возведении зданий в стесненных условиях // Изв. Орлов. гос. техн. ун-та. Строительство и транспорт. – 2007. – № 1-13. – С. 7–10.

9.Сахаров И.И., Лыкова Н.И. Расчет подземных сооружений, возводимых в условиях тесной городской застройки // Жилищное строительство. – 2009. – № 2. – С. 19–21.

10.Сотников С.Н., Симагин В.Г., Вершинин В.П. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих зданий и сооружений (опыт строительства в условиях Северо-Запада СССР) / под ред. С.Н. Сотникова. – М.: Стройиздат, 1986. – 96 с.

Устройство системы вертикальных и горизонтальных геотехнических барьеров при строительстве высотных зданий на слабых грунтах / О.А. Маковецкий, С.С. Зуев, М.А. Тимофеев, С.Ф. Селетков, В.И. Травуш // Жилищное строительство. – 2016. – № 9. – С. 40–44.

12.Гайдо А.Н. Цели и задачи исследований технологических решений устройства фундаментов многоэтажных зданий и сооружений // Вестник гражданских инженеров. – 2011. – № 4 (29). – С. 81–90.

13.Курочкин А.И. Методика определения оптимального варианта механизации строительно-монтажных работ при реконструкции объектов // Промышленное и гражданское строительство. – 1997. – № 2. – С. 40–42.

14.Горячев О.М., Бунькин И.Ф. Организационно-технические основы возведения жилых зданий в стесненных условиях // Механизация строительства. – 2004. – № 1. – С. 6–7.

15.Седов Д.В. Факторы стесненности в условиях плотной городской застройки // Вестник Моск. гос. строит. ун-та. – 2010. – № 4. – С. 171–174.

16.Практический опыт разработки проекта производства работ по строительству удерживающих сооружений в Сочи / Л.М. Колчеданцев, А.Д. Дроздов, Г.В. Ряполова,
М.А. Цыганкова // Жилищное строительство. – 2016. – № 1-2. – С. 41–46.

Приведены результаты исследования взаимного влияния работы двух энергоэффективных свай в качестве грунтовых теплообменников. Энергоэффективные сваи, в отличие от других видов энергоэффективных фундаментов, работают как отдельные теплообменники в составе единого фундамента, оказывая влияние друг на друга. Данный факт необходимо учитывать при расчете работы свай в составе энергоэффективного свайного фундамента.

При проведении исследования оценивались величина снижения плотности теплового потока через поверхность, константа свай с грунтом при их работе в качестве грунтовых теплообменников. Исследование проводилось путем серии численных расчетов. Основными факторами, варьируемыми при их выполнении, принимались диаметр свай и расстояние между ними.

Численные расчеты выполнялись в модуле TEMP программного комплекса GeoStudio. Для их проведения была создана численная модель, были определены ее геометрические размеры, начальные и граничные условия, минимально необходимая продолжительной численного моделирования. Начальные и граничные условия моделирования были приняты для климатических условий и температурного режима грунтов г. Перми. Исследования проводились при работе энергоэффективных свай в глинистом грунте.

Результаты численного моделирования обрабатывались методами математической статистики. В результате были получены зависимость теплового потока через поверхность, константа свай с грунтом при их работе в качестве грунтовых теплообменников от диаметра свай и расстояние между ними. Графически зависимость представлена в виде номограммы.

Анализ полученной зависимости позволил сделать следующие выводы: величина падения плотности теплового потока уменьшается при увеличении расстояния между сваями; величина падения плотности теплового потока увеличивается: при малых расстояниях между сваями – с уменьшением диаметра свай, при больших – с его увеличением

Ключевые слова: энергоэффективные фундаменты, энергоэффективные сваи, низкопотенциальная энергия грунта, взаимное влияние

Захаров Александр Викторович  – кандидат технических наук, доцент, e-mail: spstf@pstu.ru.

Бакиева Ильмира Дамировна – магистрант, e-mail: spstf@pstu.ru. 

1.Шаповал В.Г., Моркляник Б.В. Температурні поля в ґрунтових основах теплових насосів: монографія. – Дніпропетровськ: Пороги, 2011. – 123 с.

2.Пономарев А.Б., Винников Ю.Л. Подземное строительство: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 261 с.

1. Hochleistungsenergiepfähle zur Nutzung der Geothermie im Hochhausbau / R. Katzenbach [et al.] // Proceedings of the 6th Austrian Geotechical Conference, Vienna, 18–19 January 2007. – Vienna, 2007. – P. 511–522.
2. Brandl H. Thermo-active ground-source structures for heating and cooling // Procedia Engineering. – 2013. – Vol. 57. – P. 9–18.
3. Brandl H., Adam D., Markiewicz R. Ground-sourced energy wells for heating and cooling of buildings // Acta Geotechnica Slovenica. – 2006. – Vol. 3, № 1. – P. 5–27.
4. Brandl H. Energy piles and diaphragm walls for heat transfer form and into the ground // Proceeding of the 3h International Geotechnical Seminar on Deep Foundations on Bored and Auger Piles. – Vienna, Austria, 1998. – P. 38–60.
5. Katzenbach R., Adam D., Waberseck T. Innovationen bei der Nutzung geothermischer Energie durch erdberührte Bauwerke, wie z.B // Pfahlgründung mittels Energiepfählen. Geothermie-Symposium Bremerhaven Erdwärme – Energieträger der Zukunft. – Bremerhaven, 2002.
6. Sanner B., Mands E., Sauer M.K. Larger geothermal heat pump plants in the central region of Germany // Geothermics. – 2003. – № 32. – P. 589–602.

9.Бобров И.А., Захаров А.В. Применение тепловой энергии грунтового основания для отопления и кондиционирования зданий // Вестник Перм. гос. техн. ун-та. Строительство и архитектура. – 2011. – № 1. – С. 10–14.

10.Захаров А.В., Пономарев А.Б., Мащенко А.В. Энергоэффективные конструкции в подземном строительстве: учеб. пособие для вузов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 127 с.

11.Васильев Г.П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной тепловой энергии поверхностных слоев земли: моногр. – М.: Граница, 2006. – 176 с.

Dupray F., Laloui L., Kazangba A. Numerical analysis of seasonal heat storage in an energy pile foundation // Computers and Geotechnics. – 2014. – Vol. 55. – P. 67–77.

Захаров А.В., Пономарев А.Б. Мониторинг температурных полей грунтов г. Перми // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. – 2015. – № 4. – С. 103–112. DOI: 10.15593/2224-9826/2015.4.08

14.Пономарев А.Б., Калошина С.В. Об инженерно-геологических условиях строительства г. Перми // Проблемы механики грунтов и фундаментостроения в сложных грунтовых условиях: тр. междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 50-летию БашНИИстроя: в 3 т. – Уфа, 2006. – Т. 2. – С. 119–124.

15.Захаров А.В., Пономарев А.Б. Анализ взаимодействия энергетических фундаментов в геологических и климатических условиях г. Перми // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. – 2011. – Вып. 4. – С. 24–33.

Расчет осадки является основным при проектировании фундаментов мелкого заложения (ФМЗ), так как абсолютная осадка и производная от нее неравномерность осадки являются нормируемыми параметрами. Отечественные и зарубежные методы по определению деформаций в грунтовом массиве показывают расчетное значение конечной осадки, иногда в несколько раз отличающееся от действительного.

В данной статье предложен уточненный метод расчета осадки фундаментов мелкого заложения, основанный на методе послойного суммирования. Он учитывает разделение эпюры дополнительного внешнего нормального нагружения на составляющие, которые приводят к появлению упругих и упругопластических деформаций, и изменение модуля общей деформации Е слоев грунтового основания в зависимости от напряженного состояния.

Для апробации предложенного авторами метода был проведен сопоставительный анализ с полевым испытанием грунтов естественного сложения жесткими штампами при их статическом нагружении.

Для изучения влияния бокового обжатия на деформирование грунтового массива были проведены исследования грунтов в стабилометрах.

Расчет осадки по методу, предложенному авторами, имеет высокую сходимость с экспериментальными результатами и адекватно отражает общую картину деформирования грунтового массива как при нагрузке, так и при разгрузке.

Уточненный метод прогноза осадок отличается тем, что:

– учитывает разделение эпюры от дополнительной внешней нагрузки основания на составляющие, которые приводят к проявлению упругих и упругопластических деформаций;

– используются характеристики деформирования, полученные из приборов трехосного сжатия (стабилометров), а именно учитывается эффект изменения модуля деформации Е как функции горизонтального напряжения, что позволяет учесть параметры, адаптированные к конкретным условиям, например, по значению коэффициента переуплотнения OCR, структурной прочности р_стр и специфических свойств грунтов;

– с учетом упругопластической природы грунта расчетная эпюра абсолютных и относительных осадок слоев по глубине сжимаемой толщи соответствует реальной картине деформирования основания, что отражает «физичность» метода

Ключевые слова: упругое полупространство, осадка, модуль деформации, трехосное сжатие

Пронозин Яков Александрович – доктор технических наук, доцент, e-mail: pronozinja@tyuiu.ru.

Чикишев Виктор Михайлович – доктор технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: geofond.plus@gmail.com.

Рачков Дмитрий Владимирович – ассистент, e-mail: rachkov1991@yandex.ru

1. Martin C.M., White D.J. Limit analysis of the undrained bearing capacity of offshore pipelines // Géotechnique. – 2012. – Vol. 62, iss. 9. – P. 847–863.
2. Jamiolkowsky M. Behavior of the leaning tower of Pisa during and after stabilization works // The Ralph B. Peck Lecture. – Atlanta, 2010.
3. Yun H.-B., Reddi L.N. Nonparametric monitoring for geotechnical structures subject to long-term environmental change // Advances in Civil Engineering. – 2011.

4.Тер-Мартиросян З.Г., Пронозин Я.А., Киселев Н.Ю. Ленточные фундаменты мелкого заложения, объединенные пологими оболочками, на сильносжимаемых грунтах // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2014. – № 4. – С. 2–6.

1. Schanz T., Vermeer P.A., Bonnier P.G. The hardening soil model: formulation and verification // Beyond 2000 in Computational Geotechnics. – Balkema, Rotterdam, 1999. – P. 281–290.
2. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов: учеб. пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2005. – 488 с.

7.Дыба В.П., Галашев Ю.В., Осипова О.Н. Уточнение методов расчета осадок фундаментов по данным лотковых и натурных экспериментов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2011. – № 3. – С. 23–26.

1. Барвашов В.А., Болдырев Г.Г., Уткин М.М. Расчет осадок и кренов сооружений с учетом неопределенности свойств грунтовых оснований // Геотехника. – 2016. – № 1. – С. 4–21.
2. Лушников В.В. Оценка характеристик деформируемости элювиальных грунтов по результатам измерений деформаций зданий // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2011. – № 3. – С. 26–28.

10.Петрухин В.П., Шулятьев О.А., Мозгачева О.А. Новые способы геотехнического проектирования и строительства. – М.: Изд-во АСВ, 2015. – 224 с.

1. Design, fabrication, and assembly of a large oedometer / Albert M.Y. Ng, Albert T. Yeung, Peter K.K. Lee, L.G. Tham // Geotechnical Testing Journal. – 2006. – Vol. 29, iss. 4.
2. Аимбетов И.К. К определению модуля деформации грунтов методом трехосного сжатия для расчетов НДС основания с использованием программы PLAXIS // Геотехника. – 2010. – № 1. – С. 62–67.

13.СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* / Минрегион России. – М., 2011. – 161 с.

14.Пронозин Я.А., Наумкина Ю.В., Рачков Д.В. Уточненный метод послойного суммирования для определения осадки плитных фундаментов // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. – 2015. – № 3. – С. 82–86.

15.Васенин В.А., Астафьева Е.Д. Учет реологических свойств грунтов при расчете осадок здания // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2012. – № 1. – С. 1–21.

16.Методы определения параметров переуплотнения грунтов и их практическое применение в условиях Санкт-Петербурга / А.Н. Труфанов, О.А. Шулятьев, А.В. Ростовцев,
Г.У. Габсалямов // Инженерные изыскания. – 2014. – № 11. – С. 32–39.

Приведен анализ влияния деформационной анизотропии на напряженно-деформируемое состояние грунтового основания на основе численного эксперимента с использованием программного пакета ANSYS. Деформационные свойства грунта определялись модулем деформации Е и коэффициентом Пуассона μ. Степень анизотропии задавалась исходя из определенного соотношения модулей деформации в вертикальном E_z и горизонтальном E_x направлениях k_a = E_z/E_x. В результате численного эксперимента были проанализированы трансверсально-изотропные грунтовые основания с коэффициентами деформационной анизотропии k_a = 0,50; 0,75; 1,33; 2,0 и получены дополнительные коэффициенты α', которые используются при определении вертикальных напряжений от дополнительной нагрузки. На основе полученных результатов предложена методика расчета дополнительных напряжений анизотропного грунтового основания фундаментов существующей застройки от возводимых зданий и сооружений. В основу расчета положено решение задачи Лява с применением схемы линейно-деформируемого полупространства. Учет анизотропных свойств осуществлялся путем введения дополнительного коэффициента α', который зависит от степени анизотропии грунтового основания k_а и геометрических размеров фундамента. Полученные результаты исследований показывают, что учет анизотропных свойств грунтов оказывает значительное влияние на напряженно-деформируемое состояние грунтового основания и позволяет наиболее обоснованно подходить к прогнозированию осадок фундаментов. Особенно важное значение учет деформационной анизотропии имеет при проектировании усиления грунтовых оснований с созданием наведенной анизотропии, в том числе при возведении рядом с существующим новых сооружений, или дополнительной загрузке прилегающих к фундаменту площадей.

Ключевые слова: деформационная анизотропия, осадки, напряжения, грунтовое основание, анизотропные грунты, напряженно-деформированное состояние грунта, метод послойного суммирования

Нуждин Леонид Викторович – кандидат технических наук, профессор, е-mail: nuzhdin_ml@mail.ru.

Павлюк Ксения Вячеславовна – аспирант, е-mail: xenia0822@mail.ru.

1. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов. – М.: Изд-во АСВ, 2009. – 552 с.
2. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. – М.: Наука, 1966. – 708 с.
3. Nuzhdin L.V., Pavlyuk K.V. Analysis of stress-strain state of anisotropic soil basement // Proceeding of the 8th Asian young geotechnical engineers conference. – Astana, 2016. – 277 p.
4. Нуждин Л.В., Павлюк К.В. Влияние деформационной анизотропии грунта на НДС основания фундамента // Инженерно-геотехнические изыскания, проектирование и строительство оснований, фундаментов и подземных сооружений: сб. тр. всерос. науч.-техн. конф. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. гос. арх.-строит. ун-та, 2017. – С. 42–49.
5. Нуждин Л.В., Коробова О.А., Нуждин М.Л. Практический метод расчета осадок фундаментов с учетом анизотропии грунтового основания // Фундаменты глубокого заложения и проблемы освоения подземного пространства: сб. тр. всерос. конф. с междунар. участием. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – Ч. 4. – C. 154–162.
6. Коробова О.А., Бирюкова О.А. Методологические подходы к вопросу учета деформационной анизотропии в расчетах грунтовых оснований // Актуальные вопросы строительства: материалы VII Всерос. науч.-техн. конф. – Новосибирск: Изд-во Новосибир. гос. арх.-строит. ун-та (Сибстрин), 2014. – С. 11–16.
7. Коробова О.А. Напряженно-деформированное состояние анизотропных слоев различной мощности под жесткими штампами и фундаментами и его особенности // Изв. вузов. Строительство и архитектура. – 1995. – № 5-6. – С. 35–40.
8. Криворотов А.П., Коробова О.А. Влияние мощности анизотропного слоя на его напряженно-деформированное состояние // Изв. вузов. Строительство и архитектура. – 1987. – № 12. – С. 104–108.
9. Швецов Г.И., Коробова О.А. Исследование деформационной анизотропии лессовых просадочных грунтов // Изв. вузов. Строительство и архитектура. – 1997. – № 9. – С. 93–97.
10. Амбарцумян С.А. Разномодульная теория упругости – М.: Наука, 1982. – 320 с.
11. Evaluation of deformation properties of soils using a wedge dilatometer and improvement of forecast accuracy of buildings settlement / L. Nuzhdin, M. Nuzhdin, X. Kozminykh [et al.] // Challenges and innovations in Geotechnics: Proceeding of ATC7 Workshop, 18ICSMGE. – Paris: Presses des Ponts, 2013. – P. 68–75.
12. Нуждiн Л.В., Нуждiн М.Л., Козьмiних К.В. Підвищення точностi прогнозування осідань фундаментів на основі польових досліджень деформаваностi грунтiв розклюнивальним дилатометром // Збірник наукових прац: серiя – галузеве машинобудування, будiвництво. Полтава: Изд-во ПолтНТУ, 2013. – Т. 2, вип. 3 (38). – С. 258–273.
13. Нуждин Л.В., Нуждин М.Л., Козьминых К.В. Методика полевых исследований деформируемости грунтов расклинивающим дилатометром и расчета осадок фундамента по СП 22.13330 // Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение: сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. гос. арх.-строит. ун-та, 2014. – Ч. 2. – С. 122–130.
14. Nuzhdin L., Nuzhdin M., Kozminykh X. The calculation of foundation sediments on the result of field soil test by WD-100 relaxation method // Geo-Environmental Issues and Sustainable Urban Development. – Allahabad, 2014.
15. Pazdan parçalayan dilatometrlə çöl şəraitində qruntlarin tədqiqat üsulu və bünovrələrin çökməsinin hesablanmasi / Inşaat və Memarliqda elmi-texniki tərəqqi // Beynəlxalq elmi-texniki konfransin materiallari. – Azərbaycan, Baki: Şarq-Qərb, 2014. – P. 182–188.

На основе анализа накопленного международного опыта в данной статье описана технология преобразования грунтов оснований зданий и сооружений методом глубинного перемешивания грунта (ГПГ). Приводятся варианты использования технологии в различных грунтовых условиях, указываются основные виды оборудования для выполнения работ. Представлены основные расчетные предпосылки проектирования преобразованных оснований и особенности обоснования проектного решения с учетом требований российских нормативных документов и имеющегося международного опыта проектирования работ по технологии глубинного перемешивания грунта.
В качестве расчетной основы предложены три основных подхода: в рамках действующих СП по приведенному модулю деформации или по расчетной схеме свайного фундамента; с использованием метода ячейки, включающей грунтоцементный элемент и окружающий грунт; с применением конечно-элементных трехмерных программных комплексов. В дополнение к действующим строительным нормам предлагается использование стандарта организации как инструмента внедрения технологии глубинного перемешивания в практику фундаментостроения. В статье приведены основные параметры, подлежащие контролю в процессе производства работ, а также характеристики преобразованного грунта, подлежащие проверке на площадке строительства. Проектные и технологические аспекты применения глубинного перемешивания грунтов показаны на конкретном примере проектирования фундаментов здания на искусственном основании, освещены конструктивные и технологические преимущества технологии ГПГ на указанной площадке строительства. На основании технико-экономического сравнения вариантов указана экономия за счет применения технологии перемешивания по отношению к двум другим проектным решениям. Выводы в статье указывают на дальнейшее перспективное развитие данного метода с постановкой основной цели для последующих научно-практических работ.

Ключевые слова: глубинное перемешивание грунта, грунтоцементные элементы усиления, оборудование для перемешивания грунта, контроль преобразования грунта, расчетные модели преобразованных грунтовых оснований

Зехниев Фаршед Фарходович – кандидат технических наук, заведующий лабораторией № 2 «Основания и фундаменты на слабых грунтах», e-mail: Lab02@niiosp.ru.

Внуков Дмитрий Алексеевич – старший научный сотрудник лаборатории № 2 «Основания и фундаменты на слабых грунтах», e-mail: Lab02@niiosp.ru.

Корпач Александр Иванович – главный инженер-строитель, e-mail: a.korpach@keller-vremya.com.

1. Bell A., Kirsch K. Ground improvement. – 3rd ed. – CRC Press, 2012.

2.Богданов О.И., Корпач А.И. Применение технологии глубинного перемешивания грунта DSM для усиления грунтовых оснований // Инновационные конструкции и технологии в фундаментостроении и геотехнике: материалы науч.-техн. конф. с междунар. участием, Липецк, 27–29 октября 2013 г. – М.: Палеотип, 2013. – С. 271–276.

3.   Корпач А.И., Лофицкий А.В. Возможности применения технологии глубинного перемешивания грунта DSM для ограждения котлованов // Геотехника. – 2015. – № 3 – С. 16–22.

4.   Topolnicki M. Geotechnical design and performance of road and railway viaducts supported on DSM columns – a summary of practice // International Conference on Deep Mixing. – San Francisco, 2015.

5.   Topolnicki M., Pandrea P. Design of in-situ soil mixing // ISSMGE – TC 211 International Symposium on Ground Improvement – Brussels.

6.   Topolnicki M., Sołtys G. Novel application of wet deep soil mixing for foundation of modern wind turbines // Proceedings 4th Int. Conference on Grouting and Deep Mixing. –
New Orleans, 2012.

7.   EN 14679. Execution of special geotechnical works – Deep mixing, ICS 93.020. – 2005.

8.   DIN 4093/A1. Bemessung von verfestigten Bodenkörpern – Hergestellt mit Düsenstrahl, Deep Mixing oder Injektions Verfahren, Beuth Verlag GmbH. – Berlin, 2014.

9.   FHWA 2013-11. Federal highway administration design manual: deep mixing for embankment and foundation: support publication No. FHWA-HRT-13-046. – URL: https://www.fhwa.dot.gov/ (дата обращения: 10.06.2017).

10.    Корпач А.И. Особенности расчета оснований, усиленных по технологии глубинного перемешивания грунта DSM // Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении: тр. междунар. науч.-практ. конф. – Новочеркасск, 2015. – С. 134–137.

11.    Bohn C. Influence of the column/soil stiffness on the settlement of soil reinforcement columns. – Baugrundtagung, Mainz, 2012.

12.    Укрепление слабых грунтовых оснований способом глубинного перемешивания грунта по технологии DSM (Deep Soil Mixing): стандарт организации. – М., 2015.

13.    Nakanishi M. Execution and equipment of cement deep mixing (CDM) method // Proceedings Tokyo Workshop 2002 on Deep Mixing. – Tokyo, 2002. – P. 80–90.

14.    Topolnicki M. Quality control of wet deep mixing with reference to Polish practice and applications // Proceedings Tokyo Workshop 2002 on Deep Mixing. – Tokyo, 2002. – P. 167–175.

15.    Larsson S. On the use of CPT for quality assessment of lime-cement columns // Proceedings Int. Conf. on Deep Mixing Best Practice and Recent Advances. – Stockholm, 2005. – P. 555–560.

Осмотическая, гидравлическая и самовосстанавливающаяся эффективность барьеров на основе бентонита (например, геосинтетические глинистые вкладыши) для локализации загрязненных растворов регулируется как химико-физическими характеристиками, свойственными бентониту, такими как, например, плотность твердого тела (ρ_sk), общая удельная поверхностью (S) и общий фиксированный отрицательный электрический поверхностный заряд (σ), так и параметрами химико-механического состояния, способными количественно определять плотность скелета и структуру, т.е. общий (e) и nano (e_n) коэффициенты пористости, среднее количество пластин на агрегат (тактоид) (N_{l, AV}), эффективную концентрацию электрического фиксированного заряда  и фракцию Штерна (f_Stern). В свою очередь, при рассмотрении только насыщенных активных глин параметры состояния, по-видимому, контролируются историей эффективных напряжений (SH), ионной валентностью (ν_i) и взаимосвязанной последовательностью воздействия концентрации солей в поровом растворе (c_s). Создана теоретическая основа, дающая возможность описывать химическое, гидравлическое и механическое поведение бентонитов в случае одномерных полей деформаций и течения. В частности, представлены отношения, связывающие вышеупомянутое состояние и свойственные рассматриваемому бентониту параметры с его гидравлической проводимостью (k), эффективный коэффициент диффузии  осмотический коэффициент (w) и давление набухания (u_sw) при различных последовательностях историй нагружения и концентраций растворенного вещества. Предлагаемая теоретическая гидро-химико-механическая структура была подтверждена путем сопоставления ее прогнозов с некоторыми из имеющихся экспериментальных результатов по бентонитам (т.е. испытания на гидравлическую проводимость, испытаниями на набухание и тестами на осмотическую эффективность).

Ключевые слова: активные глины, микроструктура бентонита, химический осмос, состояние поверхности структуры, гидравлическая проводимость, барьеры полигонов депонирования, давление набухания

Марио Манассеро – доктор наук, профессор, e-mail: mario.manassero@polito.it.

Андреа Доминианни – доктор наук, доцент, e-mail: andrea.dominijanni@polito.it.

Николо Гварена – магистр, e-mail: nicolo.guarena@polito.it.

Norrish K. The swelling of montmorillonite. Discussions of the Faraday Society, 18, 1954, pp. 120-134.
Dominijanni A., Manassero M. Modelling the swelling and osmotic properties of clay soils. Part II: The physical approach. International Journal of Engineering Science, 2012, no. 51, pp. 51-73.
Shainberg I., Bresler E., Klausner Y. Studies on Na/Ca montmorillonite systems. 1. The swelling pressure. Soil Science, no. 111(4), 1971, pp. 214-219.
Guyonnet D., Gaucher E., Gaboriau H., Pons C.H., Clinard C., Norotte V., Didier G. Geosynthetic clay liner interaction with leachate: correlation between permeability, microstructure and surface chemistry. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, no. 131(6), 2005, pp. 740-749.
Dominijanni A., Manassero M., Puma S. Coupled chemical-hydraulic-mechanical behavior of bentonites. Géotechnique, no. 63(3), 2013, pp. 191-205.
Dominijanni A., Manassero M. Modelling the swelling and osmotic properties of clay soils. Part I: The phenomenological approach. International Journal of Engineering Science,
no. 51, 2012, pp. 32-50.
Terzaghi K. Theoretical soil mechanics. New York, John Wiley and Sons, 1943, 526 p.
Mitchell J.K., Soga K. Fundamentals of soil behavior. 3rd ed. New York, John Wiley and Sons, 2005, 592 p.
Alonso E., Gens A., Josa A. A constitutive model for partially saturated soils. Géotechnique, no. 40(3), 1990, pp. 405-430.

10.    Dominijanni A., Manassero M. Modelling osmosis and solute transport through clay membrane barriers. Waste Containment and Remediation. ASCE Geotechnical Special Publication. Eds Alshawabkleh A. et al. ASCE, Reston/VA, 2005, No. 47.

11.    Dominijanni A., Manassero M., Vanni D. Micro/macro modeling of electrolyte transport through semipermeable bentonite layers. Proceedings of the 5th International Congress on Environmental Geotechnics, 26th-30th June, Cardiff, Wales, UK, London, Thomas Telford, 2006,
vol. II, pp. 1123-1130.

12.    Manassero M., Dominijanni A. Coupled modelling of swelling properties and electrolyte transport through geosynthetic clay liner. Proceedings of the Sixth International Congress on Environmental Geotechnics (6ICEG), 8-12 November, New Delhi, India, 2010, vol. 1, pp. 260-271.

13.    Malusis M.A., Shackelford C.D. Chemico-osmotic efficiency of a geosynthetic clay liner. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, no. 128(2), 2002, pp. 97–106.

14.    Malusis M.A., Shackelford C.D. Coupling effects during steady-state solute diffusion through a semipermeable clay membrane. Environmental Science and Technology, no. 36(6), 2002, pp. 1312–1319.

15.    Malusis M., Kang J., Shackelford C.D. Influence of membrane behavior on solute diffusion through GCLs. Proceedings of the International Symposium on Coupled Phenomena in Environmental Geotechnics (CPEG), ISSMGE TC 215, 1-3 July, Torino (Italy) 2013, London, CRC Press Taylor & Francis Group, 2013, pp. 267-274.

16.    Malusis M.A., Shackelford C.D., Olsen H.W. A laboratory apparatus to measure chemico-osmotic efficiency coefficients for clay soils. Geotechnical Testing Journal, no. 24(3), 2001, pp. 229–242.

17.    Manassero M., Dominijanni A., Musso G., Puma S. Coupled phenomena in contaminant transport. Theme Lecture in. Proceedings of the 7th International Congress on Environmental Geotechnics, 10-14 November, Melbourne (Australia), 2014, pp. 144-169.

18.    Kozeny J. Ueber kapillare Leitung des Wassers im Boden. Wien, Sitzungsbericht Akad. Wiss., no. 136(2a), 1927, pp. 271-306.

19.    Carman P.C. Flow of gases through porous media. Butterworths, London, 1956.

20.    Petrov R.J., Rowe R.K. Geosynthetic clay liner (GCL) – chemical compatibility by hydraulic conductivity testing and factors impacting its performance. Canadian Geotechnical Journal, 1997, 34, pp. 63-885.

21.    Puma S., Dominijanni A., Manassero M., Zaninetta L. The role of physical pretreatments on the hydraulic conductivity of natural sodium bentonites. Geotextiles and Geomembranes, 2015, 43, pp. 263-271.

22.    Boffa G., Dominijanni A., Manassero M., Marangon M., Zaninetta L. Mechanical and swelling behavior of sodium bentonites in equilibrium with low molarity NaCl solutions under oedometric conditions. Acta Geotechnica (under review), 2016.

23.    Di Emidio G. Hydraulic and chemico-osmotic performance of polymer treated clays. Ph.D. Thesis, Ghent: Ghent University, 2010.

24.    Manca D. Hydro-chemo-mechanical characterization of sand/bentonite mixtures, with focus on their water and gas transport properties. Ph.D. Thesis. EPFL, Lausanne (Switzerland), 2015.

25.    Mazzieri F., Di Emidio G. Caratteristiche e prestazione di geocompositi bentonitici preidratati. In: Proceeding 24th Italian Geotechnical Conference, Napoli, June 2011, Ed. AGI, Rome: 735-742 (in Italian).

26.    Mazzieri F., Di Emidio G., Fratalocchi E., Di Sante M., Pasqualini E. Permeation of two GCLs with an acidic metal-rich synthetic leachate. Geotextiles and Geomembranes, 2013, 40(10), pp. 1-11.

27.    Seiphoori A. Thermo-hydro-mechanical characterization and modelling of MX-80 granular bentonite. Ph. D. Thesis n° 6159. EPFL, Lausanne (Switzerland), 2014.