The modulus of deformation as the main characteristic of the deformation ability of soils in the design of structures of the forest complex
Authors: Каширский В.И. , Виноградов А.Ю. , Лободенко И.Ю. , Зубова О.В. , Виноградов И.А. , Парфенов Е.А. , Кучмин А.В. , Обязов В.А. , Платонов А.П. 
Published: July 2024

Для безопасной эксплуатации любых сооружений необходимо на стадии изысканий правильно оценить физико-механические свойства грунтов, на котором они будут располагаться. Согласно нормативным документам, основной деформационной характеристикой, позволяющей оценить устойчивость проектируемого сооружения, будь то технологическая автодорога, целлюлозно-бумажный комбинат или реакторное отделение АЭС, является модуль деформации грунта. Модуль деформации используется при проектировании любых строительных и инфраструктурных объектов и является одним из основных расчётных параметров грунтов. При этом определяемый разными способами модуль деформации одного и того же грунта может различаться в несколько раз. В статье проанализированы причины столь большого расхождения в значениях модуля деформации грунтов-аналогов. Вначале оценивается погрешность интерполяции и измерений; рассматриваются различные методики определения модуля деформации. Делается вывод, что результаты компрессионных, штамповых и трёхосных испытаний несравнимы в принципе, поскольку проводятся при различных граничных условиях. При использовании методов определения модуля деформации с различными граничными условиями для приведения результатов к единому знаменателю должны использоваться физически и математически обоснованные переходные коэффициенты. Но авторы считают, что основная проблема состоит в том, что для естественных грунтов данная характеристика является нелинейной функцией трёх независимых аргументов – нормального напряжения, внутреннего давления грунта и площади внешнего воздействия нормального напряжения на грунт. В связи с этим, оцениваемое неким отвлечённым числом значение модуля, не привязанного к нормальному напряжению, признается физически и математически неправомерным. В результате инженерных изысканий проектировщику должна передаваться аппроксимированная или графическая зависимости для различных интервалов нагрузок с учётом глубины заложения фундамента и его площади. Последний, в зависимости от расчётной нагрузки, которое проектируемое здание или сооружение будет оказывать на грунт, сможет по представленной зависимости провести ориентировочный расчёт проектной осадки здания или устойчивости любого линейного сооружения.

For the safe operation of any structures, it is necessary at the survey stage to correctly assess the physical and mechanical properties of the soils. The deformation modulus is used in the design of any construction facilities and is one of the main design parameters of soils. At the same time, the modulus of deformation of the same soil determined in different ways, depending on the method of determination, may differ several times. The article analyzes the reasons for such a large discrepancy in the values of the deformation modulus of one soil. At the beginning, the error of interpolation and measurements is estimated; various methods for determining the modulus of deformation are considered. It is concluded that the results of compression, stamp and triaxial tests are incomparable in principle, since they are carried out under different boundary conditions. When using methods for determining the modulus of deformation with different boundary conditions, physically and mathematically justified transition coefficients should be used to bring the results to a single denominator. However, the authors believe that the main problem is that for natural soils, this characteristic is a nonlinear function of three independent arguments – normal stress, internal pressure of the soil and the area of external influence of normal stress on the soil. In this regard, the value of the module estimated by some abstract number, which is not tied to the normal voltage, is recognized as physically and mathematically illegal.